汽车制动防抱死系统故障诊断与排除

汽车制动防抱死系统故障诊断与排除

摘要：现在汽车大多数在制动系统的基础上安装了防抱死系统ABS。通过对ABS的了解可以提高汽车的制动效能；可以缩短汽车的制动时间和距离；可以提高汽车制动时的方向稳定性；可以减小或消除制动时的侧滑和汽车轮胎的磨损，缓解驾驶员的紧张情绪。防抱死系统故障诊断及其排除方法，为驾驶员的生命安全提供了保障。本文详细介绍了汽车防抱死制动系统的基本组成、工作原理、常见故障、ABS的维护方法，主要介绍汽车防抱死系统的定义结构组成及工作原理分析。

关键词：防抱死系统故障诊断排除方法

1.ABS简介

1.1 概述

“ABS”（Anti-lockedBrakingSystem）中文译为“防抱死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。

现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。

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安全抱死。近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使车行方向变得无法控制。所以，ABS系统通过电子机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。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。

1.2 基本组成元件

ABS通常都由传感器、执行器、液压泵、ABS警告灯、ECU等组成，在不同的ABS 系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也尽相同。

在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀电动泵和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子孔子装置的控制，对各轮缸的制动压力进行调节。

1.2.1 传感器

1.车速传感器

检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式。

2.轮速传感器

检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用减速传感器检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制统。

1.2.2 执行器

制动压力调节器，它接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。

1.2.3 液压泵

它受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。

1.2.4 ABS警告灯

ABS出现故障时，由ECU控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制闪烁显示故障代码。

1.2.5 ECU

ECU是ABS系统的大脑，它接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作.

1.3 ABS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。在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调压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沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。

在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前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轮缸，此时，右前出液电磁阀仍末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，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它末趋于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；如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，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，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；当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀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，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。

ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

尽管各种ABS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制动抱死。

2.ABS常见故障及分析

汽车防抱死制动系统当遇到情况汽车制动时，根据车轮转速，自动调整制动管内的压力大小，使车轮总是处于边抱死边滚动的滑移状态，尤其紧急制动，它将断续制动，即制动—松开—制动，以避免危险。防抱死制动装置，以每秒6~10次的频率进行制动—松开—制动的脉式制动，用电子智能控制方式代替人工方式，防止车轮抱死，使车轮始终获得最大制动力，并保持转向灵活。车轮要抱死时，降低制动力，而车轮不会抱死时，又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。

使用该装置可以减小制动距离，保证制动过程中转向操纵依然有效。尤其紧急制动，能充分利用轮胎的峰值附着性能，提高汽车抗侧滑能力，缩短制动距离，充分发挥制动效能。使用中，若ABS系统出现故障，警告灯就会点亮，须及时停车处理或修复。

2.1ABS系统的维护

2.1.1 ABS系统的泄压

踏板的次数在20次以上，当踏板力明显增加，即感觉不到踩踏板的液压助力时，ABS系统即泄压完毕。通常修理以下部件时需要泄压：液压控制单元中的任何装置、蓄压器、电动泵、电磁阀体、制动液油箱、压力警告和控制开关、后轮分配比例阀、后轮制动分泵、前轮制动分泵及高压制动液管路等。

2.1.2 ABS系统电脑的更换

用正常的电脑代替原车电脑，观察ABS系统的工作情况，通过对比来鉴别原车电脑有无故障。更换时，将点火开关关闭，拆下电脑上的线束插头，换上正常电脑，插上所有的线束插头，接通点火开关。然后启动发动机，红色制动灯和ABS灯应显示系统的正常状态。

2.1.3 车轮速度传感器的调整

传感器传感插头脏污，传感器的空气隙没有达到要求，都会引起传感器工作不良，应对其进行调整，以恢复正常工作状态。传感器的调整可用纸垫片贴紧传感头的端面来完成，当汽车运行时，随着传感器齿圈的旋转，纸垫片就会自然消失。

1.调整前轮速度传感器(以坦孚式ABS为例)：升举汽车，拆下相应的前轮轮胎和车轮装置，拧松(紧固传感头)螺栓，通过盘式制动器挡泥板孔拆下传感头，清除其表面

的金属或脏物，并刮传感头端面，在传感头端面粘贴一新纸垫片(做一“F”标记表示轮)，纸垫片厚度为1.3mm，拧松传感器支架固定衬套的螺栓，旋转衬套，给固定螺栓提供一个新的锁死凹痕面，通过盘式制动挡泥板孔，将传感头装进支架上的衬套，确认纸垫片贴在传感头端面上，并在整个安装中没有掉下来，装复后传感器上连线接触良好。推动传感头向传感器齿圈顶端移动，直到纸垫片与齿圈接触为止，用 2.4~4N*m的力矩拧紧紧固螺栓，使传感头定位。重新装好轮胎和车轮，并放下汽车，启动发动机路试，ABS 故障指示灯不亮为系统正常，传感器良好。否则，ABS系统仍有故障，须进一步检修。

2.调整后轮传感器：同前轮传感器调整相同。举升汽车，拆下后轮、制动钳、传动装置及传感头，清洁其表面，在传感头端面贴纸垫片(标注R)，35脚电脑ABS的纸垫片厚度为0.65mm。装复传感头，拧紧固定螺栓，推传感头向传感器齿圈顶端移动，至纸垫片与齿圈接触为止，保持此状态用2.4~4N*m力矩拧紧紧固螺栓，使传感头定位。重新装复制动钳、车轮，放下汽车，最后进行路试。

若发现车轮速度传感器工作不良，应用数字万用表测量其线圈的电阻。电阻大为断路，电阻小为短路，均需要更换传感头。

2.1.4 液压控制装置的检修

在检修液压控制装置之前，要按一般方法泄压。拆卸液压控制装置时，拔下电磁阀，取下O形环，用干净的制动液润滑电磁阀O形环，装用性能完好的电磁阀，用4~5N*m 力矩交替拧紧固定螺栓，固定好电磁阀，插好接线插头。

2.1.5 ABS系统更换

ABS线束接头接触不良，线束腐蚀、断裂及外部屏蔽损坏等，都会导致防抱死制动系统无法正常工作，须对其进行更换。线束插头通常与线束一同更换，个别线束插头损坏时，可更换新插头，地线与屏蔽线要焊接牢田，线束插头是塑料的，一般只能与线束一同更换。线束插头必须插牢，以防接触不良，接头插接后，将卡销插好。

2.1.6 ABS系统的放气

ABS系统中如有空气，会严重干扰制动压力的调节，而使ABS系统功能丧失，工作不正常。尤其对ABS进行维修之后，要按“维修手册”规定进行放气。

2.1.7 液压元件泄漏检查

检查液压元件泄漏时，接通点火开关，直至液压泵停止运转，接着再等3min，使整个液压系统处于稳定状态。查看压力表，若5min内系统压力下降，表明液压系统有泄漏之

处。再检查是液压元件本身泄漏，还是其外部系统泄漏，分别修复，必要时更换磨损部件或总成。

2.2ABS系统的故障分析

ABS系统检修的基本内容包括故障诊断与检查、故障排除与修理、定期保养与维护。根据ABS的特点，具有一些特殊的检查、诊断和修理方法。

2.2.1 诊断与检查的基本内容

特定的诊断与检查可及时发现ABS系统中的故障，是维修中非常重要的部分。对于不同的车型，甚至同一系列不同年代生产的车型，检查的方法和程序都会有所不同，这一点只要比较相应的维修手册便可知道。但是ABS系统基本诊断与检查方法的内容是不变的，它们一般包括如下四个步骤:初步检查→故障自诊断→快速检查→故障指示灯诊断。

通常情况下，只要按照上述4个步骤进行诊断与检查，就会迅速找到ABS系统的故障点。故障自诊断是汽车装用电控单元后给修理人员提供的快速自动故障诊断法，在整个诊断与检查中占有极为重要的地位，在后面将集中介绍自诊断方法。

2.2.2 修理的基本内容

通过诊断与检查后，一旦准确地判断出ABS系统中的故障部位，就可以进行调整、修复或换件，直到故障被排除为止。修理的步骤通常如下：

1.泄去ABS系统中的压力。

2.对故障部位进行调整、拆卸、修理或换件，最后进行安装。这一切必须按相应的规定进行。

3.按规定步骤进行放气。

如果是车轮速度传感器或电控单元有故障，可以不进行第一和第三步骤，只需按规定进行传感器的调整、更换即可，ABS电控单元损坏只能更换。

2.3ABS系统的自诊断与检查

2.3.1 ABS自诊断功能

1.发现故障

输入到微处理器的电平信号，在正常状态下有一定的范围，如果此范围以外的的信号被输入时，ECU就会诊断出该信号系统处于异常状态下。例如，发动机冷却水温信号系统规定在正常状态时，传感器的电压为0.08-4.8V(-50-+139摄氏度)，超出这一范围

即被诊断为异常。

如果微机本身发生故能障则由设有紧急监控定时器(WDT)的时限电路加以监控；如果出现程序异常，则定期进行的时限电路的再设置停止工作，以便采用微机再设置的故障检测方法。

2.故障分类

当微机工作正常时，通过诊断用程序检测输入信号的异常情况，再根据检测结果分为不导致将被障碍的轻度故障、引起功能下降的故障以及重大故障等。并且将故障按重要性分类，预先编辑在程序中当微机本身发生故障时，则通过WDT进行重大故障分类。

3.故障报警

一般通过设置在仪表板上报警灯的闪亮来向车主报警。在装有显示器的汽车上，也有直接用文字来显示报警内容的。

4.故障存储

当检测故障时，在存储器中存储故障部位的代码，一般情况下，即使点火开关处于断开位置，微机和存储部分的电源也保持接通状态而不致使存储的内容丢失。只有在断开蓄电池电源或拔掉保险丝时，由于切断了微机的电源，存储器内的故障代码才会被自动消除。

5.故障处理

在汽车运行过程中如果发生故障，为了不妨碍正常行驶，由微机进行调控，利用预编程序中的代用值(标准值)进行计算以保持基本的行驶性能，待停车后再由车主或维修人员进行相应的检修。

2.3.2 故障自诊断测试

ABS系统故障信息是以代码的形式存入存储器中,由于ABS生产企业的故障代码不近相同,检修时应对照其使用说明书进行。故障代码读取方法一般有以下三种:

1.采用自诊断方法,利用特定指示灯的闪烁来读取故障码,一般是通过ABS控制器ECU启动端搭铁的方法来实现;

2.利用专用诊断仪直接读取串行数据和故障码,这只需将专用诊断仪与ABS诊断接口相连接即可;

3.利用汽车仪表板的信息显示系统直接读取故障码。

2.3.3 在排除ABS系统故障后应将故障代码从存储器中清除,以便下次诊断检测与

维修使用。

2.4使用与维修ABS时应注意的事项

1.ABS系统与普通制动系统是不可分的，普通制动系统一出现问题，ABS系统就不能正常工作。因此，要将二者视为整体进行维修，不能只把注意力集中于传感器、电控单元和液压调节器上。

2.ABS电控单元对过电压、静电非常敏感，如有不慎就会损坏电控单元中的芯片，造成整个ABS瘫痪。因此，点火开关接通时不要插或拔电控单元上的连接器；在车上进行电焊之前，要戴好防静电器（也可用导线一头缠在手腕上，一头缠在车体上），拔下电控单元上的连接器后再进行电焊；给蓄电池进行专门充电时，要将电池从车上拆卸下来或摘下蓄电池电缆后再进行充电。

3.高温环境也容易损坏电子装置。在对汽车进行烤漆作业时,应将电子控制装置从车上拆下。在汽车上进行电焊机作业时,必须拔下电子控制器线束插头。

4.维修车轮速度传感器时一定要十分小心。卸时注意不要碰伤传感器头，不要用传感器齿圈当做撬面，以免损坏。安装时应先涂覆防锈油，安装过程中不可敲击或用蛮力。一般情况下，传感器气隙是可调的（也有不可调的），调整时应使用非磁性塞卡，如塑料或铜塞卡，当然也可使用纸片。

5.在对有高压蓄能器的ABS系统进行维修之前,一定要先卸压,使蓄能器中的高压制动液完全释放,以免高压制动液喷出伤人。释放蓄能器压力的方法是:先将点火开关关闭,然后反复踏放制动踏板30次以上,直到制动踏板变得很硬为止,然后再按规定进行修理。例如制动主缸和液压调节器设计在一起的整体ABS，其蓄压器存储了高达18000kPa的压力，修理前要彻底泄去，以免高压油喷出伤人。

6.制动液要至少每隔两年要换一次，最好是每年更换一次。这是因为DOT3乙二醇型制动液的吸湿性很强，含水分的制动液不仅使制动系统内部产生腐蚀，而且会使制动效果明显下降，影响ABS的正常工作。注意不要使用DOT5硅酮型制动液，更换和存储的制动液以及器皿要清洁，不要让污物、灰尘进入液压控制装置，制动液不要沾到ABS 电控单元和导线上。最后要按规定的方式进行放气（与普通制动系统的放气有所不同）。

3.使用维护ABS需注意事项

现在， ABS系统在许多车辆上越来越多地得到应用，但由于ABS系统本身的一些特性，使用或维护时，有许多需要特别注意的地方。

3.1 使用时的注意事项

不可向电子控制装置提供过高的电压，否则容易损坏电子控制装置，所以，切不可用充电机起动发动机，也不要在蓄电池与汽车电系连接的情况下，对蓄电池进行充电。

在蓄电池电压过低时，系统将不能进入工作状态，因此，要注意对蓄电池的电压进行检查，特别是当汽车长时间停驶后初次起动时更要注意。

在防抱死警示灯持续点亮的情况下进行制动时，应注意控制制动强度，以免因制动防抱死系统失效而使车轮过早发生制动抱死。

高温环境也容易损坏电子控制装置，所以，在对汽车进行烤漆作业时，应将电子控制装置从车上拆下。另外，在对系统中的电器元件或线路进行焊接时，也应将线束插头从电子控制装置上拔下来。

应尽量选用汽车生产厂推荐的轮胎，如果要换用其它型号的轮胎，应该选用与原车所用轮胎的外径、附着性能和转动惯量相近的轮胎，但不能混用不同规格的轮胎，因为这样会影响防滑控制系统的控制效果。

不要使车轮转速传感器和传感器齿圈被油污沾染或其它脏物；否则，车轮转速传感器产生的车轮转速信号就可能不够准确，影响系统的控制精度，甚至使系统无法正常工作。另外，不要敲击转速传感器；否则容易导致传感器发生消磁现象，从而影响系统的正常工作。

3.2 维护时的注意事项

目前，大多数ABS系统都具有较高的工作可靠性，通常不需要对其进行定期的特别维护，但是，如果万不得已需要维护或检修时就应注意以下几个方面。

在点火开关处于点火位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束插头，以免损坏电子控制装置；要拆装系统中的电器元件和线束插头，也应将点火开关断开。

具有防滑控制能力的制动系统应使用专用的管路，因为制动系统往往具有很高的压力，如果使用非专用的管路极易损坏。

由于在很多具有防滑制动功能的制动系统中都有供给防抱死制动压力调节所需能量的蓄能器，所以，在对这类制动系统的液压系统进行维修作业时，应首先使蓄能器中的高压制动液完全释放。以免高压制动液喷出伤人。在释放蓄能器中的高压制动液时，先将点火开关断开，然后，反复地踩下和放松制动踏板，直到制动踏板变得很硬时为止。另外，在制动液压系统完全装好以前，不能接通点火开关，以免电动泵通电运转。

大多数防滑控制系统中的车轮转速传感器、电子控制装置和制动压力调节装置都是不可修复的，如果发生损坏，应该进行整体更换。

在对制动液压系统进行维修以后，或者在使用过程中发觉制动踏板变软时，应按照要求的方法和顺序对制动系统进行空气排除。

电子控制装置受到碰撞和敲击也极容易引起损坏，因此，要注意使电子控制装置免受碰撞和敲击。

不要让油污沾污电子控制装置，特别是电子控制装置的端子更要注意；否则会使线束插头接触不良，影响系统的正常工作。不要用砂纸打磨系统中各插头的端子；否则，也会造成接触不良。

总结

通过对ABS防抱死系统的详细分析，介绍了ABS防抱死制动系统的结构原理及检测方法。通过以下方面深入分析：防抱死制动系统的重要性、基本组成、工作原理等。得出了日常生活中常见的几个典型故障的检测与排除方法：故障自诊断与检查，用电子智能控制方式代替人人工方式，如果ABS出现故障警报灯就会点亮，需及时处理等。汽车防抱死系统是车上非常重要的系统，我们只有对所修车辆的ABS系统的结构和原理非常熟悉，才能有助于我们快速诊断故障并进行维修。总之，电子控制防抱死制动系统检测有一定规律可循。应本着先易后难、先常规制动后ABS 统、先外围部件（传感器等）后控制元件（电磁阀、油泵、控制单元等）的程序，对照配线图、配管图和测量参数循序渐进加以判断和排除，就一定能将故障逐一查清、一网打尽

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