捷達轎車ABS防抱死系統

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：wujunyiwjy 類別：汽車構造維修時間：2007-08-21

1. ABS概述

隨著世界汽車工業的迅猛發展，安全性日益成為人們選購汽車的重要依據。目前廣泛采用的防抱死制動系統ABS充分地滿足了人們對安全性的要求。

汽車防抱死制動系統ABS(Anti-lock Braking System)采用電子按制方式防止車輛在緊急制動時車輪抱死的制動裝置。可在汽車制動過程中對車輪的運動狀態進行迅速、準確而又有效的控制，是車輪盡可能地處于最佳制動狀況。即在汽車制動時使車輪的縱向處于附著系數的峰值，同時使其側向也保持著較高的附著系數，從而使汽車具有良好的防側滑能力和最短的制動距離，以提高車輛行駛的安全性。

1.1 ABS的發展

ABS技術在20世紀90年代初期就已成熟，近十年來沒有突破性的發展，但在ABS技術進行的擴展，將ABS的內涵給予了很大的提升。ABS最初的擴展是防滑控制系統，它分為制動防滑(EDS)和驅動防滑(TCS)兩部分，有時統稱為ASR。在此基礎上擴展了后軸制動力感載控制，即EBD功能，以及電子助力制動EBA，這些擴展仍是以ABS為主。90年代中期，ABS進入了一個全新的發展，ABS只是作為全新系統的一個子系統，而不是一個主要的系統，但它仍把ABS作為一個重要組成部分。

1.2 ABS的現狀

目前，雖然ABS能大大提高汽車的制動性能，但是不同類型的ABS在制動中發揮的作用卻不盡相同，駕駛員如果缺乏對各類ABS性能特點的了解，則可能在車輛緊急制動時得不到預想的制動效果，甚至會發生意外情況。

捷達轎車ABS系統也是如此，它是一種安全輔助系統的裝置，根本則在于駕駛員的正確使用和車速的快慢。

2. 捷達轎車ABS的基本組成

2.1 ABS的基本組成

ABS系統能夠防止車輪抱死，具有制動時方向穩定性好、制動時仍有轉向能力、縮短制動距離等優點。捷達系列轎車采用的是MK20-Ⅰ型ABS系統，是三通道的ABS調節回路，前輪單獨調節，后輪則以兩輪中地面附著系數低的一側為依據統一調節。ABS系統主要由ABS 控制器 (包括電子控制單元、液壓單元、液壓泵等)、四個車輪轉速傳感器、ABS故障警告燈、制動警告燈等組成，如圖2-1所示。

圖2-1 ABS系統組件在車上的安裝位置

1-ABS 控制器;2-制動主缸和真空助力器;3-自診斷插□;4-ABS警告燈(K47);5-制動警告燈(K118);6-后輪轉速傳感器(G44/G46);7-制動燈開關(F);8-前輪轉速傳感器（G45/G47）

電子傳感式ABS主要是通過電子傳感器對車輪狀態的感知來進行制動力調節的。由于設計上不同，這類ABS又可以分為：“三路三傳感”、“三路四傳感”。

“三路三傳感”是在兩個前輪和后軸差速器上分別安裝電子傳感器，因此當制動車輪抱死時兩個前輪的ABS通過各自的傳感控制線路而獨自動作，而兩個后輪則一起動作。即捷達轎車就是采用這種ABS防抱死系統。

“三路四傳感”是在四個車輪上分別安裝電子傳感器，而兩前輪為獨立傳感控制線路，兩后輪則共用一條傳感控制線路，因此動作效果與“三路三傳感”基本一樣。

2.2 ABS的功用

ABS可在汽車制動時根據車輪的運動養成自動調節車輪的制動壓力，防止車輪抱死，其實質就是使傳統的制動過程變為瞬間的控制過程，即在制動時使車輪與地面達到“抱而不死，死而不抱”的狀態，其目的是使車輪與地面的摩擦力達到最大，同時又可以避免后輪側滑和前輪喪失轉向能力，以使汽車取得最佳的制動效能。

2.3 ABS的優點

(1)縮短制動距離。 ABS能保證汽車在雨后、冰雪及泥濘路面上獲得較高的制動效能，防止汽車側滑甩尾(松散的沙土和積雪很深的路面除外)；

(2)保持汽車制動時的方向穩定性；

(3)保持汽車制動時的轉向穩定性；

(4)減少汽車制動時輪胎的磨損。ABS能防止輪胎在制動過程中產生劇烈的拖痕，提高輪胎使用壽命；

(5)減少駕駛員的疲勞強度(特別是汽車制動時的緊張情緒)。

3. 捷達轎車ABS的工作原理

3.1 ABS的工作原理

在普通制動模式(ABS不起作用)時，ABS電腦不發出指令，升壓閥和止回閥關閉使來自助力控制閥的制動液不能進入制動輪缸，減壓閥關閉使制動輪缸內的制動液不能流回儲液箱，截止閥打開使各制動輪缸分別與制動主缸的第一二腔相通，這樣制動輪缸內的制動壓力隨著制動主缸內壓力的變化而變化。

在防抱死制動模式(ABS起作用)時，ABS電腦根據所接受的信號向執行機構發出指令，增大、減小或保持各制動輪缸內的制動壓力，以使各車輪保持理想的制動狀態。當ABS電腦檢測到某一車輪的滑移率過大需“減壓”時，串聯在制動輪缸與制動主缸間的截止閥和串聯在助力控制閥與制動輪缸間的升壓閥均會接受電腦指令而關閉，串聯在制動輪缸與儲液器間的減壓閥則接受電腦指令而打開，使制動輪缸內的制動液經減壓閥流回儲液器，從而減小該車輪上的制動壓力，防止其抱死；當某一車輪滑移率過小而需“增壓”時，用于控制該輪制動壓力的截止閥和減壓閥均關閉，而升壓閥打開，使助力控制閥內的制動液經升壓閥注入制動輪缸，從而使該輪上的制動壓力增加：當需要“保持”某一制動輪缸內的制動壓力時，則用于控制該輪制動壓力的截止閥、減壓閥和升壓閥均關閉，使制動輪缸內的制動液既不能流出也不能注入，從而保持壓力不變(如圖4-1所示)。

圖4-1 ABS工作原理圖

3.2 捷達ABS的性能特點

捷達車采用的是三通道ABS裝置。三通道ABS是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪按低選原則進行一同控制(即兩個車輪由一個通道控制，以保證附著力較小的車輪不抱死為原則)，也稱混合控制。

性能特點：兩后輪按低選原則進行同一控制時，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動力相等，即使兩側車輪的附著系數相差較大，兩個車輪的制動力都限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下制動時都具有良好的方向穩定性。當然，在兩后輪按低選原則進行一同控制時，可能出現附著系數較大的一側后輪附著力不能充分利用的問題，使汽車的總制動力減小。但應該看到，在緊急制動時，由于發生軸荷前移，在汽車的總制動力中，后輪制動力所占的比例減小，尤其是前輪驅動的小轎車，前輪的附著力比后輪的附著力大得多，通常后輪制動力只占總制動力的30％左右，后輪附著力未能充分利用的損失對汽車的總制動力影響不大。在對捷達車型進行的60 km/h緊急制動對比試驗中，有ABS的車型比無ABS車型的制動距離只短1米，但是有ABS的車型始終都有方向，不會失去對方向的控制。

對兩前輪進行獨立控制，主要考慮小轎車，特別是前輪驅動的汽車，前輪的制動力在汽車總制動中所占的比例較大(可達70％左右)，可以充分利用兩前輪的附著力。一方面使汽車獲得盡可能大的總制動力，利于縮短制動距離，另一方面可使制動中兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好轉向能力。盡管兩前輪獨立控制可能導致兩前輪制動力不平衡，但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩定性影響相對較小，而且可以通過駕駛員的轉向操縱對由此產生的影響進行修正。因此，三通道ABS在小轎車上被普遍采用。

4. 捷達轎車ABS傳感器、執行器的信號分析

捷達轎車ABS防抱死系統主要包括ABS控制器、前后輪轉速傳感器、總泵助力器、ABS警告燈和自診斷接口等組成。

4.1 ABS控制系統ECU

它接受并處理來自輪速傳感器的電子信號，計算出車速、輪速、減速度和各個時刻的滑移率，與儲存在存儲元件的最佳滑移率進行比較，并依據比較的結果對執行機構發出指令，從而調節制動壓力。它還對系統的主要部件、電子器件進行監控，當ABS發生故障時，一方面自動診斷故障并保存下故障碼，另一方面發出報警信號，自動切斷ABS電路，并將制動系統轉換到常規制動方式。

4.2 輪速傳感器

車輪轉速傳感器的作用是將車輪的轉速信號傳給ABS電子控制單元。MK20-Ⅰ型ABS系統共有4個車輪轉速傳感器，前輪的齒圈(43齒)安裝在傳動軸上，轉速傳感器安裝在轉向節上，如圖4-2所示。后輪的齒圈(43齒)安裝在后輪轂上，轉速傳感器則安裝在固定支架上，如圖4-3所示。

圖4-3 后車輪轉速傳感器(G44/G46)安裝位置

1-齒圈 2-后輪轉速傳感器

圖4-2 前車輪轉速傳感器（G45/G47）安裝位置

1-齒圈 2-前輪轉速傳感器

4.3 液壓控制單元和液壓泵

液壓控制單元裝在制動主缸與制動輪缸之間，采用整體式結構 (如圖4-5所示)。主要任務是轉換執行ABS ECU的指令，自動調節制動器中的液壓壓力。

圖4-5 液壓控制單元

1-帶低壓儲液罐的電動液壓泵 2-液壓單元

低壓儲液罐與電動液壓泵合為一體裝于液壓控制單元上。低壓儲油罐的作用是用于暫時存儲從輪缸中流出的制動液，以緩和制動液從制動輪缸中流出時產生的脈動。

圖4-6 系統油壓的建立(2)油壓保持

電動液壓泵的作用是將在制動壓力階段流入低壓儲液罐中的制動液及時送至制動主缸，同時在施加壓力階段，從低壓儲液罐中吸取剩余制動力，泵入制動循環系統，給液壓系統以壓力支持,增加制動效能。電動液壓泵的運轉是由電子控制單元控制的。

圖4-7 油壓保持

液壓控制單元 (N55)閥體內包括8個電磁閥，每個回路各一對，其中一個是常開進油閥，一個是常閉出油閥。它在制動主缸、制動輪缸和回油路之間建立聯系，實現壓力升高、壓力保持和壓力降低的功能，防止車輪抱死，其工作原理如下：

圖4-8 油壓降低

(1)開始制動階段（系統油壓建立）開始制動時，駕駛員踩制動踏板，制動壓力由制動主缸產生，經常開的不帶電壓的進油閥作用到車輪制動輪缸上，此時，不帶電壓的出油閥依然關閉，ABS系統沒有參與控制，整個過程和常規液壓制動系統相同，制動壓力不斷上升，如圖4-6所示。

(2)當駕駛員繼續踩制動踏板，油壓繼續升高到車輪出現抱死趨勢時，ABS電子控制單元發出指令使進油閥通電并關閉閥門，出油閥依然不帶電壓仍保持關閉，系統油壓保持不變，如圖4-7所示。

(3)油壓降低若制動壓力保持不變，車輪有抱死趨勢時，ABS ECU給出油閥通電打開出油閥，系統油壓通過低壓儲液罐降低油壓，此時進油閥繼續通電保持關閉狀態，有抱死趨勢的車輪被釋放，車輪轉速開始上升。與此同時，電動液壓泵開始起動，將制動液由低壓儲液罐送至制動主缸，如圖4-8所示。

圖4-9 油壓增加

為了使制動最優化，當車輪轉速增加到一定值后，電子控制單元給出油閥斷電，關閉此閥門，進油閥同樣也不帶電而打開，電動液壓泵繼續工作從低壓儲液罐中吸取制動液泵入液壓制動系統，如圖4-9所示。隨著制動壓力的增加，車輪轉速又降低。這樣反復循環地控制(工作頻率為5～6次/s)，將車輪的滑移率始終控制在20%左右。

如果ABS系統出現故障，進油閥始終常開，出油閥始終常閉，使常規液壓制動系統繼續工作而ABS系統不工作，直到ABS系統故障排除為止。

5. 捷達轎車ABS故障診斷

5.1 故障診斷注意事項：

ABS是由電子元件控制的，因此下表所列的現象發生時，ABS系統是在正常工作的情況，并非不正常。

發動機啟動后，有時候會從發動機艙中傳出類似碰擊的聲音，這是ABS進行自我檢查的聲音，并非不正常。

ABS工作時的聲音

(1)ABS液壓單元內電動機的聲音

(2)與制動踏板振動一起產生的聲音。

(3) ABS工作時，因制動而引起懸架碰擊聲或輪胎與地面接觸發出吱嘎聲.

注：ABS正常工作時，輪胎仍有可能發生吱嘎聲。

在積雪或是砂石路面上，有ABS的車輛的制動距離有時候會比沒有ABS車輛的距離長。因此須提醒駕駛人在上述路面行駛時應加倍小心。

5.2 故障實例：

(1)故障現象：捷達轎車ABS故障燈在行車時偶爾點亮。

故障診斷：首先用故障檢測儀V.A.G1551讀取故障碼，故障碼為“00287”，“右后轉速傳感器信號不良”，于是做了常規保養，清洗了一下轉速傳感器，試車，故障燈依然是偶爾點亮。于是檢查傳感器自身電阻，測得1000KΩ左右符合標準數據。頂起車輪，傳動有交流信號輸出，再拔下ABS控制單元插頭，此插頭有25個針腳。1號、17號是右后轉速傳感器信號線，測量電阻1000KΩ左右，符合標準值，說明傳感器線路正常。既然都正常，查看動態數據流，于是接上診斷儀進入數據流001組，有四組數值，分別是：左前轉速、右前轉速、左后轉速、右后轉速的實際數值。駕車在不同的車速時查看4個轉速顯示值，發現右后轉速信號數據與其它3個數值偶爾不同步，把左邊的轉速型號接到右邊試車，正常。說明右后轉速傳感器信號不良，最后更換一個轉速傳感器，試車，一切正常。

(2)故障現象：制動效果不良

故障診斷：遇到制動不良故障時，應先區分是ABS機械部分(制動器、制動總泵、制動管路等)不良還是ABS電子控制系統的故障。方法：拆下ABS繼電器線束插接器或ABS制動壓力調節器電磁閥線束插接器，使ABS制動壓力調節器電磁閥不能通電工作，讓汽車以普通制動器工作方式制動，如果制動不良故障消失，則說明是ABS電子控制系統有故障，否則為ABS機械部分的故障。

結論

隨著汽車工業的迅速發展和人民生活水平的日益提高，汽車已經開始走進千家萬戶。當今汽車的行駛速度也越來越快，由此導致交通事故頻繁發生，因此，人們已經開始越來越注重汽車的安全性和行駛可靠性，其中防抱死系統(ABS)就是電子技術在汽車上的新應用。它們在改善汽車制動性能、確保行車安全和減少正面碰撞時造成的駕駛員和乘客的傷害等方面起了重要的作用。