资源描述
挂车防抱死制动系统(ABS）山东海纳汽车科技有限公司2017年8月目 录前言：挂车ABS综述-21、系统概述-72、挂车ABS的工作原理-93、系统安装-94、电路连接-125、系统测试-146、性能和故障的判定-147、ABS的诊断与维修-15 附表：故障闪码对照表-17挂车ABS综述ABS工作原理汽车防抱死制动控制系统(Anti Lock Braking System，简称ABS)是制动时防止车轮抱死，以期获得最有效的制动效率和制动操纵稳定性，从而尽可能地避免交通事故的发生和减轻事故造成的损害的一种机电一体化系统。它由控制器（Electronic Control Unit，简称ECU）、调节器、轮速传感器三部分组成。在应急制动时，司机脚踏板控制的制动压力过大时，轮速传感器及控制器可以探测到车轮有抱死的倾向，此时控制器控制作动系统减小制动压力。当车轮轮速恢复并且地面摩擦力有减小趋势时，控制器又控制作动系统增加制动压力。这样使车轮一直处于最佳的制动状态并有效地利用地面附着力，以得到最佳的制动距离和制动稳定性。该套系统全面满足欧洲ECE R13法规以及GB13594-2003的要求。目前所生产的挂车ABS系统，电子控制器及压力调节器是分离的，具有安装灵活、方便的特点。现有6S/6M、6S/4M、4S/2M、4S/3M、4S/4M等配置（S传感器、M调节器亦即ABS电磁阀）。挂车ABS主要元件包括：轮速传感器，它记录车轮的速度；压力调节器，在ABS起作用时，它调节车轮制动缸的压力，又称电磁阀；电子控制器（ECU），它是ABS的核心组件，由高性能的单片机（烧录有ABS的控制程序）及集成电路组成，它根据对车轮速度传感器的信号处理来控制压力调节器（ABS电磁阀），进而控制车轮的制动力矩。挂车ABS的性能 有力保障制动安全 防止制动过程中挂车甩尾侧滑 减少轮胎磨损 提高制动过程中车辆的可操纵性 具有完善的故障诊断功能 减轻驾驶员的疲劳挂车ABS组成 电子控制单元（ECU) 制动压力调节器（ABS电磁阀） 轮速传感器及齿圈(安装于车桥中） 线束及接插件 电子控制其外形 压力调节器（电磁阀） 轮速传感器 主车与挂车之间的7芯电缆 齿圈 齿圈与轮速传感器挂车ABS性能参数 型式参数 2S/1M 2S/2M 4S/2M 4S/3M 4S/4M 6S/3M 6S/6M工作电压 24-2.4+4.8伏工作温度 -4080工作介质 空气工作压力 8bar最高允许压力 10bar系统布置 2S/1M2S/2M4S/2M4S/3M4S/4m6S/3m6S/6m 传感器数量2244466调节器数量1223436控制原则MARIRMSRMARMSRIRMAR /MSRIR直接受控桥的数量1122233适应车型（挂车轴数）1、2、32、32、32、32、32、32、3缩写说明2S/1M 2个传感器，1个调节器 2S/2M 2个传感器，2个调节器4S/2M 4个传感器，2个调节器 . 6S/6M 6个传感器，6个调节器 ABS 防抱死系统ECU 电子控制单元 IL 指示灯INAR 间接桥控制 INIR 间接单独控制INSR 间接单侧控制 IR 单独控制MAR 修正的轴控制 MSR 修正的单侧控制ECE R13 联合国欧洲经济委员会汽车制动法规附件13典型管路图 2S/2M在2轴挂车上的安装简图（MSR控制） 1、齿圈 2、调节器 3、控制器 4、制动器室 5、7芯电缆街头 6、诊断接口2S/1M在2轴挂车上的安装简图（MAR、INSR控制）1、齿圈 2、调节器 3、控制器 4、制动器室 5、7芯电缆街头 6、诊断接口4S/2M在2轴挂车上的安装简图（MSR控制）1、齿圈 2、调节器 3、控制器 4、制动器室 5、7芯电缆街头 6、诊断接口1、系统概述 图1说明了半挂车上安装ABS的安装示意图，该系统是一个4S/2M的系统，即4个车轮速度传感器和2个压力控制阀（ABS电磁阀）。 挂车ABS主要元件包括：车轮速度传感器，它记录车轮的速度；制动压力调节器，在ABS起作用时，它调节车轮制动缸的压力；电子控制器（ECU），它是ABS的核心组件，由高性能的单片机及集成电路组成，内嵌优化的高级语言算法和逻辑，它根据对车轮速度传感器的信号处理来控制压力控制阀，进而控制相应车轮的制动力矩，最终完成车辆制动防抱死的控制功能。1.速度传感器 2. 电子控制器（ECU） 3. 压力调节器 4. 制动器室 5.储气筒 6.继动阀 7. 单向阀 8.气源软接头 9. 气源控制接头图1 挂车4S/2M ABS系统安装布置简图以上是一个挂车用的4S/2M系统的简图，实际上系统的零件数量、设计和配置可根据ABS系统的不同型号而变化。半挂车ABS主要有三种配置形式，即2S/1M，2S/2M，4S/2M。S代表传感器，M代表调节器。1）2S/1M系统2S/1M是最基本的半挂车ABS系统，它能直接控制一根轴，比较适用于单轴半挂车，也可用于2轴和3轴半挂车，只是非控制轴的车轮有抱死现象，图2为此系统的配置方式。2）2S/2M系统主要应用于2轴和3轴半挂车，一般情况下它与2S/1M性能比较接近，只是它可以实现一侧车轮的间接控制，通常称之为边控方式。图3为它的配置形式。图2 2S/1M系统配置示意图 图3 2S/2M系统配置示意图3）4S/2M系统主要应用于2轴和3轴半挂车或全挂车，它可以得到较好的制动性能，保证两轴每个车轮都不抱死，图4为此种配置的安装布置形式。4）4S/3M系统主要应用于2轴和3轴全挂车或半挂车，它可以得到较好的制动性能，保证各两轴车轮都不抱死，图5为此种配置的安装布置形式。5）6S/3M、6S/6M系统主要应用于3轴全挂车或半挂车，它可以得到较好的制动性能，保证各两轴车轮都不抱死，图6、7为此种配置的安装布置形式。图4 4S/2M系统配置示意图图5 4S/3M系统配置示意图（上方的配置较常用，为默认配置） 图6 6S/3M系统配置示意图（上方的配置较常用，为默认配置） 图7 6S/6M系统配置示意图2、挂车ABS的工作原理汽车防抱死制动控制系统(Anti Lock Braking System，简称ABS)是制动时防止车轮抱死，以期获得最有效的制动效率和制动操纵稳定性，从而尽可能地避免交通事故的发生和减轻事故造成的损害的一种机电一体化系统。它由控制器（Electronic Control Unit，简称ECU）、调节器、轮速传感器三部分组成。在应急制动时，司机脚踏板控制的制动压力过大时，轮速传感器及控制器可以探测到车轮有抱死的倾向，此时控制器控制作动系统减小制动压力。当车轮轮速恢复并且地面摩擦力有减小趋势时，控制器又控制调节器增加制动压力。这样使车轮一直处于最佳的制动状态并有效地利用地面附着力，以得到最佳的制动距离和制动稳定性。传统的汽车制动系统功能是使行驶的汽车车轮受制动力矩的作用，使车辆停止。在大多数情况下往往要抱死车轮，此时一方面造成车轮轮胎的严重磨损，另一方面后轮抱死会产生侧滑，容易使车辆丧失稳定性，而前轮抱死会使车辆丧失转向能力。这些状态都容易导致事故的发生。 ABS系统的引入使制动过程中车轮处于非抱死状态，这样不仅可以防止制动过程中后轮抱死而导致的车辆侧滑甩尾，大大提高制动过程的方向稳定性，同时可以防止前轮抱死而丧失转向能力，提高汽车躲避车辆前方障碍物的操纵性和弯道制动时的轨迹保持能力，而且最终的制动距离往往要比同类车型不带防抱死系统的车辆的制动距离要短，因而 ABS系统是一种有效的车辆安全装置。3、系统安装3.1 机械安装 为了保证ABS能正常发挥作用，在进行零部件安装时，必须注意以下事项：3.1.1控制器（ECU）的安装 布置线束时必须注意，要求接口向下，以防止雨水等进入接口（虽然设计时考虑了ECU的防水功能，在安装时也要尽量避免进水的条件发生）。为了保证正确的功能，使用正确的线束插头是必要的。3.1.2轮速传感器和齿圈的安装 车轮速度传感器的安装应依照轮速传感器外型图的安装指导。（见安装图5）图6 传感器位置正确安装示意图注意：在安装过程中，无论传感器安装在齿圈的任何位置，传感器引出线都应与传感器所在点的齿圈的切线方向平行（如图6中所示），此种安装方式信号最稳定，建议采用此种安装方式。传感器引出线与传感器所在点的齿圈的切线方向垂直的安装方式是绝对禁止的，如果按此位置安装，则传感器没有信号。介于这两个安装角度之间的其余角度也可以安装，但可能会引起信号不稳定。另外车轮速度传感器和齿圈的配置与安装还取决于具体的车桥。如果安装传感器和齿圈前需修改车桥（主要是需要在车桥内部安装支撑传感器的支架），车桥制造商的情况也必须考虑在内。以上安装方式针对与霍尔式轮速传感器，对于电磁式传感器没有以上要求。 齿圈和传感器的安装座必须是高刚性防振的。齿圈的设计和制造质量必须满足相应的技术条件。在安装、维修和使用时，齿圈的齿不能被破坏。齿圈相对于轮毂中心线的最大跳动量不能超过0.2毫米，跳动超过该数据可导致车轮速度传感器的信号故障。齿圈同传感器的间隙应小于2毫米。齿圈同传感器的检测需要使用专用仪器，测量电压的方法是不科学的（指电磁式传感器）。 3.1.3调节器的安装 安装时，必须遵守调节器外型图上的数据，如：排气口向下，允许倾斜30。注意：当安装轮速传感器和调节器时，必须确保连接不能交换/混淆，这包括电路和气压管路的安装。 通道的相互连接如果交换或混淆（例如：左后车轮速度传感器连接到控制器（ECU）的右后车轮速度传感器的接线柱上，反之亦然）在ABS起作用时会导致车轮抱死和不制动车轮，这将导致过分侧滑使车辆变得不可控制，制动距离也会增大。如果一个ABS调节器的输入和输出接反，ABS对该调节器控制的车轮的控制会受到不利影响，并且输入的空气排向了大气。3.2 电路安装 车辆制造厂应根据适当的指南进行线束布置。在任何情况下，电路的连接必须根据最新的线路图，本文所附的线路图只是一个例子，并不自动更新。 只能使用符合线路图上的额定电流的保险丝，保险丝绝对不能搭桥，ABS的保险丝只能单独地用于ABS，不能有其它的用户或载荷和它们相连。为保证系统正确使用，布置电路时必须注意下列事项：选择适当的导体横截面电缆布置必须有足够的保护轮速传感器专用电缆安装应确保电缆的应力消除轮速传感器专用电缆绝对不允许剪断进行电焊等工作时必须将ECU拆下在蓄电池的线没有正确接实之前，严禁接通电源和启动发动机电缆长度必须接近实际需要的长度超出长度的电缆不能缠绕成卷注意提供良好的接地连接（推荐ECU采用专用的接地线同蓄电池的负极相连）3.3 气路安装气路安装必须保证其满足法律规定的响应时间、释放时间和压力建立时间，安装完成后必须进行检查。 当压力通过压力控制阀释放时，在压力梯度为2030bar/s时ABS功能发挥最佳。制动管路截面内直径9mm 。3.4 最后检查一旦控制器（ECU）和其它部件，如轮速传感器和调节器在车上安装完成后，必须对安装进行最后检查。 该项检查必须包括各部件与控制器（ECU）的接线柱的正确连接的检查，以及制动管路在内的气压部件的正确功能的检查。控制器（ECU）自带的闪码诊断不能用于这种目的，因为它只是显示外部零件的电路故障，不能显示轮速传感器、压力调节器同它们作用的车轮的正确分配。原则上，该检查可以用我公司的ABS专用诊断仪进行，但必须注意的是：检查时电源和诊断线需同控制器（ECU）和诊断仪正确连接。3.5 控制器（ECU）的初始化 一旦检查表明所有的部件都已正确连接后，可以对控制器（ECU）进行配置。此时控制器（ECU）检查线路以确定哪些部件已连接以便分辨配置的级别。配置结束后，必须通过诊断进行检查，检查控制器（ECU）是否存储了要求的配置。如果正确的配置不能进行，必须对这个配置的基本部件进行检查，而且如果有必要，线路必须进行更正。紧接着一个更新的检查后，必须重新进行配置尝试。如果部件被错误分配或一个部件有缺陷，控制器（ECU）会识别出故障并将故障存储起来，因此必须对故障存储器进行检查。如果有故障的部件被检查出，必须对同故障部件连接的线路和该部件进行检查，如有必要，进行更正或更换。然后清除故障存储器，再重新读取故障存储器，以确认故障已被修复。如果没有故障显示，可以移动车辆，但需观察警告灯；ABS系统上电后，指示灯闪两次，则系统工作正常，表明控制器（ECU）已准备好进行工作。若ABS灯不亮或一直亮，则ABS系统有故障，此时应对ABS进行诊断并排除故障，使ABS恢复正常后再使用。4、电路连接4.1 接口接线柱分配 图7接口接线柱分配图 挂车ABS系统的控制器（ECU）用一个25针的插头同电路连接，其插头的平面视图如图7所示。其各引脚定义如下表标识类 型定 义备 注1（M1 AV）输出左侧气压调节器的输出减压release2（M2 AV）输出右侧气压调节器的输出减压3（M3 AV）输出-2轴左侧气压调节器的输出减压4（0V）电源接地线左侧气压调节器接地线5（UB红）电源气压调节器电源6（0V）电源接地线7（S4-A）输入2轴右侧车轮速度传感器+8（S3-A）输入2轴左侧车轮速度传感器+9（S2-A）输入1轴右侧车轮速度传感器+10（S1-A）输入1轴左侧车轮速度传感器+11（CANH）CAN诊断线高电平12（WR）输出ABS警告灯13（ECU-）ECU电源接地线ECU电源接地线14（M1 EV）输出左侧气压调节器的输入增压hold15（M2 EV）输出右侧气压调节器的输入增压16（M3 EV）输出2轴左侧气压调节器的输出增压17（0V）电源接地线右侧气压调节器接地线18（0V）电源接地线2轴左侧气压调节器接地线19（S4-B）输出2轴右侧车轮速度传感器-20（S3-B）输出2轴左侧车轮速度传感器-21（S2-B）输出1轴右侧车轮速度传感器-22（S1-B）输出1轴左侧车轮速度传感器-23FREE24（CANL）CAN诊断线低高电平25（ECU+）电源ECU电源（钥匙开关+15端）图8. 7芯电缆各芯功能4.2 电路图（见图8、9）5 、系统测试5、1 静态系统的测试接通电源后，系统立即进行一个静态系统的测试，静态系统的测试包括控制器（ECU）的自检、调节器、车轮速度传感器的电路检查等。ABS系统自检时，踩下制动踏板的同时将钥匙开关旋到“一挡”这时能听到 “哧-哧”两声放气的声音，在安静的环境中可以听到。5、2动态系统的测试电源接通后，控制器（ECU）一旦接收到从车轮速度传感器传来的信号（通常车速需达到10公里/小时左右），它立即对车轮速度传感器进行一个动态系统的测试。动态检查完成后，警告灯应熄灭，如果警告灯不能熄灭，则表明系统存在故障。5、3警告灯的功能ABS警告灯的基本功能是告诉驾驶员系统的状况，警告灯也用来传递系统闪光码和诊断信息。 5、4系统存在故障时的性能 如果控制器（ECU）检查出一个电路故障，ABS装置或者完全地或者部分的功能不起作用，或者ABS仍可以操作但性能降低了。这由警告灯的点亮显示。系统性能取决于故障的原因和系统的配置。6、性能和故障的判定 ABS系统的性能只能依照法规进行正规的试验，由具体的试验数据判定系统性能的优劣；任何企图通过其他简单的手段或目测的方法来评定ABS系统性能的方法都是片面或错误的。通过目测的方法只能评定ABS系统是否工作，不能依此评定ABS系统的性能。对于ABS系统，目测的具体方法是：在安全的区域内，进行紧急制动，如果车轮在紧急制动的过程中有几次“停顿”或“加速”，并且地面上的拖印是间断的，表明ABS系统起作用，相反则说明ABS系统有故障。通过警告灯或目测的方法可以判定ABS系统是否存在故障。通过警告灯判定的方法详见闪码诊断。7、 ABS的诊断与维修系统自带的闪光码诊断是一种最简单、最实用的诊断方法，常用于售后维修服务。诊断工具有两种：诊断仪和PC诊断。诊断仪是用来进行初始化检查和故障诊断的，主要供车辆生产厂和专业的维修厂使用。基于个人电脑的PC诊断主要供疑难故障诊断和其它高级功能的应用。为快速有效地确定故障部位,具有闪码诊断和电脑诊断两种彼此独立的诊断系统。闪码诊断是利用ABS指示灯闪烁发出的代码进行简单易行的外部诊断；电脑诊断则通过控制器基于RS232的诊断接口与电脑通讯进行复杂而全面的诊断。电脑诊断可完全替代闪码诊断。7.1停车状态ABS状态检查ABS系统上电后，指示灯闪两次，则系统工作正常，若ABS灯不亮或一直亮，则ABS系统有故障，此时应对ABS进行诊断并排除故障，使ABS恢复正常后再使用。ABS故障诊断与维修步骤a.按下ABS诊断按扭，使开关接通1-3秒，然后立即断开b.观察并记录ABS指示灯的闪烁情况，然后根据指示灯灯闪烁的次数，对照“ABS故障闪码对照表”（见附表）即可立即查出故障原因。例如，当ABS指示灯闪3次，1.5秒后接着闪5次（每次闪烁时间为0.5秒）时，见图9其闪码为3-5，查对附表后可作出判断：故障与1轴右轮压力调节阀有关。c.按照管线布置图和电气连接图检查发生故障的相关器件及其线路，排除故障。d.再次将钥匙开关旋至“1”档（即ABS送电），重复步骤ac,直至排除所有故障，ABS故障指示灯自动熄灭。图9 指示灯闪烁情况及闪码的形成示意图7.2 行车状态ABS行车状态检查起动车辆后，当车速大于等于10km/h时,如果ABS指示灯不亮，说明ABS系统工作正常；如果灯亮，则说明ABS系统异常或发生了故障，应按下列所述步骤具体问题具体分析。行车中ABS异常现象及故障的诊断与维修步骤指示灯短时变亮的情况：如果在某些行车状况下（如车辆转弯、跨越障碍物等），指示灯短时变亮，然后又很快熄灭；或者关断钥匙开关再打开，若指示灯熄灭，则说明系统工作正常。否则停下车辆，再按照停车状态检查步骤进行诊断及排除故障。指示灯亮的情况：如果在车速大于等于10km/h时指示灯亮，表明ABS系统发生了故障，此时应停车，按照停车状态检查步骤进行诊断及排除故障。附表故障闪码对照表闪码故障指示发生故障的部件故障排除方法亮1-2秒后熄灭无故障1-2轮胎半径或齿数设置故障ECU参数设置用诊断仪检查ECU参数设置是否正常。1-3EEPROM错误 ECU（硬件EEPROM）更换ECU1-4代码不匹配。EEPROM用检验程序进行检验1-51-6调节器电源电压过低调节器电源电压过高ECU（硬件）更换ECU1-71-8电瓶电源电压过低（30+）电瓶电源电压过低（30+）电瓶电源测量电瓶电压是否正常0-100-11ECU电压过低（15+）ECCU电压过高（15+）外部电源故障测量钥匙开关15+电源0-120-13压力调节器电流过小压力调节器电流过大ECU更换ECU0-140-15系统电流过大故障系统电流过小故障ECU更换ECU2-12-22-32-4进气电磁阀故障进气电磁阀故障(加电)放气电磁阀故障放气电磁阀故障(加电)1轴左压力调节器检查电磁阀接线及接头是否正常。3-13-23-33-4进气电磁阀故障进气电磁阀故障(加电)放气电磁阀故障放气电磁阀故障(加电)1轴右压力调节器检查电磁阀接线及接头是否正常。4-14-24-34-4进气电磁阀故障进气电磁阀故障(加电)放气电磁阀故障放气电磁阀故障(加电)2轴左压力调节器检查电磁阀接线及接头是否正常。5-15-25-35-4进气电磁阀故障进气电磁阀故障(加电)放气电磁阀故障放气电磁阀故障(加电)2轴右压力调节器检查电磁阀接线及接头是否正常。6-16-26-36-4进气电磁阀故障进气电磁阀故障(加电)放气电磁阀故障放气电磁阀故障(加电)3轴右压力调节器(用于6S/6M)检查电磁阀接线及接头是否正常。7-17-27-37-4进气电磁阀故障进气电磁阀故障(加电)放气电磁阀故障放气电磁阀故障(加电)3轴右压力调节器(用于6S/6M)检查电磁阀接线及接头是否正常。8-1传感器短路或断路1轴左轮速传感器检查传感器接线及接头是否正常。8-28-3 8-4 无传感器信号速度信号不稳定ABS速度信号不稳定1轴左轮速传感器该故障通常是由于传感器间隙过大造成的。此时应清洗齿圈和传感器探头使其表面干净无油污，然后将传感器向齿圈方向推动，使传感器与齿圈间隙小于安装要求的距离（通常为0.7mm）。9-1传感器短路或断路1轴右轮速传感器检查传感器接线及接头是否正常。9-29-39-4无传感器信号，速度信号不稳定ABS速度信号不稳定1轴右轮速传感器同8-2。10-1传感器短路或断路2轴左轮速传感器检查传感器接线及接头是否正常。10-210-310-4无传感器信号，速度信号不稳定ABS速度信号不稳定2轴左轮速传感器同8-2。11-1 传感器短路或断路2轴右轮速传感器检查传感器接线及接头是否正常。11-211-311-4无传感器信号，速度信号不稳定ABS速度信号不稳定2轴右轮速传感器同8-2。1-15速度信号不一致检查传感器间隙及齿圈齿数，如果均无故障则可更换ECU再次测试。12-1 传感器短路或断路3轴左轮速传感器检查传感器接线及接头是否正常。12-212-3 12-4 无传感器信号速度信号不稳定ABS速度信号不稳定3轴左轮速传感器（用于6S/6M、6S/4M）同8-2。13-1 传感器短路或断路3轴右轮速传感器检查传感器接线及接头是否正常。13-213-313-4无传感器信号，速度信号不稳定ABS速度信号不稳定3轴右轮速传感器（用于6S/6M、6S/4M）同8-2。 19 图10 挂车4S/2M系统电气连接图 图11 挂车4S/3M系统电气连接图图12 挂车4S/2M系统电气连接图1
展开阅读全文