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毕业设计（论文）说明书汽车检测与维修专业（本科）
毕业设计（论文）任务书
广州本田飞度车型ABS系统的故障诊断与维修
摘要
“ABS”（Anti-locked Braking System）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。它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。
本文系统的介绍了ABS的基本理论、组成。对奔驰560SEL ABS防抱死系统的工作原理分析，借助解码器对该车中出现的故障进行分析诊断，并做出合理的维修方案，对该车ABS防抱死系统所出现的故障进行维修。
关键字：ABS防抱死,车轮锁死,工作原理,维修方案
GUANGZHOU THIS TIAN FEI ABS SYETEM FAILURE
DIAGNOSIS AND SERVICE
ABSTRACT
“ABS”（Anti-locked Braking System）Chinese translates is “guards against holds the dead brake system” .It is one kind has the skid prevention, guards against deadlocks and so on the merit auto safety control systems. ABS is in the convention brake system foundation advanced version technology, separable mechanical and electronic formula two kinds. It both has the ordinary braking system brake function, and can prevent the wheel deadlocked, enables the automobile still to change under the stopping, guaranteed the automobile the brake yawing stability, prevented had the side-slipping and runs, was on the present automobile is most advanced, the brake effect best arresting gear.
This article system introduction ABS elementary theory, composition.Guards against to Guangzhou this field ABS holds the dead system the principle of work analysis, the breakdown which appears to this vehicle in carries on the analysis diagnosis with the aid of the decoder, and makes the reasonable service plan, guards against to this vehicle ABS holds the breakdown which the dead system appears to carry on the service.
KEY WORDS: Anti-locked Braking System，Wheel lock，Operating principle，Repair scheme
目录
摘要 .............................................................................................................................. I V ABSTRACT ..................................................................................................................... V 前言 .. (1)
第一章广州本田ABS防抱死技术简介 (4)
第二章广州本田ABS系统的结构分析 (8)
§ 2.1 ABS系统的组成 (8)
§2.1.1 输入信号元件 (8)
§2.1.2 制动开关安装位置 (12)
§2.1.3 驻车制动/制动液面开关 (13)
§ 2.2 ABS控制单元 (13)
§ 2.3输出执行元件 (14)
§ 2.4部件索引 (15)
第三章广州本田飞度ABS系统故障诊断与维修 (20)
§ 3.1车轮转速传感器电路故障检修 (20)
§ 3.2 ABS指示灯电路故障检修 (22)
§ 3.3 ABS指示灯不熄灭，未储存DTC (23)
§ 3.4 ABS调节器-控制器单元拆卸和安装 (26)
第四章本田飞度ABS系统故障典型案例分析 (28)
§ 4.1故障现象一 (28)
§ 4.2故障现象二 (28)
§ 4.3故障现象三 (29)
结论 (32)
参考文献 (33)
致谢 (34)
附录 (35)
前言
一背景
随着汽车工业的发展，社会汽车保有量的不断增加，汽车行驶速度得到显著提高，交通事故的发生率逐年呈上升趋势，所以人们越来越重视汽车的行车安全性。旨在改善车辆操纵性和横向稳定性的一些高技术系统，ABS防抱死系统应运而生。
充分发挥轮胎与路面间的潜在附着力、最大限度地改善汽车的制动性能，以满足行军安全的需要，一直是人们追求的目标。
ABS技术是英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利，早在20世纪30年代，ABS就已经在铁路机车的制动系统中应用，目的是防止车在制动过程中抱死，导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。1936年德国博世公司取得了ABS专利权。它是由装在车轮上的电磁式转速传感器和控制液压的电磁阀组成，使用开关方法对制动压力进行控制。20世纪40年代末期，为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止车轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨耗，飞机制动系统开始采用ABS，并很快成为飞机的标准装备。20世纪50年代防抱制动系统开始应用于汽车工业。1951年Goodyear航空公司装于载重车上；1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置。1978年ABS系统有了突破性发展。博世公司与奔驰公司合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的ABS系统，并批量装于奔驰轿车上。由于微处理器的引入，使ABS系统开始具有了智能，从而奠定了ABS系统的基础和基本模式。1981年德国的威伯科（WABCO）公司与奔驰公司在载重车上装用了数字式ABS系统。ABS的市场占有率迅速上升。20世纪80年代中期以后，借助于电子控制技术的进步，ABS的更为灵敏、成本更低、安装更方便、价格也更易被中小型家用轿车所接受。这期间较为典型的ABS装置有博世（BOSCH）公司于1979年推出的Bosch2型，大陆特威斯（Teves）1984年推出的具有防抱制动和驱动防滑功能的ABS/ASR 2U型。机械与电子元件持续不断的发展和改进使ABS的优越性越来越明显，随着激烈的竞争，技术的日趋成熟，ABS变得更精密，更可
靠，价格也在下降。
1987年欧共体颁布一项法规，要求从1991年起，欧共体所有成员国生产的所有新车型均需装备防抱制动装置，同时规定凡载重16t以上的货车必须装备ABS，并且禁止无此装置的汽车进口。日本规定，从1991年起，总质量超过13t的牵引车，总质量超过10t的运送危险品的拖车、在高速公路上行驶的大客车都必须安装ABS。目前，国际上ABS在汽车上的应用越来越广泛，已成为绝大多数类型汽车的标准装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90%以上，轿车ABS的装备率在60%以左右，运送危险品的货车ABS的装备率为100%
二我国的ABS现状
我国对ABS的研究现状开始于20世纪80年代初。目前，我国政府已制定车辆安全性方面的强制性法规，GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》，规定首先在重型车和大客车上安装电子控制式ABS。GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》又具体规定了必须安装的车型和时间。规定决质量大于12000kg的长途客车和旅游客车总质量大于16000kg 允许挂接总质量大于10000kg 的挂车的货车及总质量大于10000kg的挂车必须安装ABS。我国有许多单位和企业从事ABS的研制工作，东风汽车公司、重庆公路研究所、北京理工大学、清华大学、上海汽车制动系统有限公司和山东重汽集团等。其中山东重汽集团引进国际先进技术进行研究已取得了一些进展。重庆公路研究所研制的适用于中型汽车的气制动FKX-ACI型ABS装置已通过国家级技术鉴定，但各种制动情况的适应性还有待提高。清华大学研制的适用于轻型和小型汽车的液压ABS系统，北京理工大学和上海汽车制动系统有限公司致力于轿车的液压ABS系统的研究，已分别取得初步成果。
三ABS展望
根据国内外的一些研究动态和高档轿车的实际应用表明，ABS技术将沿着以下几个方面继续发展：（1）ABS和驱动防滑控制装置ASR一体化。ABS以防止车轮抱死为目的，ASR是防止车轮过分滑转，ABS是为了缓解制动，ASR是为了施加制动。由于二者技术上经较接近，且都能在低附着路面上充分体现它们的作用，所以将二者有机地结合起来。（2）动态稳定控制系统VDC（或电子稳定控制
（ESP））。VDC主要在ABS/ASR基础上解决汽车转向行驶时的方向稳定性问题。ABS与电子全控式（或半控式）悬架、电子控制四轮转向、电子控制液压转向、电子控制自动变速器等控制系统在功能、结构上有机地结合起来，保证汽车在各种恶劣情况下行驶时，都具有良好的动态稳定性。（3）ABS/ASR与自动巡航系统（ACC）集成。自动巡航控制系统（ACC）的目的是在巡航行驶时自动把车速限制在一个设定的速度，并且能够根据前方车辆的行驶善，自动施加制动或加速使其保持在一定的安全距离内行驶。在遇到障碍物时，可以自动施加制动，把车速调整到安全范围内。由于ABS/ASR和ACC都要用到相同的轮速采集系统，制动压力调节装置以及发动机输出力矩调节装置，因此ABS/ASR/ACC集成化系统，不仅可以大大降低成本，而且可以提高汽车的整体安全性能。（4）减小体积，降低重量。为了提高汽车的安全性能，增加了一些装置，汽车的重量了随之增加，对燃料经济性不利。所以新增设的各种装置必须在保证安全性的前提下，尽量地减少重量。另外，不论是大型车还是小型车，发动机的安装空间都是非常紧凑的，因此，也要求ABS控制器的体积尽可能的小一些。（5）随着ABS与新一代制动系统的结合，如电子液压制动EHB、电子机械制动EMB、ABS有了更快的响应速度，更好的控制效果，而且更容易与其他电子系统集成。ABS将成为集成化汽车底盘系统中不可缺少的一个节点。（6）在ABS系统中嵌入电子制动力分配装置（EBD）构成了ABS+EBD系统。EBD的功能就是在汽车ABS开始制动压力调节之前，高速计算出汽车四个轮胎与路面间的附着力大小，然后调节车轮与附着力的区配，进一步提高车辆制动时的方向稳定性，同时尽可能地缩短制动距离。（7）在ABS 系统的基础上扩展成车速记录仪（VSR），又称汽车黑匣子。该装置通过实时采集的四个车轮轮速信号，再现交通事故发生过程中汽车的实际运行轨迹以及驾驶员对车辆的操作情况，便于公安交通管理部门能准确判断事故的责任。掌握ABS核心技术不但是非常必要的而且具有深远意义，可有力地推动我国汽车工业的现代化进程。
第一章广州本田ABS防抱死技术简介
§ 1.1 ABS刹车效率分析
汽车在刹车过程中，当刹车力达到一定程度的时候，车轮会抱死而不能转动，汽车出现拖地的现象。在上述的情况下，车轮的转动（线）速度低于汽车向前运动的速度，汽车向前运动的距离由滑动距离和车轮转动的距离两部组成。防抱死制动系统是用ABS控制单元来检测制动过程中四个轮子的运动情况，并通过控制ABS液压控制单元调节制动轮缸的制动压力，避免车轮抱死，如图1-1 ABS控制原理图。
图1-1 ABS控制原理图
这里，将汽车刹车过程中滑动距离占刹车距离的比例称为滑动系数，用百分比表示。
当车轮自由转动时，没有滑动，滑动系数为0%；当车轮完全抱死时，没有转动滑动系数为100%。
如图1-2 是刹车效率与滑动系数关系的实验曲线图。
图1-2 是刹车效率与滑动系数关系的实验曲线图
图中:
纵坐标F:附着系数，代表附着力大小；
横坐标G;滑动系数
曲线A;纵向附着系数曲线，代表转向灵活。
其中:
A1—干燥路面
A2—湿滑路面
A3—冰上
曲线B;横向附着系数曲线，代表汽车的稳定性。
§ 1.2理论分析
制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。
制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。
汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受
地面附着系数的制约。当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率
δ=(Vt-Va)/Vt×100%
式中：δ--滑移率；
Vt--汽车的理论速度；
Va--汽车的实际速度。
1)据试验证实得出当滑动系数为大概15%时，汽车的滑车距离为最短；
2)当滑动系数为100%时，即车轮完全抱死时，不但不能获得最短的刹车距离，
而且由于汽车附着系数降低，特别是横向附着系数大幅降低，这种情况，
汽车的转向灵活性和稳定性都很差，汽车容易失控。
3)滑动系数在15%左右，即在10%到20%之间，是最佳的刹车效率区间，汽车
同时保持较高的纵向和横向附着力。
§ 1.3优势分析
1、加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。
2、减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。
3、特定路况下有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，较为光整的路面条件下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20%左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。此时刹车性能得以提高，制动距离缩短。而如沙石雪地等路面状态下，由于间歇性制动，使得轮胎滑动旋转再滑动旋转，相对增加了制动距离。
4、减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS的车辆，只会留
下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。
汽车的ABS技术就是根据上述理论，在传统刹车回路中加上刹车压力控制装置，即ABS，使汽车保持最佳的刹车效率，以实现最短的刹车距离，并保证刹车的安全的性。有了ABS装置，即使司机在瞬间将刹车踏板踩到底，汽车的车轮也不会抱死，而且能获得最佳的刹车效果。
第二章广州本田ABS系统的结构分析
§2.1 ABS系统的组成
ABS防抱死系统大致分为三部分，即输入信号元件、ABS控制器和输出执行器组成。
§2.1.1 输入信号元件
输入信号元件主要包括车轮轮速传感器、制动开关、驻车制动/制动液面开关等。车轮转速传感器检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS电控单元。目前，用于ABS的车轮转速传感器主要有电磁式和霍尔式。
1）电磁式车轮转速传感器
电磁式车轮转速传感器由永磁体、极轴和感应线圈等组成，极轴头部有凿式和柱式。如图2-1
a)凿式机轴 b)柱式机轴
1.电缆
2.永磁体
3.外壳
4.感应线圈
5.机轴
6.齿圈
图2-1电磁式车轮转速传感器
电磁式车轮转速传感器工作原理：
齿圈旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆输入ABS
电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率变化。ABS电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。
电磁感应式车轮转速传感器的检测方法
1检测传感器的输出电压
使被检轮离地，松开驻车制动器，以30r/min的转速转动车轮，用万用表测量传感器的输出电压，应满足标准规定值；若与规定值不符，则应继续检测，看传感器是否损坏。
2检测传感器电阻
拆下传感器连接器插头，用万用表测量传感器两接线端子间的电阻值，其值应符合标准规定值，若电阻过大或过小，则传感器已损坏，应进行更换。
3检测传感器磁头与齿圈的间隙
用塞尺测量传感器头与齿圈间的间隙，应满足标准规定值，若不在此范围应进行调整。
霍尔式车轮转速传感器
霍尔轮速传感器也是由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体，霍尔元件和电子电路等组成，永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，如下图2-2所示。
图2-2霍尔轮速传感器
霍尔式车轮转速传感器也是由传感器头和磁头环组成。传感器头内部有三个霍尔元件，分别是元件A元件、B元件、C元件，三者要错开布置。
工作原理:磁环随着车轮以前旋转，磁通穿过三个霍尔元件。由于磁环上布置有若干对南北磁极，因此在磁环旋转时穿过三个霍尔元件的磁通量时刻发生变化。当元件C检测出的磁通量最小时，元件A检测出的磁通量最大，此时传感器内部会产一个差动信号A-C,如图2-3所示：
图2-3霍尔式车轮转速传感器信号图
霍尔元件B布置在元件A和C之间，当信号A和信号C以及差动信号都为零时，元件B检测出的磁通量最大，如图2-4所示。信号B达到最大值（正最大负最大）就作为判定车轮旋转方向的依据。如：如果差动信号A-C过零点是由信号的下降沿得到的，且信号B为负的最大，则认为车轮在逆时针旋转。如图2-5
图2-4 B磁通最大时
轮速传感器通过一个电流接口与ABS控制单元相连，ABS控制单元内低电阻
的测量电阻R。轮速传感器有两个电插头，它与测量电阻一起构成一个分电压。
插头1和2之间的电压就是蓄电池电压Ub。传感器信号在测量信号在测量电阻上会产生一个电压降Us。这个信号电压由ABS控制单元来进行分析。
霍尔效应式车轮转速传感器的检测方法
对于霍尔效应车轮转速传感器，可用检测其输出电压的方法来判断其工作好坏，具体步骤如下：
1：关闭点火开关，将车支起，使每个轮胎离地10cm左右，然后拔下车轮转速传感器的导线连接插头，并用导线将线束插头与轮速传感器插头的电源端子相连，用万用表（打开交流电压档）的两表笔分别搭在车轮转速传感器的信号输出端子间，测量传感器的输出电压。
2：接通点火开关，用手转动车轮，万用表应显示7~14V范围内波动的交流电压；若电压不在此范围内，应检查传感器与齿圈之间的间隙，标准应在0.2~0.5mm 范围内，否者应进行调整。
§2.1.2制动开关安装位置
在制动踏板上，如图2-6所示。
图2-6 制动开关位置图
当制动踏板被踩下时，制动开关导通，给制动灯送电，制动灯点亮，同时将制动信号送到ABS ECU。
ABS ECU接收到制动开关信号，则判定制动系统开始工作，车轮随时可能出现抱死，ABS进入准备工作状态。如果制动开关损坏或者制动灯熔断器烧坏，制动信号送不到ABS ECU这时如果车轮抱死，ABS控制单元会产生车轮以为抱死的故障码，同时ABS警告灯点亮，ABS失去作用。
§2.1.3 驻车制动/制动液面开关
当拉起驻车制动或制动液不足时，仪表板上的驻车制动指示灯亮起，同时这个信号送到ABS ECU。如果该信号持续一定时间，ABS ECU将控制ABS失效。ECU停止工作的同时点亮琥珀色的ABS故障警告灯。在这种情况下，红色故障灯比琥珀色故障灯先亮。
§ 2.2 ABS控制单元
ECU由车轮转速传感器信号放大电路、运算电路、电磁阀控制电路、稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路的组成，其结构如图2-7所示
图2-7 ABS控制单元电路图
a)信号放大电路
在蓄电池提供ECU内部所用5V稳压电压的同时，上述电路监控着12V和15V 电压是否在规定范围内，并对车轮转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，控制着电动机继电器和电磁阀。出现故障信号时，关闭电磁阀，停止ABS工作返回正常制动状态，同时仪表板上的ABS警告灯点亮，让驾驶员知道。
b)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，以及电磁阀夫人开启的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，车轮转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。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根据滑移率和加减控制信号，对电磁阀控制电路输出减压、保压和增压的信号。
c)电磁阀控制电路
接受来自运算电路的减压、保压或增压信号控制电磁阀的电流。
d)安全保护电路
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，点亮仪表盘上的ABS警报灯，提示整个系统处于故障状态：同时停止ABS工作，恢复常规制动状态。
§2.3输出执行元件
输出执行元件主要有：ABS故障报警灯、调节单元等组成。
a)ABS系统带有两个故障指示灯，一个是红色制动故障指示灯，另一个是琥珀
色ABS故障指示灯，
两个故障指示灯正常闪亮的情况下：当点火开关打开时，红色制动灯与琥珀色ABS灯几乎同时亮，制动灯亮的时间比较短，ABS灯会长一点；启动汽车发动机后，蓄压器要建立系统压力，此时两灯会再亮一次，时间可能会更长一点。红色
制动灯在停车制动时也应亮。如果在上述情况下灯不亮，就说明故障指示灯或电路有故障。
b)调节单元
ABS调节单元包括进出口电磁阀、储液罐、泵、泵电机和缓冲室。调节器直接减小制动钳液压。因为制动液通过制动钳、储液罐和总泵循环，所以是循环型调节器。液压控制有3中模式：压力增强、压力保持和压力减小。液压管路是四路并联取回路；一路对一个车轮。
图2-8 ABS调节单元
§2.4部件索引
本田飞度ABS防抱死系统的各个部分如图2-9所示