摘要
根据交通运输部的统计，酒后驾驶和疲劳驾驶是造成道路交通事故的主要原因，但车辆的过长制动距离和车轮的突然抱死也是造成车祸事故的原因之一。伴随经济与科技的快速发展，人们拥有车辆数量年年增加，道路交通事越加频繁的发生，车辆性能的好坏与功能的齐全对驾驶员人身和财产安全有着重大的影响。在面临事故发生的时候，车辆的防抱死系统（ABS）显得尤为的重要。汽车的防抱死制动系统，可识别车辆制动过程中车轮速度的变化，以使其根据特定规则变化而变化，防止了紧急制动而抱死车轮，缩短了制动距离。在与地面接触程度最高的区域过程中，控制车轮的打滑率，使得驾驶人在此等紧急制动情况下仍可操控车辆的方向盘。
关键词：汽车；防抱死制动系统；检修
引言
改革开放以来，我国经济发展迅速，人民的生活水平、技术水平、运输水平和服务水平都得到了明显提高。作为当今时代最便捷、人性化的交通方式，汽车正越来越多地进入大众的家庭中。根据相关数据，我国的私家车总数已从1985年的284,900辆增加到2021年的3.02亿辆。然而，与私家车的爆炸式增长相比，道路的建设、翻新和维修方面仍有相当大的延误。此外，随着科学技术的不断发展，驾驶员在驾驶过程中受到的干扰因素越来越多，例如电话、视频、导航系统和音乐等因素，导致驾驶安全意识薄弱和应对紧急情况的能力较差，这些原因的结合导致了许多道路安全事故的发生。
根据现代的汽车安全技术，可分为被动安全技术和主动安全技术两部分。主动安全技术是指利用激光、雷达、传感器、等技术来帮助驾驶员避免事故，并改进车辆事故预防，例如：前方碰撞预警系统、自动刹车功能、防抱死系统等。被动安全技术主要作用于车内部，在事故发生时保护驾驶员安全，使损失降到最小的技术，如安全带、安全气囊等。其中，驾驶过程中紧急制动的效率和可靠性也是主动安全技术领域研究重点对象之一。根据大数据显示，就道路安全而言，80%的道路事故是失控造成的，尤其是在潮湿、寒冷、雾霾和积雪的道路上。
车辆的制动力是其安全性的重要指标，取决于停车时的效率和安全性以及保持稳定速度的能力。在汽车工业的早期发展中，制动系统的制动力完全取决于驾驶员的踩踏力，不能充分适应实际情况。
大家都知道，制动器需要分步刹车，换句话说，就是“点刹”一踩一放直到车辆停下，可以最大程度地提高制动效率。但是，在紧急情况下，驾驶员总是会因紧张而一直踩住制动，此时由于开环系统中没有反馈过程，因此过大的制动力始终会锁定车轮，车轮一直锁死不转动并造成危险。根据一项驾驶测试实验，车轮制动时直接锁死会破坏车轮在道路抓地力的利用，这样做会使制动距离延长，并影响制动时驾驶员操控的稳定性。
防抱死制动系统是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，通过安装在车轮上的传感器实时监测车轮是否有锁死的趋势。在此基础上，及时调整制动力，在制动过程中车轮继续滚动并保持摩擦，并且机器和控制系统自动执行“点刹”过程。
第1章 ABS相关概述
1.1 ABS基本结构及工作过程
1.1.1 ABS的基本结构
车辆上不同的单元驱动系统ABS的型号各不相同，主要配备有制动压力调节器、电子控制模块、轮速传感器。请看图1。
图1为ABS系统。轮胎中的四个轮胎都配有成熟的速度传感器，这四个传感器可以实时获取每个轮胎的速度信号，并将速度信号转化为电流电压方式传递给ECU。ECU根据传感器传递的信号判断车轮的运行状况，并发出相应的指令给制动压力调节器，对相应车轮的制动压力进行增加或减小，从而保证汽车的平稳性。调压电磁阀装置、电工泵装置、蓄压器是制动调压器组成部分。ECU发送控制信号给制动调压器，驱动电磁阀调节压力。因此制动调压器是ABS系统的执行器件。
1.1.2 ABS的工作过程
ABS系统分保压、常规、增压和减压四个工作阶段。常规制动阶段：制动过程中没有堵塞或滑动。在正常制动过程中，ABS不参加制动压力的控制，进气电磁阀不通电开启，排气电磁阀不通电关闭，主缸到各轮缸的制动管路变得顺畅，各轮缸的制动压力跟随主缸变化。
制动保压阶段：轮速传感器将实时监测的车轮信号传递给ECU，ECU根据反馈的信号调整车轮的制动压力。举个例子，轮速传感器反馈右前轮将有抱死的情况，ECU会控制右前轮制动压力的进出电磁阀通电，使其处于关闭，让压力不再升高，此时制动液没有进出，压力得以保持在一定单位内。
制动减压阶段：如果汽车在保压阶段右前轮仍可能发生抱死时，ECU会命令出液电磁阀开启。右前轮缸中的制动液逐渐流过出液电磁阀。当它变空时，右前轮的制动力就会下降，从而达到车轮不会发生抱死情况。
制动增压阶段：当轮速传感器反馈车轮已经没有抱死倾时，电子控制单元会发出关闭出液电磁阀，打开进液阀指令，动力流体逐渐进入右前轮制动缸，右前轮制动缸压力增大。
防抱死系统使全车各车轮不断经历保持-减压-增压步骤，让车轮不容易出现抱死情况，使得车轮在地面上具有高制动力，直到车速下降，趋于一个非常低的值或提供制动压力的主缸不能保持车轮锁定，保持最佳滑移率。
1.2 汽车ABS的基本原理
电气控制装置、轮速传感器、电气控制装置、压力操作开关是ABS的基本组成部分。
在制动过程中，轮速传感器将车轮信号反馈给电子控制装置，计算单元经过分析与比较，将最佳的车轮速度、车轮滑移率等信号发送给电气设备。电子控制单元将这此控制信号与转动方向盘的趋势进行比较。在信号控制的基础上，控制阀的大小和制动发动机中的压力，即车轮上的压力。
转速传感器原理：根据电磁感应，车路轮毂每扫过传感器为一次采集，单位时间内看轮毂扫过的次数频率的快慢就可计算出车轮的速度。
电磁阀、泵电机电磁阀、低压蓄能器是ABS制动压力调节装置的组成部件。液压调节器结合到普通液压制动系统中以形成ABS液压控制组件。实际上，ABS就是通过电磁阀控制来改变液压泵的上升或下降速度，以防止发生抱死制动。如图2所示为ABS工作原理图。
图2ABS工作原理图
1.3 帕萨特轿车ABS的结构
帕萨特汽车ABS使用的是美国ITT公司的MK20-I。即车的车的两个后轮按照低选原则，两个前轮单独控制，实行同步控制。ABS的配置有电子控制单元、轮速检测器、液压调节器组成。其中，传感器和齿圈是轮速检测器两个主要部件。本质上，电子控制单元是ABS的重要控制中心，属于一种微机。每当发生车轮抱死时，ECU根据传感器反馈的信号马上做出反应，将车轮抱死的趋势扼杀在萌芽中。
上图中，1为ABS液压单元，2为ABS控制单元，3为带ASR的ABS或液压单元，4为控制单元，5为仪表盘ABS信号指示灯，6为仪表盘ABS刹车信号指示灯，7为ABS信号灯，8为ABS刹车制动指示灯开关，9为ABS故障诊断测试口，10为传感器齿圈，11表示ABS前两轮速度传感器，12表示ABS后两轮速度传感器，13是指ABS后部左右速度传感器齿圈。
第2章 汽车ABS系统的故障检测
2.1 汽车ABS系统的故障检测方案
如果用于汽车的ABS防抱死制动系统不能有效满足性能要求，则很容易发生故障，在ABS防抱死制动系统发生故障之前，我们必须对可能发生故障的零件进行预防性维护，并尽快识别可能发生故障的零件。通常的检测方法有：
2.1.1 直接检查
如果ABS在自检期间不工作，则通常配备目视检查。直接检测的相应步骤如下：首先检查手动操作的制动器，以完全释放制动器，检查制动液的存储容量，是否存在漏液情况，以及ABS系统中所有保险丝和车轮的可用性；直到我们找到故障点为止。其次，检查蓄电池是否馈电或存在异常；检查ECY与插座的连接点是否存在松动。
2.1.2 识别ABS故障代码
汽车上使用的所有ABS系统通常都能实现自己的故障诊断。如果检测到相关控制设备出现问题，它会发出信号，表示ABS自动点亮并停止运行，在自动生成的错误代码存入存储器并恢复到初始的制动状态。根据故障信号灯维修车辆时，要会识别故障代码，以确定故障的原因和位置。主要使用三种主要方法来检测ABS：一个是用车辆仪表板来指示ABS；另一个是电枢板上的故障指示；第二种选择是使用专业的监控电子读取ABS错误代码；第三个是通过连接自动激活电路读取ABS。
2.1.3 快速检查方式
用于机动车的ABS系统的快速检查方法是基于机动车的自我诊断之上进行。使用专业的测试设备对ABS系统的电路和组件进行连续测试，以达到故障排除的目的。在正常情况下，阅读ABS系统错误代码只能帮助维修人员修理燃油并获得对错误情况的一般理解。如果要完全了解特定的错误情况，则需要使用专业的测试设备。阅读错误代码后，应使用专业工具进行进一步检测，以确定错误的具体位置，进行维修。有以下三种方法：第一种是利用专门的防抱死系统诊断工具进行测试。第二是用接线盒来测试车辆的ABS系统。第三是用万用表直接测试车辆的ABS制动系统各接口的电压值和元器件的电阻值。与第一第二种检测方法相比，第三种检测速度较慢，需要有丰富经验的维护人员才能快速找到故障点。维护人员应了解ABS系统中每个ECU终端的特定位置和名称。条件成熟时，通常不使用此方法进行测试。
2.2 ABS系统检测注意事项
2.2.1 关闭电源、系统卸压
拆卸前，必须先给系统泄压，并中断ABS计算机的电源。在正常情况下，应恢复钥匙和保险，并且在维护结束之前不得打开电源。实际上，当前的ABS系统使用的储能设备的压力可以达到100atm。如果没有泄压就开始拆卸，高强的压力会使油雾飞溅进而伤害到维修人员。当卸掉全部压力后，接下来是关闭车辆的点火开关，然后用脚反复的踩制动踏板，直到感觉不到力为止。有些型号可能必须踩四十多次才能完全释放系统中的液压。
2.2.2 注意传感器的保护
减压后的拆卸过程与制动系统的正常维护没有明显不同。为防止损坏传感器，需要考虑传感器的安装位置。不同型号和品牌的ABS系统有不同的传感器安装位置。传感器冠齿轮通常被推入轮辋，一些安装在差速器、变速器或转向节的侧面。由于刹车盘较薄，需要更换，所以更换刹车盘时请注意新旧区别。
2.2.3 各插接件的连接应可靠无误
大多数ABS电气故障不是由技术问题引起的，而是由电缆损坏或端子氧化虚接引起的。因此，必须特别注意连接件之间的可靠连接。一般传感器存在错误，要先检查各接线触点是否良好，触电是否受到氧化腐蚀。如果检测到生锈，则应清洁并用防护油覆盖，重新连接并重新测试。如果将传感器安装在变速箱中，润滑油中的铁屑也会导致传感器故障。
第3章 案例分析——奥迪Q7汽车ABS系统的故障检测
3.1 ABS故障现象描述
ABS故障可能发生在系统内的小组件上。奥迪Q7汽车的常见故障现象可以分为以下三类：
3.1.1 制动效果不好，车轮防抱死操作不正常
奥迪Q7汽车行驶了12万千米，制动系统保持正常。跑了一段长途后，发现ABS警示灯常亮，制动时皮带被拉住，ABS功能失效。车子在当地的修理店修好了，ABS警告灯不亮了，但是制动系统没有防抱死制动功能。
3.1.2 ABS故障指示灯异常
奥迪Q7车左前轮制动系统损坏，经过4S店修理完成后，测试人员分别在无人的干燥公路上和比较滑且带有雨水的路面进行了制动测试，在公路上制动试验发现四个车轮被抱的死死的、且路面上出现深深的车痕；在滑且带有雨水的路面测试，有甩尾和制动侧滑。安装面板的ABS故障指示灯常亮。
3.1.3 紧急制动时ABS失效
2016深圳南坪快速上梅林段一辆奥迪Q7汽车在紧急刹车时，刹车失灵，车轮锁定，车尾漂移，仪表盘ABS故障警告灯会闪烁。
3.2 ABS故障诊断方案
3.2.1 车轮防抱死操作不正常的检查与排除
虽然这辆车的ABS警示灯不是常亮的，但是在保养的时候要做的第一件事是打开车辆的自动诊断故障功能，然后使用专用设备读取车辆诊断出的故障码。操作方法如下：
（1）断开连接防抱死系统维护的白色连接器。
（2）拨动按钮，将点火开关设置在“ON”的位置。
（3）小心打开发动机舱，小心的找到故障诊断插座盖位置，直接飞线的方式连接TC端子和E1端子。如下图所示。
图5用跨接线连接TC脚和E1脚示意图
（4）此时可以根据仪表板上ABS警告灯的闪烁频率，看频率的快慢读取相对的故障码。
做完前面四个步骤后，然而发现ABS警告灯并没有闪烁。因此我们可以推断电脑不具备自诊断功能，电脑后面的显示电路有可能故障。接下来我们拆下安装板，对ABS警示灯线束进行，查看有没有线束脱落、裸露、外观破损现象。如真的出现了上述现象，我们可以将松脱的接线接好或者进行换线处理，ABS警示灯功能将恢复；如果发现面板上ABS警告灯闪烁，使用专业设备读取对应故障代码，且故障代码为3l，则表示车辆的右前轮传感器信号故障。然后，我们把车支撑起来，拆开右前轮检查时，发现右前轮的车轮传感器上附着了大量的铁粉，信号传感器无法形成适当的间隙。清扫右前轮的车轮传感器，为了重新测试安装，进行故障排除。
3.2.2 ABS故障指示灯异常的检查与排除
车辆修理后，由于安装面板上的ABS警示灯没有熄灭，且有刹车标记，ABS电脑中保存着ABS系统的故障码，导致ABS系统失灵。但汽车仍可以使用常规制动进行制动。我们可以先使用车辆故障自诊断的功能读取相对应故障代码，然后按照以下几步来做：
（1）用手轻轻地将防抱死系统维护用连接器接头断开。
（2）将车辆送上电。
（3）在发动机舱内，找到故障诊断插座，用诊断跨接线将TC与E1两端子连接起来。
（4）查看防抱死系统故障指示灯闪烁，使用专业工器具读取故障码，诊断卡显示故障代码为32。
用万用表测量传感器阻值，电阻1.0千欧，满足要求；检查传感器接线，发现接线正常，无虚接断开等现象；用游标卡尺测量传感器距离制动盘间隙0.85mm，也均满足要求。最后拿一个新的传感器将旧的轮速传感器进行替换，测试完毕后故障依然存在。
驾驶员称左前轮刹车总成被更换了。接下来，为了检查拆下左前轮刹车总成。左前轮刹车总成虽然是新的，但仍然是老式的无轮速感应变速齿轮(参见图3)。旧的刹车总成和新的刹车总成的外观是一样的，但是一个没有传动装置，另一个有传动装置。调整新的左前轮刹车总成，清除故障码。(故障码解除方法:用跳线确认连接器TDCL的TC脚和E1脚，3秒内踩刹车踏板8次以上，清除存储器内的故障码)。
1.轮速传感器转子齿环；2.左前轮轮速传感器
3.2.3 紧急制动时车轮抱死的检查与排除
首先，对防抱死系统进行自我诊断。操作方法做到以下四点：
（1）分离WA和WB连接线或卸下之间的锁存器。
（2）将车辆送上电。
（3）将E1端子和TC端子飞线连接起来。
（4）使用专业工具读取防抱死提供警示灯故障码。其结果是DTC不显示。
再次启动引擎后，ABS警告灯不亮了。正常情况车子一开始驾驶ABS警示灯就会马上亮起。停车检查车速和电路，没有发现故障。将旧的ABS电脑更换一个新的，发现故障消失了。这说明防抱死系统计算机有问题。测量各端子的电压与电阻，看看有无短路、断路现象。检查后发现，将车辆送上电，用万用表测量ABS电脑的B端电压，电压为4V（正常电压为12V），猜测给ABS电脑供电的蓄电池电压不足，导致ABS电脑不能启机。接下来测量蓄电池电压，电压5V，严重馈电现象尝试更换蓄电池，更换后问题没有消失。其次我们踩下制动踏板，测量防抱死系统电脑STP端子的两端电压，STP端电压值为6V（标准是12V），该结果表示防抱死系统部分电路或计算机出现故障，根据维修人员以往的处理经验，大概率是ABS计算机应该有问题，因为已确认控制电路正常。更换ABS计算机，试驾并排除故障。
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