浅析ABS电子控制单元及控制电路原理

　　[摘 要]汽车防抱死制动装置即Anti-lock Braking System，简称ABS，就是为了消除在紧急制动过程中出现不稳定因素而专门设置的制动压力调节系统。ABS的电子控制单元ECU将各传感器传来的信号进行检测和判定，并形成相应的控制指令给制动压力调节器以对各制动轮缸的制动液压进行调节，控制车轮的滑移率始终保持在10%～20%之间，防止车轮完全抱死，从而得到最佳制动效果。本文简单介绍ABS电子控制单元的功用及控制电路原理，简单分析ABS电路系统。
　　[关键词]ABS 控制单元 功用 电路分析
　　中图分类号：S145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0220-01
　　1.ABS的ECU及控制電路原理分析
　　电子控制单元简称ECU，是汽车ABS防抱死制动系统中的控制中心。它是一台微型计算机，一般是由两个微处理器和电路组成，封装在金属壳体中，形成一个独立的整体单元。电子控制单元通常安装在汽车尘土和潮气不易浸入，电磁干扰较小的部位。电子控制单元通过线束与传感器和执行机构相连，在某些车型上，为了使ABS系统结构紧凑，减少插头和线束，将ECU就安装在制动压力调节装置上。
　　1.1 电子控制单元的功用
　　当ABS系统起作用时，电子控制单元监测并控制制动系统的工作情况，即ECU具有对制动系统进行“监测”和“控制”两方面的功能。
　　1）防抱死控制功能。对制动系统进行防抱死制动控制是电子控制单元的主要功能，ECU接收各个车轮转速传感器及其他传感器的输入信号，然后按照预先设置的控制逻辑进行处理和运算，从而形成相应的控制指令，对执行机构进行控制，通过制动压力调节装置调节制动压力，防止各车轮抱死。
　　2）系统监测功能。对制动系统进行监测是电子控制单元的另一个功能，ECU接收制动灯开关、压力开关以及其他各种信号来监测ABS系统工作是否正常，当ECU监测到ABS系统工作不正常时，会自动停止。ABS系统工作并点亮一下警报灯，以免因系统故障造成错误的控制结果。在部分利用液压制动的ABS系统中，ECU还控制电动液压泵的工作。
　　1.2 ECU的基本电路
　　ECU以下内部电路结构主要由输入放大电路、运算电路、电磁阀控制电路以及安全保护电路等组成，四传感器、四通道控制ABS系统ECU内部电路框图如图1。
　　1）输入电路。输入电路主要由一低通滤波器和用以抑制干扰信号并放大车轮转速信号的输入放大器组成。其功用是对输入电子控制单元的信号进行预处理，滤除输入信号中的各种干扰，对输入的信号进行整形，然后将输入的各种模拟信号转换为数字信号后输入运算电路中。
　　2）运算电路（微处理器）。运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加速度和减速度的运算，并进行电磁阀控制参数的运算和监控运算。运算电路可分为瞬时线速度运算电路、初始速度运算电路、比较运算电路、电磁阀控制参数运算电路和监控运算电路。
　　车轮转速传感器信号经过输入电路预处理后输入运算电路，首先由瞬时线速度运算电路计算出车轮的瞬时线速度，并将运算结果输送给初始速度运算电路：再由初始运算电路对瞬时线速度进行积分运算，计算出车轮的初始速度，并将计算给果输送给比较电路：比较电路则ECU对初始速度和瞬时线速度进行比较运算，计算出车轮的滑移率、加速度和减速度，输送给电磁阀控制参数运算电路：然后由电磁阀控制参数运算电路根据计算出的车轮滑移率、加速度和减速度，计算出电磁阀的控制参数并输送给电磁阀控制电路。
　　2.ABS系统电路分析
　　图2为汽车ABS系统原理图。
　　1）系统自检电路。打开点火开关25，这时电流经保险丝24、ABS报警灯22，最后流入ABS的ECUW端子，系统开始进入自检功能，这时ABS报警灯22开始亮，几秒后会自动熄灭。如果一直不熄灭，则说明ABS存在故障，ABS的ECU会自动储存故障代码，通过诊断接口9连接解码器即可知晓故障所在。
　　2）电磁阀控制电路。打开点火开关，系统进入自检功能，此时MT、AST端子发出接地信号，此时起动机继电器29，控制继电器31闭合，液压系统进入准备工作状态。当车辆在行驶过程中，驾驶员踏下刹车踏板时，制动开关16闭合，制动灯11亮起，流入ECU端子STP的电流为0，这时，ECU发出指令，ABS系统进入工作状态。首先，ECU开始采集车轮轮速传感器10、12、14、15所采集的信号，经运算电路处理轮速信号后，轮速信号处理后变成电磁阀控制数字式参数信号，由数字式控制指令转换为模拟式控制信号，并将控制信号放大后向电磁阀2、3、4、5的电磁线圈提供不同的控制电流，以控制电磁阀的工作位置。当ABS有故障时，ECU的MR发出接地信号，这时ABS电磁阀中电磁线的电压为0，开关断开，液压调节总成停止工作。这时，ABS不起作用。
　　3）安全保护电路。安全保护电路主要包括两部分：故障存储电路和继电器驱动电路。
　　故障存储电路对向ECU各电路（输入电路、运算电路和电磁阀控制电路）输入的信号进行监控，并以故障码的形式将其检测到的故障存储在存储器中，以便诊断故障时调取。
　　继电器驱动电路实际是一个报警电路，当故障存储电路检测到故障时，MT、AST端子发出信号，此时起动机继电器29，控制继电器31断开，切断ABS电源电路使ABS停止工作，制动系统转入普通制动模式，同时点亮ABS报警灯提示驾驶员ABS出现故障。与此同时，ECU的W端子降低电压，此时ABS报警灯22亮。
　　参考文献
　　[1] 《汽车防抱死制动系统故障诊断图解》主编：鲁植雄江苏科学技术出版社.
　　[2] 《汽车液压防抱制动系统（ABS）的理论与实践》主编：张新中南大学出版3、赵金祥.《汽车底盘构造与维修》.北京：北京航空航天大学出版社，2008.
　　作者简介
　　陈伟（1987-），男，籍贯：云南省西双版纳州景洪市，当前职务：助教，学历：本科，研究方向：汽车维修方向。

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