《ABS常见故障诊断与排除及案例分析-雪佛兰为例》9300字（论文）

ABS常见故障诊断与排除及案例分析—雪佛兰为例摘要：近年来，伴随着中国居民财富不断增长，中国汽车行业也加快了发展步伐，汽车保有量快速增长。并且在此过程中，车辆的安全性能也逐渐成为了人们挑选车辆的一个重要因素。轿车防抱死系统（ABS防抱死系统）是现代轿车主动安全系统的重要技术和提高轿车驾驶安全性的重大技术发明，也是现代轿车生产系统不可缺少的组成部分。基于这一背景，文章对汽车ABS防抱死系统工作原理和常见故障就可以进行分析。首先对ABS防抱死系统工作原理，结构和分类进行理论分析，然后对实际工作中常见ABS防抱死系统故障级修复对策进行分析，最后给出ABS防抱死故障案例。希望本研究里能从理论与实践两方面为更深入研究汽车ABS防抱死系统做出贡献。关键词：ABS防抱死系统；故障；诊断目录TOC\o"1-3"\h\u29251第1章绪论 4278701.1研究背景 4162011.2国内外研究现状分析 4256681.1.1国外研究现状分析 4142861.1.2国内研究现状分析 528717第2章汽车ABS防抱死系统的组成与分类 5324592.1汽车ABS防抱死系统基本系统的组成 5311522.1.1电子控制单元 5273772.1.2轮速传感器 6119802.1.3制动压力调节器 792332.2汽车ABS防抱死系统基本系统的分类 7109302.3工作原理 810417第3章汽车ABS防抱死系统的故障分析和常见处理办法 9270093.1汽车ABS防抱死系统的常见故障 9259483.1.1电子控制单元故障分析 9109663.1.2轮速传感器故障分析 1049843.1.3制动压力调节器故障分析 10168553.2常见故障现象及其对策 11920第4章汽车防抱死制动系统维修案例 1317044.1雪佛兰案例 14224474.1.1故障现象 14318464.1.2检修流程 1450064.1.3故障排除 1461724.2威朗案例 17242064.2.1故障现象 17144204.2.2检修流程 17264594.2.3故障排除 176701第5章ABS未来的趋势 179011第6章结论 1716412参考文献 19

绪论1.1研究背景“ABS防抱死系统“是“防抱死刹车系统”，它的优点是防滑和防锁死。它是汽车安全控制系统，有防滑，防锁死的优点。旅行时有时遇到紧急情况需要紧急刹车，但是制动操作太频繁会造成车轮被抱死。前轮先被抱死的，机动车丧失转向功能，遇到障碍物不能及时躲避，导致交通事故的发生，后轮先被抱死的，可能导致汽车行驶时侧滑的险情。为了减小制动距离，避免汽车侧滑而失去转向能力，则可将ABS防抱死系统加装到原汽车驱动结构中。ABS防抱死系统较传统制动系统有如下优点：制动效果较好，距离较短，还可以保证紧急制动时车身平衡。这样就保证了汽车制动过程中司机能顺利的对汽车进行操作，让汽车从滑行到滚动，降低了车轮的磨损，提高了轮胎的寿命，而且还让保养变得更容易。1.2国内外研究现状分析国外研究现状分析防抱死制动系统最早于1928年应用于列车，正是从那时起，防抱死制动的特定理论才得以提出。随着时代的发展和技术的进步,ABS系统也逐渐完善起来，并且越来越受到人们的关注和重视。目前全世界范围内都有很多人对它进行研究，并取得了很好的效果。20世纪40年代末至50年代初，国外对防抱死制动（ABS）系统进行了大量研究和开发工作，并成功地应用于民航飞机上。德国BOSCHL公司于1936年开发出了世界上最早的一项制动防抱死功能的装置——制动防抱死控制开关（ABS）系统并投入生产，随后德国BOSCH公司出品的各种型号的汽车都装备有防抱死制动系统。1954年美国福特公司和丹麦凯尔塞·海斯公司联合研制出了防抱死制动器（ABS）系统并投入生产，由于它具有能够在汽车发生紧急制动时提供足够大的转向能力以及较短的制动距离等优点而被广泛采用，因此，世界各国都开始研究开发防抱死制动系统。到了20世纪90年代初期，美国、欧洲以及日本等国家都相继推出了防抱死制动器（ABS）系统的产品，其中以日本最为先进，美国、德国分别于1995年推出了各自的乘用车防抱死制动器装置，其安装比例分别为85%、55%和50%左右。到目前为止，发达国家普遍采用防抱死制动系统，这时防抱死制动已是汽车标配。防抱死制动（ABS）系统自应用于汽车以来，不但提高汽车安全性而且降低有关制动系统造成的意外，因此也被世界各国人民接受。国内研究现状分析防抱死制动（ABS）系统在国内研究较晚，二十世纪七十年代才在国内开展。从那时至今,ABS技术发展很快，已经形成较为完善的理论体系和生产体系。但是由于种种原因,ABS系统还没有得到广泛地推广应用。目前，国内对防抱死刹车装置的研究还是很薄弱的。1977年，中国科学院长春汽车研究所首先研制成功了气压式制动和防抱死制动相结合的ABS系统。西安公路学院研制的DET1型电子式防抱死制动系统于1982年初通过了道路测试，并在全国范围内得到应用和推广，其性能稳定可靠、操作简单方便、维护容易等特点使之成为各种工况条件下的理想选择。因此，需要开发出更加可靠、高效的防抱死制动（ABS）系统。2018年汪文忠通过分析车辆防抱死制动系统组成及工作原理，进而系统诊断并排除防抱死制动系统故障，并提出行之有效的科学解决措施，以解决车辆运行过程中可能遇到的部分问题，给人们出行提供一个安全驾驶环境。同时还能降低交通事故发生的概率。这对于保障人民群众生命财产安全具有非常重要的意义。但是当前汽车在使用过程中仍然存在着很多问题，需要相关人员进一步加强重视。王飞于2019年开展汽车防抱死制动系统故障检测工作，并分析其检测方法，汽车急刹车时防抱死制动系统可以很好地避免车轮转向能力丧失，并通过控制摩擦力大小来保障车轮保持旋转状态，确保其不抱死，从而实现保护制动性能和延长制动状态使用寿命。汽车ABS防抱死系统的组成与分类2.1汽车ABS防抱死系统基本系统的组成2.1.1电子控制单元电子控制单元（ECU），是系统整体运行的“大脑”，它担负着数据接收，加工，输出等功能。ABS防抱死系统开始工作时,

ECU先从轮速传感器接收输入信号并确定即时轮速，触发ABS防抱死系统配置的轮速阀后驱动电磁阀和泵等执行机构进行相应调节以实现防车轮抱死功能。目前，在汽车制动系统（ABS）上增加了更多传感器，这对于ABS防抱死系统的控制算法也有了持续改进与更新的需求。当ABS防抱死系统工作时，由电子控制单元（ECU）监测并控制制动系统的工作状态，也就是ECU起着监测制动系统的作用。图2.1是具有代表性的四传感器三通道控制ABS（ECU）防抱系统电路框图。图2.1ABS防抱死系统ECU内部电路框图2.1.2轮速传感器轮速器通常装于汽车车轮上，对汽车防抱死系统起着检测速度作用。目前常用的轮速检测器主要包括电磁式与光电式两种。电磁式轮速检测仪具有灵敏度高、成本低以及操作简单方便的特点。本文重点介绍了一种新型的电磁式轮速仪。电磁感应的原理是利用电磁感应器来实现的，常见的齿圈有2.2所示。齿圈通过半轴与轮毂连接。电磁传感器安装于车体与间隙之间，用于检测间隙是否存在。在电磁式传感传感器中，由于齿圈外表面与汽车接触面积较大，因此在齿圈外表面形成了一个由齿顶到齿隙逐渐增大的空间，而这个空间就是电磁感应圈产生电磁变化的区域，当这种电磁变化引起的电磁磁场发生变化时，会使电磁式传感线圈产生感应电动势，该电动势即为所需的压差或原始电压信号。轮速传感器是ABS防抱死系统结构中最核心的部件，轮速传感器的质量优劣可以极大地影响并决定ABS防抱死系统运行效能的发挥，而这其中特别重视轮速传感器对磁场变化灵敏度的研究。随着汽车工业的不断发展，人们对汽车性能提出了更高要求。为了满足这一需求,ABS控制系统中就需要安装有多种不同类型的车轮转速信号检测装置。轮速传感器灵敏度差或发生故障时会影响汽车ABS防抱死系统功能发挥。图2.2轮速传感器原理图2.1.3制动压力调节器制动压力调节器（ABS）主要目的及作用在于接受电子控制单元发出的命令，并通过电磁阀使ABS防抱死系统制动压力在短期内停止工作。在制动压力调节器中还包括一个与储液罐连通的进气泵以及一个电磁阀。制动压力调节器在实际运行中可通过调整制动压力对车轮制动力进行控制，使得车轮制动时不会出现抱死现象，充分发挥了车轮驱动系数。而传统的方法是用人工进行检测并判断故障是否存在，这就要求操作人员具有较高的专业水平。针对这一问题，提出了一种基于神经网络的智能诊断模型。由于控制信号为电磁阀输出信号，所以必须加入错误诊断反馈对制动阀进行故障诊断，也就是ECU发出控制命令给执行器，执行器要有专门的通道才能把执行反馈给控制。图2.3三通道ABS防抱死系统制动压力调节器2.2汽车ABS防抱死系统基本系统的分类ABS防抱死系统分为机械式与电子式。本文主要研究了汽车ABS防抱死系统中的二轮系统，将ABS防抱死系统分类为两个部分：在前、后车轮上分别安装一个或两个以上的独立于ABS防抱死系统控制的液压管及相应的控制阀，以实现对整个车辆的制动作用，其工作过程及其传输机理与传统的二轮系统类似，属于典型的“单流控制”型。二轮系统的工作原理是根据车辆的后轮附着力、车轮状态以及汽车制动需求等信息来判断是否需要更换轮胎，这与传统的“低选原理’不同。根据这一思想,ABS防抱死系统故障判断可以采用轮速传感器作为检测手段。但这一方法存在一些不足：首先轮速传感器易受外界环境影响；其次会产生一定噪声干扰。传统的信号判定方式主要通过检测后轮是否抱死或转向困难来判断，这种方法存在着一定的缺陷：当车辆行驶过程中双后轮同时发生故障时，由于驾驶员不能及时做出反应而导致泄压不彻底，从而使后轮无法达到预期的即时车速和制动效果；随着我国汽车工业研发技术的不断提高以及工业生产的快速发展，“三通道控制系统’应运而生。这就是我们所说的三电（电池、电机、控制器）分路系统。而本文所介绍的汽车电子三电分路控制系统就属于其中之一。“三通道控制系统’与传统的二轮系统不同，它是在前轮的基础上增加了独立控制功能；尽管从后轮作用上看作用改变不大，但增加前轮控制体系之后可以较好地实现防抱死时车辆转向及防侧滑作用。当前，汽车生产工业体系还有很多车辆都装有这三路ABS防抱死系统控制系统。但现在四通道ABS防抱死系统是以三通道控制系统为基础，来实现独轮ABS防抱死系统控制的。车轮通过液压管路与电磁阀相连。研制四通道ABS防抱死系统可以很好地满足汽车防抱死在更多场合的需求，在促进汽车防抱死控制方面也有了很大的提高。四通道ABS具有结构简单、可靠性高、响应速度快等优点，可以有效提高车辆运行的安全性与稳定性，从而降低交通事故发生率；另外，它还能对道路状况进行实时监控，及时做出应对措施。特别是对车辆在制动过程中的状态进行调节，能较好的保证车辆的稳定性，是目前适用最多、使用最广泛的制动体系之一。2.3工作原理车辆防抱死系统的构造示意图如图2.4。当驾驶员踩下制动踏板时，由于制动缸和真空吸尘器产生的压力作用于路面上，使路面产生一定的压力，在此压力作用下，通过控制踏板力使液压油进入常开动臂式制动循环缸，再由制动循环缸将动力传递给车轮。当遇到路面不平或有障碍等情况时，地面摩擦力增大，液压作用于活塞使其向上移动并与摩擦板接触而将附着的泥土刮掉，形成负压。这时气压大于大气压。触发制动盘产生制动效应，进而驱动车辆减速，实现防抱死。汽车感应器一直在检测车轮及车体的状态，控制器依据感应器收到的信息判断车轮是否抱死，并触发汽车防抱死系统工作，控制器控制加压阀和减压阀启闭，从而控制轮缸内部压力，继而控制制动力大小，其控制流程为。图2.4ABS防抱死系统工作过程以左前轮图2.4为例说明防抱死系统液压控制单元正常制动，保压，减压及加压时的运行流程。具体过程如下。防抱死系统被触发之前制动器没有被正常解除，防抱死系统没有被触发。受ECU液压控制，助力执行器，减压阀与驱动泵发动机不连接，动臂类型开启，减压阀闭合。防抱死系统印刷完成后，升降阀与发动机连通，增压减压阀阀门状态由电磁开关进行设定。助力器喷嘴阀门状态可控制主缸及制动缸油循环，安全阀阀门状态可控制制动缸及低压蓄能器油循环。在调节助力器式及泄压阀阀门状态时应考虑蓄电池内制动油存储容量。该储存量过大时制动时,ABS防抱死系统启动电机驱动泵运转以调节油液泵状态。压力阀阀门开启，制动油液由制动主缸进入制动轮缸；电机驱动泵做功将油液由低压蓄能器泵入制动主缸。汽车ABS防抱死系统的故障分析和常见处理办法3.1汽车ABS防抱死系统的常见故障3.1.1电子控制单元故障分析电子控制单元是ABS防抱死制动系统的核心部件，它监视和控制ABS防抱死制动系统各子系统的运行。它主要由以下基本结构组成：：①转速传感器输入放大电路；②电源监控电路；③运算电路；④故障反馈电路；⑤电磁阀驱动电路；⑥继电器驱动电路。电子控制单元则主要是在于将各转速传感器所输出之讯号进行处理及加工，以由讯号判断出目前车辆运行之即时速度及各车轮之状况及是否起跑防抱死系统，并依据最后判断之结果再将最后判断之结果所对应之操作指令下达给压力调节器。电控单元也可以对故障进行监测，在ABS防抱死系统出现故障的情况下，即时发送控制指令给制动压力调节器，使得ABS防抱死系统启动，同时亮起ABS防抱死警告灯。控制电路设计及ECU控制算法对ABS防抱死系统功能特性有着直接的影响。3.1.2轮速传感器故障分析转速传感器一般包括电磁感应传感器，齿圈等。车辆运行时齿环的齿位与齿隙相间，电磁感应环处发生电磁变化并形成有规律的电磁场，电磁变化时存在强、弱两种情况，为使电磁传感器线圈周围产生感应电动势（感应电动势），电机功率两端点所形成的电压差（电压差）最后形成原始电压信号。车速传感器经传感器把两条屏蔽线与电子控制器相连，车轮转速传感器输出信号经两条屏蔽线送到电子控制器。该电子控制装置接收车轮转速并经由检测输出信号频率而评估车轮有无锁止倾斜现象。轮速传感器作为ABS防抱系统中的一个重要部件，其输出信号精度对于ABS防抱系统性能具有重要的影响。一旦出现失误，就会影响到税收策略的正确性。若传感器原始部件及其他装置失效，则电子控制单元ABS（防抱死）系统会自动检测到失效并亮起失效警告灯。当前,ABS防抱死系统已经停止了制动，进入了正常的制动模式。故障原因之后又可以划分为两种：一是由于传感器线路中断或短路而造成的，叫按钮错误，二是不涉及传感器电路的，叫非线路错误。这种电路对于ABS防抱死系统性能具有显着的影响。若车速传感器及相关电路发生短路或者短路故障，则车辆ECU收到的信号将有一定损失，导致无法实时高效地下达控制指令，使得ABS防抱死系统无法在制动过程中正常运行。汽车ABS防抱死系统失效时会采取常规制动的方式，而汽车紧急制动时会产生制动距离加大和车轮有抱死倾向的险情。3.1.3制动压力调节器故障分析制动压力调节器装于制动主缸与制动轮缸间，并通过制动器管道与制动器主泵及各个制动器轮泵相连通。制动器压力调节器在接收到电子控制单元发出的控制指令时，控制电磁阀工作来对制动器分泵进行压力调节，从而实现制动器系统增压，保压，减压等功能以避免车轮被抱死。制动系统将主油缸压力传感器与油缸压力传感器整合在一起，实现制动压力高效、精确地控制。在工作时，管道因杂质渗透而阻塞、阀芯因过度撞击而卡死或者磁性阀芯反馈弹簧出现故障等均会造成电磁阀不能有效制动调节而造成ABS防抱死系统型汽车电磁阀制动功能的丢失或者降低。电磁阀失效后,

ABS防抱死系统应关常规制动。ABS防堵系统电磁阀正常工作时的电压是24V直流电压并处于-40°~80°环境中，其容许电压区间是17.5~28V,若大于28V,视为电压过高，若小于17.5V,视为电压太低。若电压在10ms-2s内处于不稳定状态，波动超出容许范围时，视为电源电压太低。电磁阀失稳。此类电磁阀电压故障显着影响ABS防堵系统正常工作。目前多数是用车载蓄电池给电磁阀提供电源，车载蓄电池的类型选择不当或汽车长时间不用，均会造成蓄电池的放电而使电压无法达到正常。当电磷阀电源电压过低时，有可能使电磁阀芯产生料动和噪声，也有可能使阀芯不能吸合在一起，若阀芯长期不能吸合在一起，将使电磁阀寿命缩短，甚至使线圈烧坏。3.2常见故障现象及其对策由以上分析可知,ABS防抱死系统对整车运行的安全稳定性具有重要意义，当ABS防抱死系统发生故障后，必须利用先进技术对其进行迅速诊断和修复。ABS防抱死系统故障指示灯作为判定ABS防抱死系统失效与否的一个重要指标，装在指示仪表盘内的故障指示灯可以让司机提前检测出车辆故障。当点火开关亮起后，指示灯瞬时闪亮,

ABS防抱死系统即处于待机状态。当汽车正常起动时，若ABS防抱死系统的指示灯马上灭了，则表明ABS防抱系统正常运行；若ABS防抱系统的指示灯亮了，或ABS防抱系统不灭，则表明ABS或常规制动系统失灵。ABS防抱死系统故障可能发生在系统中任何一个小部件上，常见的故障现象可以分为以下三大类：（1）紧急制动时车轮抱死；（2）ABS防抱死系统故障指示灯异常：（3）制动效果不好，车轮防抱死操作不正常。通过专业知识的学习及查阅ABS防抱死系统相关资料，以上故障现象常见的故障原因及维修建议，如下所示。表3.1紧急制动时车轮抱死故障原因维修意见1.轮速传感器及其电路短路或断路1.更换传感器或维修电路2.轮速传感器松脱2.调整间距，增加固定措施3.ABS防抱死系统齿圈镶嵌铁磁类物质3.清理ABS防抱死系统齿圈杂质，需要时更换齿圈4.控制器时钟故障4.更换控制器，排除干扰源，检修供电电源5.控制器供电电压不稳5.更换电源，检修电路6.ABS防抱死系统阀电源电压过低6.更换电源，检修电路7.ABS防抱死系统阀断路7.检修阀所在的线路8.ABS防抱死系统齿圈偏摆8.调整齿圈，增加固定措施9.ABS防抱死系统阀与地短路9.检修阀所在电路10.ABS防抱死系统指示灯烧毁10.更换指示灯，检修电路11.控制器供电电压过高11.更换电源，检修电路12.控制器供电电压过低12.更换电源，检修电路表3.2ABS防抱死系统警示灯偶尔或间断闪亮故障原因维修意见1.轮速传感器导线受干扰1.检修轮速传感器所在导线2.轮速传感器内部接触不良2.更换传感器或检修传感器3.油管有空气3.松掉放油螺丝，然后踩刹车，反复踩放几次4.轮速信号频率过高4.合理滤波，消除或减弱电磁干扰源5.ABS防抱死系统齿圈缺齿5.更换ABS防抱死系统齿圈6.ABS防抱死系统齿圈干涉轮速类传感器6.调整间距，调整ABS防抱死系统齿圈安装表3.3ABS防抱死系统警示灯常亮故障原因维修意见1.车轮转速传感器不良；1.检修传感器或更换轮速传感器2.ABS防抱死系统阀不良；2.检修ABS防抱死系统阀及所在电路3.ECU电控单元不良3.检修ECU电控单元及所在电路4.轮速传感器接入ECU的线路有问题4.检修轮速传感器接入ECU的线路5.轮胎气压不足5.周期性的检查轮胎，保证各胎气压充足均匀表3.4制动效果不好或操作不正常故障原因维修意见1.轮速传感器信号不稳定或信号频率过高1.消除或减弱电磁干扰源2.ABS防抱死系统齿圈偏摆2.调整齿圈，增加固定措施3.ABS防抱死系统阀漏气3.检修ABS防抱死系统阀或更换ABS防抱死系统阀4.ABS防抱死系统阀电源电压不稳4.更换电源，检修电路5.ABS防抱死系统阀芯卡死5.更换阀芯或ABS防抱死系统阀6.管路堵塞6.检修清理管路，更换管路汽车防抱死制动系统维修案例4.1雪佛兰案例4.1.1故障现象一辆2016年款雪佛兰科鲁兹轿车行驶了65882KM，根据车主提供的信息是当车子启动后ABS故障指示灯一直点亮。4.1.2检修流程图4-1检修流程图4.1.3故障排除图4-2故障码如图4-3轮速传感器线路值如图4-4故障波形图图4-5正常波形图4.2威朗案例4.2.1故障现象一辆上汽通用别克威朗汽车仪表板上的ABS故障指示灯点亮，ABS系统不起作用，制动抱死。4.2.2检修流程行车时，仪表板上的ABS故障指示灯亮，表示ABS电脑已记录故障码。根据别克维修手册提供的故障码读取方法，手动调用故障码41。根据故障代码表，故障代码41表示右前电磁阀电路开路。为了确认电磁阀电路是否有故障，用万用表测量ABS总泵的电磁阀电路。在测量过程中，发现一根导线与另一根导线没有连接。因此，可以判断该导线是故障代码41所指的开路。4.2.3故障排除拆卸ABS总泵（位于机舱左前端）；拆卸ABS总泵时，从底部拆卸时可以看到四个电磁阀（拆卸时要特别注意不要损坏密封圈）。打开ABS总泵后，一根线端明显断开，为故障；用一根小导线焊接导线的开口端，然后用万用表的欧姆块测量原来的开口导线是否与其他导线连接，结果是否连接；然后重新安装ABS总泵，按说明书给出的方法清除故障码，添加制动液，按规定的顺序进行ABS系统排气试验。ABS系统功能恢复正常，故障消除。ABS未来的趋势由于汽车控制技术在月前有了突飞猛进的发展，对汽车的线路布置越来越复杂和要求越来越高。因此，采用总线控制将所有的线联成一体；资源信息与数据的实施共享也可以减少传感器的数目、优化系统的设计。它在降低生产成本方面具有非常明显的优越性,

ABS今后发展的趋势还必将是系统集成化。当前车辆技术中，已采用CAN控制器局域网络在车辆内部测量与执行器之间进行信息交换、数据传输。结论本实用新型涉及一种汽车防抱死制动系统，其目的是为了避免车辆在行驶过程中紧急制动出现危险，其特征在于：当遇到突发情况紧急制动后，制动压力调节器能根据车轮转速传感器输出的信号来自动调整对应压力值，然后控制，调整车轮制动力，以防止车辆刹车系统出现抱死现象，使得车轮能一边旋转一边翻滚，这样就能避免交通事故。随着科学技术水平的不断提高，人们对于车辆安全性能的要求越来越高,ABS