劉玉茂

（廣州市交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)校，廣東 廣州 510440）

制動(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛中至關(guān)重要的系統(tǒng)之一，它關(guān)系到司機(jī)和乘客的生命安全。隨著社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)人身安全的要求也越來(lái)越高。自1954年美國(guó)福特公司首次在林肯牌轎車上使用ABS以來(lái)，ABS系統(tǒng)在轎車上的應(yīng)用越來(lái)越普及。ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用大大地縮短了汽車制動(dòng)時(shí)的距離，并且提高了制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性，從而保證了汽車在緊急制動(dòng)時(shí)的安全性。筆者以標(biāo)致307轎車ABS系統(tǒng)故障為例，參考維修手冊(cè)、查閱有關(guān)資料，熟悉其結(jié)構(gòu)原理，掌握故障的診斷與排除方法，從而提高了對(duì)ABS系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

1 標(biāo)致307 ABS系統(tǒng)的組成和工作原理

1.1 標(biāo)致307 ABS系統(tǒng)的組成

ABS系統(tǒng)主要元件及功用如表1所示。標(biāo)致307轎車最初裝配BOSCH 5.3防抱死系統(tǒng)，目前裝配BOSCH 8.0和BOSCH 8.1系統(tǒng)。BOSCH 8.0 ABS系統(tǒng)是BOSCH 5.3系統(tǒng)的演變，降低了自身重量和外型尺寸，如圖1為標(biāo)致307轎車ABS系統(tǒng)示意圖。

1.2 ABS系統(tǒng)的基本工作原理

ABS（Anti-Lock Braking System）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是汽車在任何路上進(jìn)行較大制動(dòng)力剎車時(shí)，防止車輪完全抱死的系統(tǒng)，是具有良好制動(dòng)效果的剎車裝置。ABS系統(tǒng)保證了汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向的可操作性，避免側(cè)滑、甩尾。汽車在制動(dòng)過(guò)程中，輪速傳感器不斷地把各個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)及時(shí)輸送給ABS電控單元ECU。ABS ECU根據(jù)設(shè)定的控制邏輯對(duì)各輪速傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算各車輪的實(shí)際滑移率并發(fā)出相應(yīng)指令，使各車輪的滑移率始終保持在目標(biāo)滑移率內(nèi)，從而保證了汽車最佳的制動(dòng)效果。如下圖所示是兩個(gè)電磁閥控制一個(gè)車輪的示意圖，進(jìn)油閥為常開電磁閥、出油閥為常閉電磁閥。具體控制過(guò)程如下（圖2）。

表1 ABS控制器的組成

圖1 ABS系統(tǒng)

圖2 開關(guān)式電磁閥的工作原理

1.2.1 降壓控制 如果某個(gè)車輪的滑移率超過(guò)設(shè)定值則表示此時(shí)制動(dòng)力過(guò)大，ABS ECU就會(huì)給壓力調(diào)節(jié)器對(duì)應(yīng)的出油閥通電，釋放管路中的制動(dòng)壓力，從而減小該車輪的制動(dòng)力。

1.2.2 增壓過(guò)程 如果某個(gè)車輪的滑移率還沒(méi)達(dá)到設(shè)定值，ABS ECU不發(fā)出任何指令，使該車輪的制動(dòng)壓力繼續(xù)增大。

1.2.3 保壓過(guò)程 如果某個(gè)車輪的滑移率接近于設(shè)定值時(shí)，ABS ECU就會(huì)給壓力調(diào)節(jié)器的進(jìn)油閥通電，使該車輪制動(dòng)壓力保持一定。如果ABS出現(xiàn)故障，ABS ECU將關(guān)閉并儲(chǔ)存相應(yīng)的故障碼。同時(shí)，儀表板上的ABS故障報(bào)警燈點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此時(shí)的制動(dòng)與常規(guī)制動(dòng)相同。

2 輪速傳感器

輪速傳感器的作用是將采集車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給ABS ECU控制單元。標(biāo)致307 ABS系統(tǒng)工作簡(jiǎn)圖如圖2，由磁性轉(zhuǎn)子、霍爾效應(yīng)輪速傳感器和ECU組成。磁性轉(zhuǎn)子安裝在車輪軸承的端面上使磁性轉(zhuǎn)子隨車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，磁性轉(zhuǎn)子由內(nèi)置帶磁性離子的橡膠制成的N、S極，按照?qǐng)A周方向均勻分布。該類型霍爾效應(yīng)傳感器只有兩條線構(gòu)成，也叫二線制霍爾傳感器。該傳感器由兩個(gè)霍爾元件（采用差分電路構(gòu)成）及相應(yīng)的信號(hào)處理裝置組成。和傳統(tǒng)的三線制霍爾傳感器相比，電源線沒(méi)有發(fā)生變化，而是把原來(lái)的信號(hào)線和搭鐵線組合在一起后串聯(lián)了一個(gè)定值電阻R。磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)霍爾元件的磁通量發(fā)生變化，電流在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏移，使線路中的電流發(fā)生變化。

圖3所示，A為信號(hào)采集，兩個(gè)霍爾元件共同采集信號(hào)可以相互參考從而起到容錯(cuò)的作用；B是整合信號(hào)，將采集到的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行整合；C是將整合后的波形放大，便于辨別；D和E為整形，即把不規(guī)則波形轉(zhuǎn)化為矩形波并刪除負(fù)值保留有用的信息。ECU內(nèi)的定值電阻是將采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。采樣電阻的阻值大小與矩形波的高、低電壓關(guān)系如下圖4所示。當(dāng)定值電阻的阻值R一定時(shí)，ECU檢測(cè)到的波形的高、低壓值就是固定的。即傳感器電壓波形的高、低壓值的大小與車輪的轉(zhuǎn)速大小無(wú)關(guān)。標(biāo)致307汽車采樣電阻阻值為115Ω左右，奇瑞A3汽車采樣電阻為75Ω左右，不同車型阻值有所不同。

圖3 標(biāo)致307汽車ABS系統(tǒng)工作

圖4 采樣電阻阻值與矩形波高、低壓之間的關(guān)系

3 故障的診斷與排除

3.1 故障現(xiàn)象

一輛2013款標(biāo)致307學(xué)校教具用車，該車裝配有BOSCH 8.0型ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（含電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)）及“EVA2”輔助應(yīng)急系統(tǒng)。根據(jù)學(xué)生簡(jiǎn)述：該車起動(dòng)后，ABS燈常亮。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，故障現(xiàn)象與學(xué)生反應(yīng)一致。路試時(shí)發(fā)現(xiàn)，儀表版車速表顯示始終為零。

3.2 故障診斷

3.2.1 讀取故障碼 先用電腦診斷儀讀取汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，故障碼如下且不可清除。①C156E12車輪輪速傳感器：對(duì)正極短路。②C003A11右后輪速傳感器：對(duì)地短路。

3.2.2 讀取數(shù)據(jù)流 進(jìn)一步讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)車輛行駛中四個(gè)車輪的輪速均為零，排除了組合儀表及儀表線束的故障。參考電路圖（圖5），對(duì)四個(gè)輪速傳感器正極端子的電壓進(jìn)行測(cè)量。

圖5 標(biāo)致307 ABS系統(tǒng)電路

3.2.3 供電電壓測(cè)量 關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下各輪速傳感器的插頭。點(diǎn)火開關(guān)處于ON位置，用萬(wàn)用表分別測(cè)量四個(gè)輪速傳感器的正極端子與車身搭鐵的電壓。正常應(yīng)為8～14 V，測(cè)量結(jié)果卻均為0。

出現(xiàn)這種情況，要么是ECU不該各輪速傳感器供電要么是4條線均對(duì)地短路。按照由易到難的原則，先用電阻法檢查各線路是否對(duì)地短路。

3.2.4 電阻值測(cè)量 拔下ABS ECU插頭，分別測(cè)量各輪速傳感器正極端子與車身搭鐵的電阻。發(fā)現(xiàn)右后輪速傳感器正極端子到車身搭鐵為0.7 Ω，即該線束短路；其他均為無(wú)窮大，正常。于是，檢查該車右后輪速傳感器到ECU的線路，發(fā)現(xiàn)該線束在經(jīng)過(guò)后排座椅下面時(shí)，有鐵針插入線束導(dǎo)致該線束與車身搭鐵，如圖6所示。修復(fù)線束后試車驗(yàn)證，故障消失。

圖6 鐵針插入線束

4 總結(jié)與反思

那么，為什么用電壓法測(cè)量電壓時(shí)，測(cè)量結(jié)果都是0呢？查閱相關(guān)資料得知：該車型所采用的二線式霍爾輪速傳感器有如下特點(diǎn)。該車靜止時(shí)，ABS ECU每隔0.5 s左右就會(huì)向傳感器正極端子發(fā)出一個(gè)電流脈沖，用于檢測(cè)輪速傳感器的可用性（如圖2，信號(hào)端子檢測(cè)電壓為0.7 V左右）。這一設(shè)計(jì)類似于硬件設(shè)計(jì)中的“看門狗”（專業(yè)術(shù)語(yǔ)）。若ECU發(fā)出電流脈沖后信號(hào)端子未能接收到相應(yīng)信號(hào)，ECU將不再給任何傳感器供電并記錄為故障點(diǎn)。這就是為什么拔下輪速傳感器插頭后，用萬(wàn)用表測(cè)量輪速傳感器的正極端子與車身搭鐵的電壓時(shí)，測(cè)量結(jié)果為0的原因。

5 能力提升

由于“看門狗”（專業(yè)術(shù)語(yǔ)）的存在，不能拔下連接器測(cè)量輪速傳感器正極端子電壓。正確測(cè)量方法是用大頭針插入正極端子（用萬(wàn)用表的蜂鳴擋確認(rèn)大頭針與內(nèi)部端子的連接），點(diǎn)火鑰匙打到ON檔，測(cè)量得到正極端子的電壓應(yīng)為12 V，負(fù)極端子電壓在靜態(tài)時(shí)為0.7 V。