汽车ABS检测与维修定稿毕业论文设计文档格式.docx

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andanalysisofcontrolcircuits.Explained.

IntroducingthetheoryofABSsystem,elaboratingits,byanalysisofABSworkingprinciplesandcontrolmethods,toformABSspecificmodeldatabase;

UsingVCtorealizetherelativemodulefunction,toestablishmodelingforABScontrolsystem;

Toachievetheabstractionofthecontrollermodule,solenoidvalveandbrakesystemmodule,vehiclemotionsimulationmodule,andtoachieveinterchangeofsimulationmodules,andaleatoriccombinationofdifferentmodulesbasedonthecontrolprincipleofABS.

目录

前言…………………………………………………………………………………1

1.汽车防抱死制动系统的概述…………………………………………………

1.1防抱死制动系统的功用……………………………………………………

1.2防抱死制动系统的组成及类型……………………………………………1.2.1ABS的组成…………………………………………………………

1.2.2ABS的分类………………………………………………………………

1.3防抱死制动系统的工作原理…………………………………………………1.3.1常规制动阶段………………………………………………………………

1.3.2制动压力保持阶段…………………………………………………

1.3.3制动压力减小阶段………………………………………………

1.3.4制动压力增大阶段………………………………………………

2.汽车防抱死制动系统的使用与维修……………………………………………

2.1防抱死制动系统的使用与检修中的注意事项……………………

2.2故障诊断和检查的方法和步骤………………………………………

3.ABS在轿车上的使用…………………………………………………………

3.1丰田雷克萨斯（LEXUS）LS400型轿车的ABS……………

3.2长丰猎豹越野车的ABS……………………………………………………

3.3神龙富康轿车的ABS……………………………………………………

4.汽车防抱死制动系统的故障案例分析………………………………………

4.1凯越ABS报警灯故障排除……………………………………………………

4.2车轮抱死故障排除……………………………………………………

4.3捷达轿车ABS故障灯偶尔亮……………………………………………………

5.总结…………………………………………………………………………

参考文献……………………………………………………………………

致谢…………………………………………………………………………

汽车ABS系统的检测与维修

前言

随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。

目前广泛采用的防抱制动系统（ABS）使人们对安全性要求得以充分的满足。

汽车制动防抱系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。

有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。

汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。

随着世界汽车工业的迅猛发展，汽车的安全性越来越为人们重视。

汽车制动防抱系统，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。

ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制，当车辆制动时，它能使车轮保持转动，从而帮助驾驶员控制车辆达到安全的停车。

这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度，然后把车轮速度信号传送到微电脑里，微电脑根据输入车轮速度，通过重复地减少或增加在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率，保持车轮转动。

在制动过程中保持车轮转动，不但可保证控制行驶方向的能力，而且，在大部分路面情况下，与抱死〔锁死〕车轮相比，能提供更高的制动力量。

1.汽车的防抱死制动系统

防抱死制动系统是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。

当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹’。

因此，ABS防抑死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。

装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。

　　普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死。

1.1防抱死制动系的功用

　　制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。

评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。

　　制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。

如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。

若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；

若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。

　　汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。

当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。

其滑移率

　　δ＝（V-v）V×

100％

　　式中：

δ--滑移率；

　　V--汽车的理论速度；

　　v--汽车的实际速度。

　　据试验证实，当车轮滑移率δ＝15％一20％时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制其滑移率在15％～20％范围内。

　　ABS的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。

1.2防抱死制动系的组成及类型

1.2.1ABS的组成

无论是气压制动系统还是液压制动系统，ABS均是在普通制动系统的基础上增加了传感器、ABS执行机构和ABS电脑（即ABS、ECU）3部分,其基本构成如图1。

其结构形式和控制方法因车而异。

图1制动防抱死系统（ABS）的基本组成

1、传感器

ABS采用的传感器包括轮速传感器、车速传感器和汽车减速度传感器,典型轮速传感器外形与基本结构如图2。

图2轮速传感器的外形与基本结构

在各种控制方式的ABS中均有轮速传感器，它利用电磁感应原理检测车轮速度，并把轮带转换成脉冲信号送至ABS电脑。

一般轮速传感器都安装在车轮上，有些后轮驱动的车辆，检测后轮速度的传感器安装在差速器内，通过后轴转来检测，故又称为轴速传感器。

车速传感器用在以车轮滑移率为控制参数的ABS中，用来检测车速并向ABS电脑输送车速信号，此信号还同时用于速度表、里程表及自动变速器控制.汽车减速度传感器仅用在四轮驱动的控制系统中，它用来检测汽车制动时的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面。

2、执行机构

ABS执行机构主要由制动压力调节器和ABS警报灯组成。

制动压力调节器根据ABS电脑指令来调节各车轮制动器的制动压力。

不同制动系统的ABS所采用的制动压力调节器也不同，可分为液压式、气压式和空气液压加力式。

在目前应用广泛的液压制动系统中，制动压力调节器的主要

元件是电动泵和液压控制阀。

如图3分离式液压调节器为例

图3分离式液压调节器组件

ABS警报灯的功用是在ABS出现的故障时，由ABS电脑控制使其点亮，驾驶员发出警报信号，并可由ABS电脑控制闪烁显示故障码。

3、ABS电脑（ECU）

ECU控制原理如图4。

图4ABS控制电脑原理图

ABS电脑接收传感器信号，比较各轮转速和汽车行驶速度，判断各车轮的滑移情况后，向ABS执行机构下达指令来调节各车轮制动器的制动压力。

当ABS出现故障时，ABS电脑使ABS电脑使ABS警报灯点亮，同时切断通往执行机构的电源，使ABS停止工作。

1.2.2ABS的分类

1）按控制方式分可分为单参数控制和双参数控制（ABS）

（1）单参数控制（ABS）

它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动，其结构主要由轮速传感器、控制器（电脑）及电磁阀组成。

（2）双参数控制（ABS）

双参数控制的ABS，由车速传感器（测速雷达）、轮速传感器、控制装置（电脑）和执行机构组成。

其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，并与理想滑移率15%—20%作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力。

2）控制通道

对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。

独立控制是指某个车轮的制动压力占用一个控制通道可以单独进行调节；

一同控制是指两个车轮的制动压力是一同进行调节的。

高选原则一同控制是指保证附着力较大的车轮不发生制动抱死或驱动防滑为原则进行制动压力调节；

反之，称为低选原则一同控制。

按控制通道数分可以分为：

四通道ABS系统、三通道ABS系统、双通道ABS系统与单通道ABS系统。

（1）四通道ABS系统（如图5）

图5四通道四传感器ABS

（a）双制动管路前后布置（b）双制动管路对角布置

①组成：

四个轮速传感器，在通往四个车轮制动分泵的管路中，各设一个制动压力调节分装置，分别对各个车轮进行独立控制。

②优点：

附着系数利用率高，制动时可以最大限度地利用每个车轮的最大附着力。

③适用：

汽车左右两侧车轮附着系数相近的路面，不仅可以获得良好的方向稳定性和方向操纵能力，而且可以得到最短的制动距离。

④缺点：

如果汽车左右轮附着力相差较大，如：

行驶在附着系数对分的路面上或汽车两侧垂直载荷相差较大时，制动时两个车轮的地面制动力就相差较大，因此会产生横摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不能保持汽车按预定方向行驶，会影响汽车的方向稳定性，一般驾驶员修正有些困难。

⑤结论：

在具有驱动防滑转（ASR）功能时采用四通道式。

（2）三通道ABS系统（如图6）

图6三通道ABS

（a）三通道四传感器ABS（对角布置）（b）三通道四传感器ABS（前后布置）（c）三通道三传感器ABS

①结构：

四个轮速传感器或三个轮速传感器。

一般三通道ABS是对两前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制，也称它为混合控制。

②图2-（a）所示适用前轮驱动汽车及按对角布置的双管路制动系统。

该系统中虽然在通往四个车轮制动分泵（轮缸）的制动管路中，各设置一制动压力调节分装置，但两个后轮制动压力调节分装置却是由电子控制器按低选原则一同控制的，因此，实际上仍然是三通道ABS。

③图2-（b）（c）所示适用后轮驱动汽车及按前后布置的双管路制动系统。

在通往两后轮制动分泵（轮缸）的制动总管路中，只设置一个制动压力调节分装置，以便对两后轮制动分泵的制动压力进行一同控制。

由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车，也可以在传动系统中（如主减速器或变速器中）只设置一个轮速传感器，感测两后轮的平均转速，实现近似低选原则的一同控制。

④两后轮按低选原则进行一同控制时，可以保证汽车在各种条件下左右两后轮的制动力相等，即使两侧车轮的附着力相差较大，两个车轮的制动力都限制在附着力较小的水平，使两个后轮的制动力始终保持平衡，保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。

但也可能出现附着系数大的一侧后轮的附着力不能充分利用的问题，使汽车的总制动力有所减小。

应该看到，在紧急制动时，由于发生轴荷前移，在汽车的总制动力中，后轮的制动力所占的比重较小，尤其是小轿车，使前轮的附着力比后轮的附着力大得多，通常后轮制动力只占总制动力的30％左右，因此，后轮附着力未能充分利用的损失对汽车的总制动力影响不大。

⑤对两前轮进行独立控制，主要考虑到小轿车，特别是前轮驱动的汽车，前轮的制动力在汽车总制动中所占的比例较大（可达70％左右），可以充分利用两前轮的附着力。

一方面使汽车获得尽可能大的总制动力，利于缩短制动距离，另一方面更重要的能在制动中使两前轮始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好转向控制能力。

尽管两前轮独立控制可能导致两前轮制动力不平衡，但由于两前轮制动力不平衡对汽车行驶方向稳定性影响相对较小，而且可以通过驾驶员的转向操纵对由此造成的影响进行修正。

因此，三通道ABS在小轿车上被普遍采用。

（3）双通道ABS系统（如图7）

图7双通道ABS

（a）二通道三传感器ABS（b）二通道四传感器ABS（c）二通道二传感器ABS（d）二通道二传感器ABS

①（a）图中，前轮附着力相差较大时，高选。

②（d）图中，在后制动管路中设置比例阀或低选择阀。

③双通道式：

难以在方向稳定性、转向操纵性和制动距离各方面得到兼顾，目前采用很少。

（4）单通道ABS系统（如图8）

图8一通道一传感器ABS

由于前轮无控制，故易抱死，转向操纵性差，制动距离较长。

1.3防抱死制动系的工作原理

ABS的工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压力减小和制动压力增大等阶段。

1.3.1常规制动阶段

在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调节电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于畅通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动制动轮缸的压力将随制动主缸的输出压力而变化。

此时的制动过程与一般制动系统的制动过程完全相同。

1.3.2制动压力保持阶段

在制动过程中，电控单元根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车

轮抱死时，ABS就进入防抱死制动压力调节过程。

例如，电控单元发现右前轮趋于抱死时，电控单元就使控制右前轮制动压力的进液电磁阀通电，使右前轮进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动主缸。

此时，右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的制动压力就保持一定，而其他未抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大，如图9所示。

图9制动时维持制动压力

1.3.3制动压力减小阶段

如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电控单元判定右前轮仍趋于抱

死，电控单元又使右前出液电磁阀也转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动液就会经过出液电磁阀流出储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小，右前轮的抱死趋势将开始消。

图10制动时制动压力降低过程

1.3.4制动压力增大阶段

随着右前制动轮缸制动压力的减小，右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速，当电控单元根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势以已经完全消除时，电控单元就使右前进液和出液电磁阀都断电，使进液电磁阀转入开启状态，使出液电磁阀转入关闭状态，同时也使电动泵通电运转，向制动轮缸泵送制动液，由制动主缸输出的制动液和电动泵泵送的制动液都经过处于开启状态的右前进液电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的压力迅速增大，右前轮又开始减速运动，如图11所示。

图11制动时制动压力增大过程

ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复的经历保持-减小-增大过程，而将趋于抱死车轮的滑移率控制在峰值附着力系数滑移率的范围内，直至汽车速度减小到很低或者制动主缸的输出压力不再使车轮趋于抱死时为止，一般制动压力调节循环的频率可达3～20Hz。

在四通道ABS系统中对应于每个制动轮缸各有一对进液和出液电磁阀，可由电控单元分别进行控制。

因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立的调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

虽然各种ABS系统的结构形式和工作过程并不完全相同，但都是通过对趋于抱死的车轮的制动压力进行自适应循环调节，来防止被控制车轮发生抱死现象。

而且各种ABS在以下几方面都是相同的。

（1）ABS只是在汽车的速度超过一定数值后（如10km。

神龙富康轿车ABS工作时，有时会感到制动踏板轻微下沉或轻微的振动，高速行驶中急转弯或冰滑路面上行驶时有时ABS报警灯会先亮后熄，车速小于ABS起作用时的车速时可能会出现制动抱死，在地面上拖出淡淡的痕迹，这些现象都是正常的。

若接通点火开关后ABS报警灯亮3s仍不熄灭，或汽车行驶过程中ABS灯点亮后不熄灭，说明ABS有故障，用故障诊断仪读取故障代码可获取故障部位信息。

4.汽车防抱死制动系统的故障案例分析

4.1凯越ABS报警灯故障排除

故障现象：

一辆别克凯越行驶里程：

6000kmABS灯报警

故障检修流程：

1）首先使用通用专用诊断仪TECH2调取故障码，故障码为：

左前轮车轮转速传感器电路短路或断路。

2）由于是新车，首先检测各导线，并未发现有磨损现象，进而对各端子进行检查，发现接触良好，没有松动。

3）对左前车轮转速传感器电路进行测量，断开左前轮转速传感器插头，量取车器应无故障。

4）由于电子制动控制模块（EBCM）价格较贵，且故障率极低，故进一步对线路进行检测：

用万用表测量EBCM中的A10端子（浅蓝色）与左前车轮转速传感器A端子（白色）导线电阻；

EBCM中的A9端子（黄色）与左前车轮转速传感器B端子（黑色）导线电阻。

经检查确认线路良好。

5）鉴于上述部件均无故障，故借一新的电子制动控制模块（EBCM）试更换，固定好搭铁线路，再次接通点火装置，ABS灯熄灭。

4.2车轮抱死故障排除

一辆凯越在行驶中发生严重撞车事故，使车辆右前轮侧的ABS压力调节器总成及管路严重损坏。

经更换压力调节器和管路总成，将该车修复。

试车，发现有的车轮有制动抱死现象，有的车轮没有。

1）根据上面的现象，怀疑是ABS系统出了问题，首先检查车内仪表板上设置的ABS故障指示灯，显示正常（即启动发动机后2S左右熄灭）。

2）用TECH2进行诊断，未发现有故障码出现，试车且在进行制动时，制动踏板也有上抬得脉动感觉，说明ABS在工作。

3）而后将ECU的插头拔出，以常规方式试车，结果显示四个车轮均正常。

4）根据上面的检查情况，最后确定仍为ABS系统的故障，只不过ECU的自诊断系统不能检测到故障而已，因此仍对ABS系统进行分析。

5）从凯越的制动系统结构原理来看，该车采用ABS电控独立控制，由电控系统、液压系统和常规制动装置组成。

ABS的电液控制装置的电控部分（ECU）通过ABS线束由布置在每个车轮内的车轮转速传感器得到该车的转速信号，以判断车轮的运转状态。

当制动时，施加足够大的制动踏板力使车轮趋于抱死时，ECU即向液压控制单元发出液压调节的指令，HECU通过电磁阀根据制动液压调节指令对车轮的制动压力进行调节（即建压、保压、降压）。

6）根据上面的结构原理分析，该车是四轮独立控制，ECU接收到某一车轮的车轮转速信号以判断对该车轮如何进行压力调节，即某车轮转速信号和该轮的压力调节一一对应。

如果出现接收了某一车轮的转速信号，而去控制另一车轮的压力调节情况，即当某一车轮发出有抱死趋势的转速信号时，由ECU接收而去控制稍迟抱死的另一车轮的液压，使之减压而不被抱死；

与此同时，没有抱死的车轮转速信号却被ECU接收而去控制有抱死趋势的车轮，使之加压、抱死。

结果导致有的车轮完全被抱死，有的车轮则完全没有制动。

7）由以上分析，又对各管路一一检查。

在此过程中发现，虽然管路接头有区别，但由于维修过程中没有注意而把管路接错，从而出现了上述的故障。

调整管路，故障排除。

4.3捷达轿车ABS故障灯偶尔点亮

此车采用MK20-1型ABS系统，ABS控制单元、ABS液压控制单元和ABS泵是一个整体。

1）用诊断仪读取故障码，故障码为”00287,右后轮转速传感器信号不良。

2）做了常规保养，清洗了一下车轮转速传感器。

试车，故障灯依旧偶尔点亮。

3）检查传感器自身电阻，测得1K欧左右，符合标准数据。

顶起车轮，转动时传感器有交流信号输出。

再拔下ABS控制单元插头，此插头有25个针脚，1号、17号是右后轮转速传感器信号线，测量电阻1K欧左右，符合标准值，说明传感器线路正常。

4）查看动态数据流

5）在不同的车速时查看4个转速显示值，发现右后轮转速信号数据与其他3个数值偶尔不同步。

把左边的转速信号接到右边试车，正常，说明右后轮转速传感器信号不良。

更换一个车轮转速传感器，试车，一切正常。

5.总结

综上所述，提高汽车的制动性能越来越重要，而且控制系统越来越复杂，越来越人性化，正向综合系统化方向发展。

汽车的制动性能与汽车的本身的设计要求和使用条件有着紧密的联系，我相信随着科学技术不断的发展和广大的汽车技术人员不断的挖掘，把提高汽车的安全性作为更长期的目标。

我们相信随着科学和社会的不断进步，我们的汽车技术一定会飞黄腾达，成为带领社会发展的领头羊，必将有一个更远更好更高的发展。

参考文献

[1]杨庆彪.汽车电控制动系统原理与维修精华.北京：

机械工业出版社，2006

[2]鲁植雄.汽车ABS.ASR和ESP维修图解.北京：

电子工业出版社，2006

[3]邹长庚.现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（下）——车身与底盘部分.北京：

北京理工大学出版社，2006

[4]董继明、罗灯明.汽车检测与诊断技术.北京：

机械工业出版社，2007

致谢

在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师的热情关怀和悉心指导。

在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严