ABS 系统的结组成及工作原理

牛人

ABS防抱死制动系统通常由电控单元ECU、液压控制单元（液压调节器）和车轮速度传感器等组成。



一、ABS系统电控单元ECU



（一）概述



ABS系统电子控制部分可分为电子控制单元（ECU）、ABS模块、ABS计算机等，以下简称ECU。



70年代中期之前，电子控制单元正处于开发阶段，当时的ECU是由运算放大器、晶体管、电阻及电容等分立元件组成的模拟电路构成。模拟电路存在的问题较多，元件数量多、组织生产难度大、噪声难以控制、零点漂移大，集成度很低的分立式ECU的外形尺寸也很大。目前的ECU主要是由集成度、运算精度都很高的数字电路组成。由于ABS装置目前已从高级轿车开始逐步向家庭轿车普及，因此，需要在很短的时间内开发出适合各种车型的ABS装置。各种新开发的ABS几乎都是采用微型电子控制的ECU。



最初的模拟电路约由1000个电子元件组成，现在的ECU采用专用集成电路，混合集成电路，元件数量缩减到70个左右，大大减少了ECU的重量、体积和成本，提高了可靠性和生产率。随着生产技术及汽车电路可靠性的提高，从原来的穿体安装结构发展到表面安装结构，体积更小。

（二）ECU的基本结构



ECU由以下几个基本电路组成：



①车速传感器的输入放大电路。



②运算电路。



③电磁阀控制电路。



④稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。



各电路的联接方式如图1-1～图1-3所示。
1、车速传感器的输入放大电路



安装在各车轮上的车速传感器根据轮速输出交流信号，输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。



不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。每个车轮都装轮速传感器时，需要四个，输入放大电路也就要求有四个。当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时，只需要三个，输入放大电路也就成了三个。但是，要把后轮的一个信号当作左、右轮的两个信号送往运算电路。



2、运算电路



运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算，以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。



安装在车轮上的传感器齿圈随着车轮旋转，轮速传感器便输出信号，车轮线速度运算电路接受信号并计算出车轮的瞬时线速度。



初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分，计算出初始速度，再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算，则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路和根据滑移率和加减速度控制信号，对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。



3、电磁阀控制电路



接受来自运算电路的减压、保证或增压信号，控制电磁阀的电流。



4、稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路



在蓄电池供给ECU内部所用5V稳压电压的同时，上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内，并对轮速传感器输入放大电路、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视，控制着继动电动机和继动阀门。出现故障信号时，关闭继动阀门，停止ABS工作，返回常规制动状态，同时仪表盘上的ABS警报灯变亮，让驾驶员知道有异常情况发生。
（三）安装保护电路



接通电源（点火开关处于开的位置）时或汽车开始行驶后达到一定的车速时，ECU将对规定的部位进行检测，正常行驶中也有监视功能。



ECU的安全保护电路具有故障状态外部显示功能。系统发生故障时，首先停止ABS工作，恢复常规制动状态，使仪表盘上的ABS警报灯发亮，提示整个系统处于故障状态。现在故障显示方法通过ECU内部的发光二极管（LED）的闪烁、仪表盘上的ABS警报灯的闪烁、或专用的诊断装置加以表示。关闭点火开关后故障显示内容消失，重新打开点火开关时若未发现故障，则认为系统正常，ABS可进行正常控制。具有专用诊断装置的ABS系统能够记忆故障内容，并能根据专用诊断装置的指令将记忆的故障编码，进行显示或消除。



1、接通电源时的初始检查



打开点火开关、ECU电源接通时，将检查下列项目。



（1）微处理机功能检查



①使监视器产生错误信息，让微处理机识别。



②检查ROM区的数据，确认未发生变化。



③对RAM区进行数据输入和输出，判断工作是否正常。



④检查A/D转换的输入，判断是否正常。



⑤检查微处理机间的信号传递，判断是否正常。



（2）继动阀动作检查



使继动阀产生动作，判断是否正常工作。



（3）故障反馈电路功能检查



由微处理机来识别故障反馈电路工作是否正常。



2、汽车起步时的检查



汽车起步时对重要的外围电路进行检查，若检查结果正常，ABS开始工作。



（1）电磁阀功能检查



①让电磁阀工作，判断是否正常。



②比较各电磁阀的开、关电阻，判断电磁阀是否工作正常。



（2）电动机动作检查



使电动机旋转，判断是否正常。



（3）轮速传感器及输入放大电路的信号确认



确认所有的轮速传感器信号都能输入到微处理机。



3、行驶中的定时检查



行驶中定时的检查功能包括由微处理机进行的检查和外围电路本身的检查。如果有故障，由微处理机最后确认，与故障内容相对应的故障编码被储存在ECU内的不发光存储器中。



（1）12V（载货车为24V）、5V电压监视



识别供给的12V电压和5V内部电压是否为规定电压值。监视12V电压，并考虑ABS工作过程中电压瞬间下降和电动机起动时电压瞬间下降的情况，然后加以分析识别。



（2）继动阀动作监视



ABS系统工作过程中，继动阀必定动作，ECU随时监视继动阀的工作情况。



（3）运算电路中运算结果的对比检查



ECU内部通常设有二套运算电路，同时进行运算和传递数据，利用各自的运算结果相互比较、互相监视，能够确保可靠性，及早发现异常情况。



另外，各种速度信号和输入、输出信号也运算电路中相互比较，这些结果必须相同。



（4）微处理机失控检查



由监视电路判断微处理机工作是否正常。



（5）脉冲信号的监视



微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。



（6）ROM数据的确定



计算ROM数据之和，确认程序工作正常。



4、自动诊断显示



如果安全保护电路检查出有异常情况，则停止ABS系统的工作，返回原有的制动方式（不使用ABS），且ECU呈现故障状态。这时ECU内的发光二极管、ABS警报灯或专用断装置发出故障信号，ECU根据这些信号显示出故障编码。



专用诊断装置一般不装在车上，使用时，把它和装在车上的各种ECU（发动机、变速箱、ABS等）用接线柱相连，选择匹配的通道，就能读出故障编码。使用这种专用诊断装置，利用电磁阀或电动机，可在产品出厂检验时或定点维修厂很容易地判断出ABS的功能是否正常。



汽车生产厂、汽车型号或ABS系统不同时，故障编码也不一样。
（四）ECU的工作原理



ECU是ABS系统的控制中心，它的本质是微型数字计算机，一般是由两个微处理器和其它必要电路组成的、不可分解修理的整体单元，电控单元的基本输入信号是四个轮上传感器送来的轮速信号，输出信号是：给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号，如图1-4所示。











电子控制单元ECU

左前轮速度传感器

右前轮速度传感器

左后轮速度传感器

右后轮速度传感器

液压控制单元（液压调节器）

ABS故障指示灯

自诊断输出
































图1-4    ABS电控单元和基本输入、输出信号



1、ECU的防抱死控制功能



电控单元有连续监测四轮传感器速度信号的功能。电控单元连续地检测来自全部四个车轮传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值，从这些数值中电控单元可区别哪个车轮速度快，哪个车轮速度慢。电控单元根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电控单元以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础，一旦判断出车轮将要抱死，它立刻就进入防抱死控制状态，向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压，以控制分泵（轮缸）上油路的通、断，分泵上油压的变化就调节了轮上的制动力，使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死（通与断的频率一般在3～12次/秒）。



一般情况下，防抱死控制采用三通道的方式，即前轮分别有两条油路控制，电控单元可分别对左前轮和右前轮分别进行防抱死制动控制，后轮只有一条油路控制。电控单元只能对两个后轮进行集中控制（一旦有一个后轮将要抱死，电控单元同时对两个后轮进行防抱死控制）。
2、ECU的故障保护控制功能



ABS系统电控单元具有故障保护控制功能。如果系统出现故障或受到暂时的干扰，电控单元会自动关闭ABS系统，让普通制动系统继续工作。



首先，电控单元能对自身的工作进行监控。由于电控单元中有两个微处理器，它们同时接收、处理相同的输入信号，用与系统中相关的状态——电控单元的内部信号和产生的外部信号进行比较，看它们是否相同，从而对电控单元本身进行校准。这种校准是连续的，如果不能同步，就说明电控单元本身有问题，它会自动停止防抱死制动过程，而让普通制动系统照常工作。此时，修理人员必须对ABS系统（包括电控单元）进行检查，以及时找出故障原因。



图1-5是ABS系统电控单元内部监控工作的简要图解。来自车轮速度传感器的输入信号①同时被送到电控单元中的两个微处理器②和③，在它们的逻辑模块④中处理后，输出内部信号⑤（车轮速度信号）和外部信号⑥（给液压调节器的信号），然后根据这两种信号进行比较、校对。逻辑模块④产生的内部信号⑤被送到两个不同的比较器⑦和⑧中（每个处理器中有一个比较器），在那里进行比较，如果它们不相同，电控单元将停止工作。微处理器②产生的外部信号⑥一路直接送到比较器⑦，另一路由液压调节器控制电路⑨经过反馈电路⑩送到比较器⑧。微处理器③产生的外部信号直接送到比较器⑦和⑧。通过比较器进行比较，如果外部信号不能同步，ABS系统电控单元将要关闭防抱死制动系统。

二、车轮速度传感器及工作原理



车轮速度传感器也叫轮速传感器或转速传感器，它可以测出车轮与驱动轴共同旋转的齿圈数，然后产生与车轮转速成正比的交流信号。车轮速度传感器将车轮轮速信号传给ABS系统电控单元，电控单元通过计算决定是否开始或准确地进行防抱死制动。因此，车轮速度传感器十分重要。



（一）车轮速度传感器基本结构



车轮速度传感器是一种由磁通量变化而产生感应电压的装置，在每个车轮上安装一个，共四个，一般由磁感应传感头与齿圈组成。传感头是一个静止部件，通常由永久磁铁、电磁线圈和磁极等构成，安装在每个车轮的托架上。齿圈是一个运动部件，一般安装在轮毂上或轮轴上与车轮一起旋转。齿圈上齿数的多少与车型、ABS系统电控单元有关，波许公司的有100个齿。传感头磁极与齿圈的端面有一空气隙，一般在1mm左右，通常可移动传感头的位置来调整间隙（具体间隙的大小可查阅维修手册）。在实际安装中，可用一个厚度与空气隙大小一样的纸盘贴在传感头的磁极面上，纸盘的另一面紧挨齿圈凸出端面，然后固定传感头即可。

hnjzzzx

受益不浅！
想了解一下，在控制过程中，驱动电磁阀的电压是多少？
另：希望尽快将资料上传完整！

liulq

受益不浅!
驱动电磁阀的电压是12V