汽车ABS系统的原理、分类、使用

汽车ABS系统的原理、分类、使用

买车时，ABS系统已经成为必备的装备之一，但您是否真正了解ABS系统呢？为了让您更好的了解ABS系统，下面针对ABS 系统进行简单介绍：

制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性（不过多少人买车有真正关注过这个，特别是一些小排量的车）。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。

ABS(Ant-ilock Brake System)历史：

制动力调整装置设计思想的提出在20世纪20年代末，当时有人获得了这方面的一项专利(具体是谁就不知道了)。五十年代，世界上第一台防抱死制动系统 ABS 在1950 年问世，首先被应用在航空领域的飞机上，Knorr 公司（位于慕尼黑，该公司是世界上最大的以生产制动系统著称的公司）的防抱制动装置(ABS) 开始用于火车。当时的纯机械式测试接收记录装置还不能适应汽车技术的较高要求，所以当时的车用ABS起的效果不是很好。经过大量的试验研究，终于得出：

“测试车轮转数的传感器以及调节转数的控制仪是实现目标所必不可少的”

这是车用ABS系统研制的重要理论依据！

70年代，奔驰公司开始设想并在新闻界宣称要在轿车、载货车和大客车上使用电控式ABS，但尚无成熟的、大批生产的产品。1978年，奔驰公司首次在S级豪华型轿车上装用了ABS。1984年，开始在S级、SL级轿车和190E汽油喷射汽车上成批装备了ABS。从1992年10月至今，在德国，ABS已属各类轿车的基本装备。

目前，最新的ABS已发展到第5代,现今的ABS还有多方面的功能，比如：

1、电子牵引系统(ETS)

2、驱动防滑调整装置(ASR)

3、电子稳定程序(ESP)

4、辅助制动器

再说ABS的分类：

按机械式、电子式分类,两者有以下不同

1、电子式ABS是根据不同的车型所设计的，它的安装需要专业的技术，如果换装至另一辆车就必须改变它的线路设计和电瓶容量，没有通用性；机械式ABS的通用性强，只要是液压刹车装置的车辆都可使用，可以从一辆车换装到另一辆车上，而且安装只要30分钟。

2、电子式ABS的体积大，而成品车不一定有足够的空间安装电子ABS，相比之下，机械式的ABS的体积较小，占用空间少。

3、机械式ABS是在车轮锁死的刹那开始作用，每秒钟作用6~12次；电子式ABS在踩刹车时就开始工作，根据不同的车速，每秒钟可作用60—120次。

4、电子式ABS的成本较高，相比之下，使用机械式ABS要经济实用些。

按控制通道分类,有以下几种:

四通道式、特点：附着系数利用率高，制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附着力。但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或结冰)，会影响汽车的制动方向稳定性。广州本田即是使用四通道ABS装置。

三通道式、特点：汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。三通道ABS在小轿车上被普遍采用。

二通道式、特点：二通道式ABS难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各方面得到兼顾，目前采用很少

一通道式、特点：结构简单，成本低等，在轻型载货车上广泛应用。

制动防抱死系统的基本组成：

ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示灯组成，在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能不尽相同。

各种ABS在以下几个方面都是相同的：

（1） ABS只是汽车的速度超过一定以后（如5km/h或8km/h），才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。

（2）在制动过程中，只有当被控制车轮趋于抱死时，ABS 才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节；在被控制车轮还没有趋于抱死时，制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同

（3） ABS都具有自诊断功能，能够对系统的工作情况进行监测，一旦发现存在影响系统正常工作的故障时将自动地关闭ABS，并将ABS警示灯点亮，向驾驶发出警示信号，汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。

ABS使用特点：

1、在低附着系数的路面上制动时，应一脚踏死制动踏板

2、能在最短的制动距离内停车

3、制动时汽车具有较高的方向稳定性

最后，还是那句话，再好的安全装备怎么也比不上小心驾驶和高超的驾驶技术的！所以对这些装备也不要太过迷信，各位开车还是小心为上！

ABS是一项在80年代末才兴起应用的新技术，现在已经成为一般轿车的必装件了。据统计，汽车突然遇到情况发刹车时，百分之九十以上的驾驶者往往会一脚将刹车踏板踩到底来个急刹车，这时候的车子十分容易产生滑移并发生侧滑，即人们俗称的“甩尾”，这是一种非常容易造成车祸的现象。造成汽车侧滑的原因很多，例如行驶速度，地面状况，轮胎结构等都会造成侧滑，但最根本的原因是汽车在紧急制动时车轮轮胎与地面的滚动摩

擦会突然变为滑动摩擦，轮胎的抓地力几乎丧失，此时此刻驾驶者尽管扭动方向盘也会无济于事。针对这种产生侧滑现象的根本原因，汽车专家就研制出车用ABS这样一套防滑制动装置。

汽车防抱死制动系统有许多类型，现在常见是四通道ABS系统和三通道ABS类型。这些类型的防抱死制动系统的传感器通过检测车轮的转速以调整液压来防止车轮抱死。

有人以为汽车装配 ABS就以为开车可以随意性，盲目开快车也不怕，这是非常错误的认识。汽车安装了ABS在制动的效果方面比没有安装 ABS理想，这是肯定的，但ABS也只能在一定的条

件下，才能充分发挥它的作用。例如在湿滑的道路上突然刹车，ABS系统可以使驾驶员能够保持车辆行驶平稳，在较短的距离内将汽车刹住。但在不湿滑的路面上，一般不能缩短刹车距离，但可以减少和避免“甩尾”现象。路面的测试研究表明，在沙石路或其他松软的路面上，ABS系统甚至会增大车辆的刹车距离，因为刹车距离的长短与路面的摩擦系数和轮胎有关。因此，为了有效减小刹车距离，许多汽车上都安装有EBD（Electric Brakeforce Distribution），中文译“电子制动力分配”。EBD 在ABS动作之前巳经根据车辆载荷平衡了车轮的地面抓地力，对后轮的制动力进行合理分配，可以有效地缩短汽车制动距离，实际上起到ABS的增补功能。因此许多汽车都有“ABS＋EBD”的装置，改善和提高ABS的功效。

现在汽车装配的ABS是一种电控装置，它只能机械地按照巳经编制好的程序来执行动作。如果驾驶者不了解ABS的功能，很可能事与愿违。汽车制动时ABS用点刹方式可以防止车辆在制动时丧失转向能力，起到控制车辆制动状态时的作用。但根本起到操纵作用是驾驶者，当驾驶者在紧急情况下猛踩制动踏板的同时又急扭方向盘（许多经验不足或惊慌失措者的本能动作往往是急扭方向盘）。如果车辆没有安装ABS导致制动系统抱死，对方向盘的过激反应就不会起作用，此时驾驶者不能通过方向盘来控制车辆移动的方向；但如果安装了ABS系统让驾驶者能够控制方向盘，

那么在慌乱的情况下对方向盘的过激反应就会使情况变得更糟。由于突然急扭方向盘，往往会令汽车突然产生侧滑而发生事故。美国高速公路安全管理协会（NHTSA）通过测试认为，安装有ESP 对驾驶者控制车辆可以有很大帮助。ESP（电控行驶平稳系统，英文全称Electronic Stabilty Program）包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸，它能防止车轮在制动时抱死和在启动时打滑。ESP不断地测检车辆的行驶状态，当发生紧急情况时它会迅速反应，通过液压调节器调节每个车轮的制动压力和干预发动机的牵引力，以降低车辆的侧滑危险。有研究表明，ESP能使交通事故降低50%。ABS防抱死系统专题：从ABS到ASR、ESP

10前年，如果轿车安装有ABS（防抱死制动系统），不但说明该车的安全性能出类拔萃，而且档次也相当高级。今天，安装ABS 的轿车已经相当普遍，经济型车也安装有ABS。随着对汽车安全性能的要求越来越高，一些中、高档级的轿车已经不满足于ABS，还安装了ASR（驱动防滑系统，又称牵引力控制系统）或者ESP （电控行驶平稳系统），使汽车的安全性能进一步提高。

ASR的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定。行驶在易滑的路面上，没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑；如是后驱动的车辆容易甩尾，如是前驱动的车辆容

易方向失控。有ASR时，汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。

汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机功率

或者由制动器控制车轮打滑来达到目的，装有ASR的汽车综合这两种方法来工作，也就是ABS／ASR形式。

1 轮速传感器、

2 液压调节器、

3 控制单元（CPU）、

4 电控油门装置、

5 节气门

装有ASR的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操纵杆）之间的机械连接被电控油门装置所取替。当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送至控制单元（CPU）时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。

ESP（电控行驶平稳系统，英文全称Electronic Stabilty Program）包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。

ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。

有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。

将来ASR等将变得如同ABS一样普及，因为ABS、ASR及ESP包含着技术及性能上的贯通。有专家认为在一定的范围内ASR等装置有取替4轮驱动的可能。例如轿车，过去人们认为提高轿车行驶性能最好是采用4轮驱动，可是与4轮驱动相比，ASR等装置更适合轿车。这是因为4轮驱动结构复杂成本高，增加车重而且耗油，而ASR等装置结构简单安装方便，在一般城镇道路上使用效果并不差。

ABS防抱死系统专题：ABS系统的布置形式

ABS防抱死系统专题：ABS系统的布置形式

ABS系统的布置形式

ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。

如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，称这种控制方式为独立控制；如果对两个(或两以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。

按照控制通道数目的不同，ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通道四种形式，而其布置形式却多种多样。

四通道ABS

为了对四个车轮的制动压力进行独立控制，在每个车轮上各安装一个转速传感器，并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置(通道)。

由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动效能最好。但在附着系数分离(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。因此，ABS 通常不对四个车轮进行独立的制动压力调节。

三通道ABS

四轮ABS大多为三通道系统，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力按低选原则一同控制。

按对角布置的双管路制动系统中，虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同控制的，实际上仍是三通道ABS。由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。

汽车紧急制动时，会发生很大的轴荷转移(前轴荷增加，后轴荷减小)，使得前轮的附着力比后轮的附着力大很多(前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附着力的70%—80%)。对前轮制动压力进行独立控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。

双通道ABS

双通道ABS在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，分别对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制。

对于后轮驱动的汽车，可以在两前轮和传动系中各安装一个转速传感器。当在附着系数分离的路面上进行紧急制动时，两前轮的制动力相差很大，为保持汽车的行驶方向，驾驶员会通过转动转向盘使前轮偏转，以求用转向轮产生的横向力与不平衡的制动力相抗衡，保持汽车行驶方向的稳定性。但是在两前轮从附着系数分离路面驶入附着系数均匀路面的瞬间，以前处于低附着系数路面而抱死的前轮的制动力因附着力突然增大而增大，由于驾驶员无法在瞬间将转向轮回正，转向轮上仍然存在的横向力将会使汽车向转向轮偏转方向行驶，这在高速行驶时是一种无法控制的危

险状态。

双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立控制，制动液通过比例阀(P阀)按一定比例减压后传给对角后轮。

对于采用此控制方式的前轮驱动汽车，如果在紧急制动时离合器没有及时分离，前轮在制动压力较小时就趋于抱死，而此时后轮的制动力还远未达到其附着力的水平，汽车的制动力会显著减小。而对于采用此控制方式的后轮驱动汽车，如果将比例阀调整到正常制动情况下前轮趋于抱死时，后轮的制动力接近其附着力，则紧急制动时由于离合器往往难以及时分离，导致后轮抱死，使汽车丧失方向稳定性。

由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾，因此目前很少被采用。

单通道ABS

所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管

路中设置一个制动压力调节装置，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器，如下图。

单通道ABS一般对两后轮按低选原则一同控制，其主要作用是提高汽车制动时的方向稳定性。在附着系数分离的路面上进行制动时，两后轮的制动力都被限制在处于低附着系数路面上的后轮的附着力水平，制动距离会有所增加。由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。

但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构简单、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。ABS防抱死系统专题：从ABS到ASR、ESP

ABS防抱死系统专题：从ABS到ASR、ESP

10前年，如果轿车安装有ABS（防抱死制动系统），不但说明该车的安全性能出类拔萃，而且档次也相当高级。今天，安装ABS 的轿车已经相当普遍，经济型车也安装有ABS。随着对汽车安全性能的要求越来越高，一些中、高档级的轿车已经不满足于ABS，还安装了ASR（驱动防滑系统，又称牵引力控制系统）或者ESP （电控行驶平稳系统），使汽车的安全性能进一步提高。

ASR的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车

的行驶稳定。行驶在易滑的路面上，没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑；如是后驱动的车辆容易甩尾，如是前驱动的车辆容易方向失控。有ASR时，汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。

汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机功率

或者由制动器控制车轮打滑来达到目的，装有ASR的汽车综合这两种方法来工作，也就是ABS／ASR形式。

1 轮速传感器、

2 液压调节器、

3 控制单元（CPU）、

4 电控油门装置、

5 节气门

装有ASR的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操纵杆）之间的机械连接被电控油门装置所取替。当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送至控制单元（CPU）时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。

ESP（电控行驶平稳系统，英文全称Electronic Stabilty Program）包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。因此，

ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。

ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。

有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。

将来ASR等将变得如同ABS一样普及，因为ABS、ASR及ESP包含着技术及性能上的贯通。有专家认为在一定的范围内ASR等装置有取替4轮驱动的可能。例如轿车，过去人们认为提高轿车行驶性能最好是采用4轮驱动，可是与4轮驱动相比，ASR等装置更适合轿车。这是因为4轮驱动结构复杂成本高，增加车重而且

耗油，而ASR等装置结构简单安装方便，在一般城镇道路上使用效果并不差。

转速传感器

转速传感器的功用是检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS的电控单元。下图所示为转速传感器在车轮上的安装位置。

目前，用于ABS系统的速度传感器主要有电磁式和霍尔式两种。

电磁式转速传感器结构

它由永磁体2、极轴5和感应线圈4等组成,极轴头部结构有凿式和柱式两种。

齿圈6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1输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。

电磁式轮速传感器结构简单、成本低，但存在下述缺点：一是其

输出信号的幅值随转速的变化而变化。若车速过慢，其输出信号低于1V，电控单元就无法检测；二是响应频率不高。当转速过高时，传感器的频率响应跟不上；三是抗电磁波干扰能力差。目前，国内外ABS系统的控制速度范围一般为15～160km/h，今后要求控制速度范围扩大到8～260km/h以至更大，显然电磁感应式轮速传感器很难适应。

霍尔轮速传感器

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。

霍尔轮速传感器具有以下优点：其一是输出信号电压幅值不受转速的影响。；其二是频率响应高。其响应频率高达20kHz，相当于车速为1000km/h时所检测的信号频率；其三是抗电磁波干扰能力强。因此，霍尔传感器不仅广泛应用于ABS轮速检测，也广泛应用于其控制系统的转速检测。

如果ABS的指示灯亮，最好到该车型的指定维修点检测，不要到一般的维修店修理，因为一般的维修店几乎没有专业的ABS维修人员，而且市场上很少有ABS的配件。

ABS车轮传感器及齿圈均安装在各个车轮上，所以要经常保持传感器探头及齿圈的清洁，防止有泥污、油污特别是磁铁性物质沾附在其表面，从而导致传感器失效或输给计算机的信号错误而影响ABS系统的正常工作。所以有时ABS指示灯亮，可以自己清理其表面，ABS就能恢复正常。

据专家介绍，指示灯亮时，有不同的闪动频率，不同的闪动频率（称之为代码）代表不同的故障。汽车的ABS说明书上都有解码程序。如某轻型客车闪灯时，测出代码为2.4,就是指右后调节器进所电磁阀线圈、电缆出现断路或短路。如果是断路，只要把传感器插件接触好，就如电器插座松了接上一样简单，ABS就正常了。如果是短路，就需更换传感器、控制阀或调节器。不存在“修理”一说，只能是更换零件。

另外，轮速传感器探头与齿圈之间的间隙一般为0.75mm。轮子轴承轴间间隙过大会直接影响ABS的正常工作，这时就需要调整。

ABS系统的检修

ABS系统检修的基本内容包括故障诊断与检查、故障排除与修理、定期保养与维护。根据ABS的特点，具有一些特殊的检查、诊断