在不同的ABS系统中,电子控制单元的内部结构和控制逻辑可能不尽相同,制动压力调节装置的结构形式和工作原理也往往不同。
在正常工作时,所有ABS系统都和传统的助力制动系统相似。
在强力制动时,ABS根据车轮的速度调节通向每个车轮的制动液压力。
ABS根据其对制动压力的控制方式可分为机械式和电子式。
目前大多数的ABS都是电子控制的。
目前流行的ABS可按以下分类:
1.根据制动压力调节装置的布置分类
将制动压力调节装置和制动主缸组成的ABS称为整体式ABS,它主要制动主缸、制动助力器<液压助力)、制动压力调节装置、电动泵总成及压力调节回路等组成。
电动泵总成为回路提供高压,同时也用于主动助力。
具有独立的制动压力调节装置和独立的制动主缸的ABS类型称为分置式,它主要由带助力器<真空或液压助力)制动主缸以及分置的压力调节单元等组成。
制动主缸产生的制动压力通过制动管路分配给各个车轮的制动器,压力调节装置独立地调节各个车轮制动器的制动压力,而不受制动踏板上作用力大小的影响。
2.根据制动管路的的布置方式分类
根据制动管路布置方式的不同进行分类,可分为单通道、双通道、三通道或四通道的两轮系统和四轮系统。
(1>两轮系统
两轮系统仅对后轮提供防抱死制动性能,两轮系统常见于轻型货车。
两轮ABS系统可以是单通道或双通道系统。
在单通道系统中,同时调节左、右两侧车轮的制动器,控制滑移。
单通道系统依靠防止中央的ABS转速传感器的输入信号。
该转速传感器通常位于差速器齿圈上或变速器上。
双通道两轮ABS系统相互独立地调节每个后轮的液压力,在每个车轮上都装有轮速传感器,根据转速传感器传来的速度信号来控制压力调节。
(2>对角分路式系统
这种系统用两个转速传感器的读数调整所有四个车轮的车轮转速。
一个传感器输入控制右前轮,另一个传感器输入控制左前轮,对应后轮的制动压力同时由位于其对角线上的前轮控制着。
这种系统比两轮系统要好,因为它可提供制动时的转向控制。
(3>前/后轮分路式系统
这种系统具有三通道回路,对每个前轮有单独的液压回路,对后轮有一条液压回路。
(4>全轮<四轮)系统
该系统是最有效的ABS系统,它是四路系统,每个车轮都有转速传感器监
控。
ABS电控单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控制。
(二>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.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。
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1所示。
图1
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除,如图2所示。
图2
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3所示。
图3
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/h),才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。
当汽车速度被制动降低到该数值时,ABS就会自动地中止防抱死制动压力的调节,此后装备有ABS系统的汽车的制动过程与常规制动系统的制动过程相同,车轮仍然可能被制动抱死。
这是因为当汽车速度很低时,车轮被制动抱死对汽车制动性能的影响已经很小,而且要使汽车尽快制动停车,就必须使车轮制动抱死。
<2)在制动过程中,只有当被控制车轮趋于抱死时,ABS系统才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节,在被控制车轮还没有趋于抱死时,制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。
<3)所有ABS系统都有自诊断功能,能够对系统的工作情况进行监控,一旦发现存在影响系统正常工作的故障时,会自动关闭ABS系统,并点亮ABS报警灯,向驾驶员发出警示信号,汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。
三、ABS的使用与检修
(一>ABS使用与检修中的一般注意事项
1.ABS与常规制动系统是不可分割的,常规制动系统一旦出现问题,ABS就不能正常工作,因此要将二者视为一个整体进行维修。
当制动系统发生故障,一般应首先判断是常规制动系统故障还是ABS的故障,不能只把注意力集中到传感器、电子控制器和压力调节器上。
2.由于ABSECU对过电压、静电压非常敏感,为防止损坏,应注意:
在点火开关处于接通位置时,不要拆装系统中的电器元件和线束接头,如要拆装,则应将点火开关断开;用充电机给汽车上的蓄电池充电时,要从车上拆下蓄电池电缆线后再进行充电,切记不可用充电机启动发动机;在车上进行电焊时,要戴好静电器再拔下ECU连接器后再进行电焊。
3.高温环境容易损坏ECU。
一般ECU只能在短时间承受90℃温度,有的要求ECU受温不能超过82℃。
在对汽车进行烤漆作业时,应视情况将ECU从车上拆下。
4.在很多ABS或ASR系统中有蓄能器,在对这类制动液压系统进行维修之前,切记首先泄压,以免高压制动液喷出伤人。
释放蓄能器中的高压制动液的方法是,先将点火开关断开,然后反复踩、放制动踏板<至少25次以上),直到制动踏板变的很硬为止;另外,在制动液系统没有完全装好之前,不能接通点火开关,以免电动泵通电运转泵油。
5.要求制动液每年更换一次。
对制动液要做到及时检查、补充,一般制动液液面过低时ABS会自动关闭;在存储和更换制动液时,要注意保持器皿清洁。
6.维修轮速传感器要十分细心。
拆卸时不要碰撞和敲击传感头,不要用传感器齿环当作撬面;防止上面粘有油污或其他脏物,必要时可涂上一层薄防锈油;传感器间隙有的是不可调的,有的可调,调整时应用非磁性塞尺或纸片。
7.在对制动系统进行维修后,或者使用过程中感觉制动踏板变软时应对制动液压系统中的空气进行排除。
装备ABS的制动系统与常规制动系统的空气排除方法一般都有所不同,且不同形式的ABS,其放气的程序和顺序也可能不同。
在进行空气排除时,应按照相应的维修手册所要求的方法和顺序进行,否则浪费工时,制动系统内的空气还放不干净。
8.应尽量采用汽车生产厂商推荐的轮胎,不能混用不同规格的轮胎,否则会影响ABS的制动效果。
9.大多数ABS中的轮速传感器、电控单元和压力调节器都是不可修复的,如发生损坏,应进行整体更换。
10.装备ABS的汽车,其制动操作方法和没ABS的普通制动系统方法是一样的。
但在紧急制动时,不要重复的踩放制动踏板,而只要把脚持续的踩在制动踏板上,ABS就会进入制动状态,不需人工干预。
多踩几脚制动踏板,反而会使ABSECU得不到正确信号,导致制动效果不良。
对液压制动系统而言,ABS工作时制动踏板工作时会有些轻微抖动,或听到一些噪声,这些都是正常现象,表明ABS正在工作,并非故障。
(二>故障诊断和检查的一般方法和步骤
对于ABS来说,不同车型,甚至同一系列不同年代生产的车型,装用的ABS型号也可能不一样,因而故障诊断和检查方法以及程序都可能会有所不同。
1.直观检查
具体常检查以下内容:
<1)检查手制动是否完全释放。
<2)制动液是否渗漏,制动液面是否在规定的范围内。
<3)检查所有ABS的保险丝、继电器是否完好,插接是否牢固。
<4)检查ABSECU连接器连接是否良好。
<5)检查有关器件<轮速传感器、电磁阀体、电动泵、压力警示开关和压力控制开关等)的连接器和导线是否连接良好。
<6)检查ABSECU、压力调节器等的接地线是否接触可靠。
<7)检查蓄电池电压是否在规定范围内,正、负极柱的导线是否连接可靠。
2.读取故障代码
ABS故障代码的读取纷纷大致可归纳下述三种:
<1)跨接自诊断启动电路读取法
<2)借助专用诊断测试仪读取法
<3)利用汽车仪表板上的信息显示系统读取法
3.快速检查
快速检查一般是在自诊断基础上进行的,它是利用专用仪器或万用表等,对系统的电路和元器件进行连续测试,以查找故障的方法。
常用的几种方法有:
利用ABS诊断测试仪进行测试、利用“接线端子盒”进行测试、直接用万用表进行测试等方法。
4.利用故障警示灯诊断
通过上述方法,一般都能准确的诊断出故障部位及性质。
在实际应用中,还经常利用故障警示灯进行诊断。
所谓故障灯诊断是通过仪表板上的ABS警示灯和红色制动警示灯的闪亮规律,进行诊断的一种快速简易方法。
实用中,驾驶员经常通过这种方法对ABS的故障进行粗略判断。
四、结束语
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《汽车ABS原理与结构》周志立等编著—北京:
机械工业出版社,2005
②《现代汽车底盘技术》李春明主编—北京:
北京理工大学出版社,2007
③《汽车电子控制系统的原理与检修》王遂双主编—北京:
北京理工大学出版社,2000
④《汽车电子控制技术》付百学编著—北京:
机械工业出版社,2000
⑤《汽车底盘电子控制系统原理与检修》麻有良主编—辽宁:
科学技术出版社,1999