重型货车威伯科ABS电控系统：新技术与故障诊断

1.ABS组成

ABS主要部件有：电子控制单元（ECU）、齿圈（信号盘）、轮速传感器、电磁阀、ABS警告灯、ABS诊断开关等。如果系统有ASR功能，则会增加ASR指示灯、ASR开关、ASR电磁阀、双通单向阀等元件。威伯科ABS电控系统（4S/4M）如图4-25所示。

图4-25 具有ASR功能的威伯科ABS电控系统（4S/4M）

图4-26为ABS主要元件的实物图。

2.ABS的配置类型

因使用车辆的不同，威伯科ABS有多种变型。按照ECU是否带ASR控制，分为基本型和全功能型。基本型ECU主要的配置为4S/3M和4S/4M。全功能型在制动防抱功能基础上增加了驱动防滑功能。它的主要配置从4S/4M至6S/6M。按照传感器和电磁阀的数量不同，常见的配置有：

4S/3M（4个传感器和3个电磁阀）；4S/4M（4个传感器和4个电磁阀）；6S/4M（6个传感器和4个电磁阀）；6S/6M（6个传感器和6个电磁阀）。

3.轮速传感器

轮速传感器（图4-27）的作用是为ABS电控单元提供轮速信号，ECU依此判定车轮有无抱死倾向，从而实现对抱死车轮的制动力调节。

轮速传感器为电磁感应型，它由铁心、磁铁和线圈组成。齿圈（信号盘）安装于每个车轮的轮毂上，随车轮一起旋转。当车辆行驶时，环绕线圈的磁力线被旋转运动的齿圈切割产生交流电压，频率和车轮速度成比例。交变的交流信号送入ABS电控单元后，就能够计算出车轮转速。

图4-26 ABS系统元件实物图

图4-27 轮速传感器

轮速传感器（后轮）的安装位置如图4-28所示。

图4-28 轮速传感器安装位置

4.电磁阀

电磁阀是ABS电控系统的执行器，它通过接受ECU指令对车轮制动力进行调控。电磁阀外形如图4-29所示。电磁阀既可以控制一个车轮，也可以同时控制两个车轮。

电磁阀有两个气路接口与制动管路相连，进气接口与主制动阀或继动阀相连，出气接口与制动气室相连（图4-30）。电磁阀有一个三针线束插头，其中一根用于搭铁，另外两根与ECU连接。

图4-29 ABS电磁阀(www.xing528.com)

图4-30 ABS电磁阀的气路接口

电磁阀内部结构如图4-31所示。阀内有两组线圈：进气控制线圈Ⅰ和排气控制线圈Ⅱ。进气控制线圈Ⅰ通过控制阀芯i位置，来控制膜片c打开（或关闭）。排气控制线圈Ⅱ通过控制阀芯h位置，来控制膜片f打开（或关闭）。

电磁阀有三种工作状态：压力增长、压力保持和压力减小。

（1）压力增长（正常工作位置）如图4-32所示，电磁阀处于此工作位置时，电磁阀中的两组线圈均断电。进气控制阀芯i在弹簧作用下上移，将阀芯上方的气孔封堵，下方气孔打开。排气控制阀芯h在弹簧作用下下移，将阀芯下方的气孔封堵，上方气孔打开。

图4-31 电磁阀的结构

1—进气口（接主缸） 2—出气口（接轮缸） 3—排气口（通大气） Ⅰ—进气控制线圈 Ⅱ—排气控制线圈 a、g—气室 b—进气阀门 c—进气膜片 d—通道 e—排气阀门 f—排气膜片 h—排气控制阀芯 i—进气控制阀芯 A、B—腔

图4-32 电磁阀压力增长工况（两组线圈断电状态）（注同图4-31）

进气膜片c上方气室a经进气控制阀芯i下方的气孔与大气相通，进气膜片下方受到A腔气压作用，结果进气膜片压缩弹簧上移，打开了进气阀门b。A腔的压缩空气也经过排气控制阀芯h上方的气孔进入排气膜片下方气室g，推动排气膜片f上移，将排气阀门e关闭。

来自储气筒的压缩空气由进气口1进入电磁阀，然后由出气口2流出，为制动气室（轮缸）供气。制动气压受控于制动控制阀，与制动踏板深度成正比。

（2）压力保持在车辆制动时，ABS电控单元通过轮速传感器提供的车轮转速信号来判定车轮有无抱死倾向。通常抱死的车轮转速低于其他没抱死的车轮。如果ECM认定某一车轮有抱死倾向，则对控制该轮的电磁阀发出控制指令进行干预。首先进入的控制环节是压力保持控制。压力保持阶段电磁阀的状态如图4-33所示。

在压力保持阶段，排气控制线圈Ⅱ仍保持断电状态，来自A腔的压缩空气经通道d进入g腔作用于排气膜片f下方，排气阀门e保持关闭。ECM为进气控制线圈Ⅰ通电，进气控制阀芯i在电磁力的作用下压缩弹簧并下移，阀芯上方的气孔被打开，下方的气孔被关闭。A腔的压缩空气经进气阀芯i上方的气孔，得以进入进气膜片c上方的气室a，结果膜片在上方气压作用下将进气阀门b关闭。此时B腔压力（即制动气压）保持不变。

（3）压力减小经过压力保持阶段后，如果车轮抱死倾向仍未消除，ABS电控单元将实施减压控制。在此工况下，电磁阀的两组线圈均通电。进气控制线圈Ⅰ通电，阀芯i压缩弹簧下移，打开A腔通往膜片c上方气腔a的气道，膜片c在a腔气压作用下下移，关闭了进气阀门b。排气控制线圈Ⅱ通电，阀芯h压缩弹簧上移，打开g腔的泄气口，膜片f被上方气体压力推开，排气阀门e被打开，B腔（也即制动气室气压）内的压缩空气得以通过排气阀门排入大气，制动气室气压随即降低。压力减小阶段电磁阀的状态如图4-34所示。通过压力减小控制，制动力下降，车轮抱死倾向最终被消除。

图4-33 电磁阀压力保持工况（线圈Ⅰ通电状态）（注同图4-31）

图4-34 电磁阀压力减小工况（两组线圈通电状态）（注同图4-31）

车辆制动时，车轮抱死倾向产生后，ECU通过控制电磁阀在以上三种工况间循环变化，使车轮滑移率控制在理想范围之内，既保证了车辆制动距离最短，也使车辆操控性能得到保证。当车速低于一定限值，ECU便持续保持为两组线圈断电，制动力干预宣告结束。

5.ABS电控单元（ECU）

ABS电控单元是系统的控制中心。其主要功能是依据轮速传感器等输入信号，对车辆制动过程中趋于抱死的车轮制动气压进行调节，将滑移率控制在理想的范围之内。ECU另外一项重要的功能是自诊断。当ABS电控系统发生故障时，ECU储存故障码，同时将ABS故障灯点亮，以便于维修。