第四章 电控防抱死制动系统(ABS)
汽车防抱死制动系统(ABS)知识
车辆工程技术58车辆技术0 前言 防抱死制动系统是汽车中的重要系统，其肩负着汽车的安全性，同时伴随着社会经济的不断变化，人们生活条件也在发生改变，对汽车的需求量也在逐年的递增，这更加需要确保汽车的内部结构稳定性，这样才可以确保人们安全出行。
因此笔者结合自身多年工作经验，就汽车防抱死制动系统（ABS）知识进行研究，希望可以为相关工作人员提供参考依据，当然其最终的目的也是为了避免安全事故等问题的发生，进而大幅度提高制动时的安全性。
1 汽车防抱死制动系统的构成1.1 车轮速度传感器 汽车防抱死制动系统的构成包含很多系统，主要具体我们从以下几方面深入分析。
第一点，车轮速度传感器，通常情况下车轮的左右前轮，或者是左右后轮内部都安装相应的传感器，他主要是为了检测各个车轮的转速以及车轮打滑出现的几率，而汽车制动能否安全稳定直接关乎人民生命财产安全，所以为了降低不必要事故问题的发生，我们必须要选择正确的传感器进行安装，也要确保汽车防抱死制动系统零件的完整性[1]。
第二点，很多汽车在行驶过程中会因传感器失灵而致使问题的出现，所以我们通常情况下可以采用多个车轮速度推定计算车身速度的方法，来检测汽车在行驶过程中每一个车轮的转速。
1.2 防抱制动系统执行元件 防抱制动系统执行原件，也是该系统中的重要组成部分，关乎汽车能否安全运行，具体我们做好以下分析。
首先，工作人员在配管中安装设主泵和车轮分泵的过程中，他能够发挥很大的作用，目的是为了调节通向各车油轮油缸的制动油压，以此来实现控制制动力的目标，确保汽车能够安全稳定行驶。
同时为了监视整个汽车系统的工作状况，相关工作人员也要相将相应的制动油压控制在合理的范围内，并借助控制指令第一时间传送到ABS执行原件中去，且发挥援建的最大化作用。
其次 ECU往往是根据汽车车轮速度传感器的车轮速度信号，进一步去推算当前汽车行驶过程中整个车身的速度，当然我们也可以借助其他方式监测各个车轮的运转状况，这样才能够确保汽车制动的安全稳定性。
电控防抱死制动系统ABS
研究表明：
车轮与地面之间的附着系数Ø除 了与车轮状况、地面状况有关外，还 与车轮的运动状态有关
车轮的运动状态：
纯滚动
纯滑动
既有滚动又有滑动
车轮的运动状态一般用滑移率S表示
车速 滑移率
滑移率S
车轮半径 车 轮 转 动 角 速 度
v-r.W v
S=
车速
纯滚动：S=0
纯滑动：S=1 既有滚动又有滑动：0<S<1
第23页
大众车ABS系统常见故障-----轮速传感器
故障描述
经常读到右后轮速传感器不良,经清码,几天后故障 重现,用万用表测量,没有发现异常. 解决方案: 线接头 传感器 电脑编程 电脑不良 干扰----火咀
第24页
轮速传感器
安装位置:差速器或变速器输出轴或各车
1
轮轴上
C、若仪器显示的CODING数字与你输入的数字一样， 说明编程成功。
第43页
编码不成功的可能原因
电脑不良 编码错误 电脑错误
仪器不支持
线路不良
第44页
何时需要编程
新旧电脑的coding不一样。
出现不明故障。 ABS故障灯闪烁时。
第45页
大众车系ABS系统排气程序
电脑
液压总成
ABS指示灯 制动灯开关
进油电磁阀 回油电磁阀 回油泵
ABS电磁阀继电器、ABS油泵继电器
第21页
常见故障现象判断------轮速传感器
车辆一起动,ABS灯就亮了.
车辆经四轮保养,ABS灯就亮了.
太早工作 太迟工作
正确工作时机
工作时机不对 故障码表不准
汽车防抱死制动系统(ABS)
汽车防抱死制动系统（ABS ）摘要：本文简要介绍了汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System ，简称ABS ）的控制原理，对目前汽车防抱死制动系统所采用的控制技术进行了综述，并对其发展趋势进行了预测。
关键词：汽车；防抱死制动系统；控制技术1.概述随着汽车工业的迅猛发展和高速公路的不断修建，汽车的行驶安全性越来越为人们重视。
为了全面满足制动过程中汽车对制动的要求，使制动器制动力分配更趋合理。
汽车防抱死制动系统（简称ABS ）已越来越多地应用在汽车上。
“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS 是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。
现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS 既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。
汽车防抱死制动系统是指汽车在制动过程中能实时判定车轮的滑动率，自动调节作用在车轮上的制动力矩，防止车轮抱死。
从而获得最佳制动效能的电子装置。
它能把车轮的滑动率控制在一定的范围之内，充分地利用轮胎与路面之间的附着力，有效地缩短制动距离，显著地提高车辆制动时的可操纵性和稳定性，从而避免了车轮抱死时易出现的各种交通事故。
随着制动强度的增加，车轮滚动成分越来越少，而滑动成分越来越多，一般用滑动率S 来说明制动过程中滑动成分的多少。
滑动率越大，滑动成分越少。
S=1-ur ω%100⨯ 其中： u ——车轮中心的速度；r ——没有地面制动力时的车轮滚动半径； w ——车轮的角速度。
纵向和侧向附着系数可表达为车轮滑动率的函数（如图1）。
最大纵向附着系数所对应的滑动率称为临界稳定点SK 。
汽车防抱死制动系统(ABS)
0.2 0.4 0.6 0.8
1
滑移率
21
小结
· 车辆的制动性能与轮胎的附着性能密切相关； · 轮胎的附着性能与轮胎的滑移率密切相关； · 附着力－滑移率特性曲线与路况、行驶工
况密切相关； · 最佳滑移率范围: 0.1—0.3； · 制动时的最差状况: 轮胎抱死。
21
3. ABS的构造与工作原理
B孔 打开
单向阀 2
31
ABS执行器:压力降低时的 3 位电磁阀和泵电机的工作状态
部件名
3位 电 磁 阀 泵电机
工作状态 “A”口关闭 “B”口打开
运转
32
ABS执行器: 压力保持时的 工作示意图
单向阀 3
A 孔关闭
回位弹簧 C孔
制动总缸
单向阀 1
2A
ABS
12 V
ECU
B 孔关闭
单向阀 2
33
S=0.00
0.04
0.08 0.12 6
0.1 0.2
0.3 0.4
0.20
0.00
0o 2o 4o 6o 8 10o 12o 14o 16o 18
o
侧偏o角
20
1.20 1.00 0.80 附着系0数.60 0.40 0.20 0.00
0
最佳滑移率范围
纵向附着系数 侧向附着系数 最佳滑移率范围
ABS执行器: 压力保持时的3位电 磁阀和泵电机的工作状态
部件名
3位 电 磁 阀 泵电机
工作状态 “A”口关闭 “B”口关闭
运转
34
ABS执行器: 压力升高时的 工作示意图
A 孔打开 单向阀 3
回位弹簧 C孔
制动总缸
单向阀 1
防抱死制动系统
发展历史
ABS系统的发展可追溯到20世纪初期。进入20世纪70年代后期，数字式电子技术和大规模集成电路迅速发展， 为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础，许多家公司相继研制了形式多样的ABS系统。自20世纪80年代中期以来， ABS系统向高性价比的方向发展。有的公司对ABS进行了结构简化和系统优化，推出了经济型的ABS装置；有的企 业推出了适用于轻型货车和客货两用汽车的后轮ABS或四轮ABS系统。这些努力都为ABS的迅速普及创造了条件。 ABS系统被认为是汽车上采用安全带以来在安全性方面所取得的最为重要的技术成就。 百科x混知：图解ABS
分类
防抱死制动系统一是按生产厂家分类，二是按控制通道分类。以下主要介绍按通道分类的方法。
在ABS中，对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。
ABS装置的控制通道分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。
(1)四通道式 四通道ABS有四个轮速传感器，在通往四个车轮制动分泵的管路中，各设一个制动压力调节器 装置，进行独立控制，构成四通道控制形式。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)，制动时两个车轮的地面制动力就相差较大，因此会产生横摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不能 保持汽车按预定方向行驶，会影响汽车的制动方向稳定性。因此，驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时， 应降低车速，不可盲目迷信ABS装置。
性能特点
ABS系统的作用是什么?防抱死刹车系统可以提高行车时，车辆紧急制动的安全系数。换句话说，没有ABS的 车，汽车在遇紧急情况采取紧急刹车时，容易出现轮胎抱死，也就是方向盘不能转动，这样危险系数就会随之增 加，很容易造成严重后果。
单通道ABS一般都是对两后轮按低选原则进行一同控制。单通道ABS不能使两后轮的附着力得到充分利用，因 此制动距离不一定会明显缩短。另外前轮制动未进行控制，制动时前轮仍会出现制动抱死，因而转向操纵能力也 未得到改善，但由于制动时两后轮不会抱死，能够显著的提高制动时的方向稳定性，在安全上是一大优点，同时 结构简单，成本低等优点，所以在轻型载货车上广泛应用。
73_汽车防抱死制动系统(ABS)
3、降压阶段：在制动压力保持不变后，控制单元还不断检测车轮转
速信号，若判断出车轮仍有抱死倾向时，ABS电子控制单元立即向液压 控制单元发出控制信号打开常闭阀，起动液压泵工作，制动液从制动器 经低压蓄能 器被送回到 制动总泵， 制动压力降 低，制动踏 板微量顶起， 车轮抱死程 度降低，车 轮转速开始 上升。
4、增压状态： 为了取得最佳的 制动效果，当车 轮达到一定转速 后，ABS电子控制 单元再次命令常 开阀闭合，常闭 阀打开。随着制 动压力增加，车 轮再次被制动和 减速。
车轮转速传感器
【别名】轮速传感器、转速传感器
【作用】检测车轮的转速，送给ECU决定是否开始进 行防抱死制动。
【安装位置】车轮上。
主缸 踏板
传感器 轮缸
A 液压部件
线圈
电磁阀
C B
储液器
ECU
回油泵
电磁阀不通电，阀体在上弹簧的弹力作用下停留在最 下端位置，其下端的阀门在弹簧弹力的作用下将通往 储能器的C通道封闭，同时上端阀门被打开，制动主 缸与轮缸相通，来自制动主缸的压力油从A通道直接 进入B通道而流入轮缸，轮缸压力升高。此时，电磁 阀处于“升压”位置。轮缸压力随主缸压力增减， ABS不工作，回油泵也不工作，进入常规制动阶段。
2、汽车制动性的评价指标：
1 制动效能：主要取决于制动力的大小。 2 制动恒定性：主要指抗热衰退性（高速行驶或下坡连 续制动时制动效能的稳定程度）和抗水衰退性（汽车涉水 后制动效能的稳定程度）。 3 制动方向稳定性：指汽车在制动时仍能按指定方向的 轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力。
3、制动滑移率与附着系数 1 附着系数：纵向附着系数（决定地面制动力）和横向 附着系数（决定制动时的方向稳定性） 2 滑移率S：
第四章 电控防抱死制动系统(ABS)
天津交通职业学院教案首页第四章电控防抱死制动系统（ABS）一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学，让学生了解电控防抱死制动系统（ABS）的理论基础、种类；掌握电控防抱死制动系统（ABS）的结构与工作原理及典型的ABS结构形式和工作过程；了解装用ABS的车辆容易出现的一些特殊现象；检修ABS时应注意的事项；ABS故障的一般检查方法以及制动液和制动液的更换。
二、教学内容及课时安排第一节概述理论教学：1学时。
第二节ABS的结构与工作原理理论教学：4学时。
第三节典型车型的ABS系统理论教学：1学时。
第四节ABS的使用与检修理论教学：2学时；ABS系统的拆检实践技能：4学时。
三、教学重点及难点重点：电控防抱死制动系统（ABS）的结构、原理；检修ABS 时应注意的事项；ABS故障的一般检查方法。
难点：电控防抱死制动系统（ABS）的结构、原理；ABS故障的一般检查方法。
四、教学基本方法和教学过程此内容采用理实一体化教学方法，在教学过程中ABS的结构原理授课先理论后实践；ABS故障的一般检查方法理论实践同步进行。
第四章电控防抱死制动系统（ABS）汽车防抱死制动系统即英文的Antilock Braking System，缩写为ABS。
第一节概述一、ABS的理论基础1.汽车的制动性——汽车在行驶过程中，强制地减速以至停车且维持行驶的方向稳定性的能力。
制动效能主要评价指标制动时的方向稳定性（1）制动效能——汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力。
基本评价指标：制动距离、制动减速度、制动时间。
（2）制动时的方向稳定性——汽车在制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力。
2.汽车制动时车轮受力分析Ｖ——车速ω——车轮旋转角速度Ｍ——惯性力矩ｊＭ——制动阻力矩μＷ——车轮法向载荷——地面法向反力ＦｚＴ——车轴对车轮的推力——地面制动力Ｆｘｒ——车轮半径ｒω——车轮切向速度，简称轮速（1）制动器制动力：制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成的摩擦力矩Mμ通过车轮作用于地面的切向力——Fμ（2）地面制动力制动时地面对车轮的切向反作用力——F X（3）地面制动力Fμ、制动器制动力F X及附着力Fφ之间的关系3.硬路面上附着系数φ与滑移率s的关系（1）制动过程中车轮的三种运动状态第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致车速V=轮速Vω第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。
汽车防抱死制动系统(ABS)知识
四轮抱死
（图中未画出）的通 道，使左前制动轮
定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造 成的轮胎累加磨损费，已超过 1 套防
图 4 车轮抱死状态下制动效果
缸中的油压降低， 此 即 ABS 制 动 过
抱死制动系统的造价。因此，装用 ABS 系统具有一定的经济效益。
（ECU）3 不断地从传 感 器 1 和 5 获 程中的减压状态。
由试验得知，汽车车轮的滑移率 在 8％～25％时，轮胎与路面间有最大 的附着系数。所以为了充分发挥轮胎
与路面间的这种潜在的附着能力，目 前在大部分轿车、某些大客车和重型 货车上装备了防抱死制动系统。附着 系数与滑移率的关系见图 1，ABS 的 基本调节原理见图 2。
滑移率= 车轮的滑移速度 ×100% 车轮的实际速度
图 3 ABS 系统的组成（分置式）
图 5 有无 ABS 车辆制动效果对比
（假设为左前轮）即 车轮制动时被完全抱死，提高了汽车
将抱死拖滑，它即 行驶的稳定性。资料表明，装有 ABS
向制动压力调节装 的车辆，可使因车轮侧滑引起的事故
置发出命令，关闭 比例下降 8％左右（如图 5 所示）。
制动主缸与左前制
ABS 系统的第二个优点是能缩
动轮缸的 通 道 ，使 短制动距离。这是因为在同样紧急制
左前制动轮缸的压 动的情况下，ABS 系统可以将滑移率
力不再增大，此即 控制在 20％左右，从而可获得最大的
ABS 制动过程中的 纵向制动力。需要说明的是，当汽车
保压状态。
在积雪路面上制动时，若车轮抱死，
若电控单元判 则车轮前的楔状积雪可阻止汽车的
高手点拨
AUTOMOBILE MAINTENANCE
汽车防抱死制动系统 （ABS）知识
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一、填空
（1）ABS系统中ECU所依据的控制参数包括车轮滑移率和车轮角加速度。
（2）ABS系统中液压式制动压力调节器主要由电磁阀、液压泵和储液器等组成
（3）ABS系统中循环式制动压力调节器中，ECU控制流经制动压力调节器电磁线圈的电流的大小，使ABS系统处于“升压”、“保压”和“减压”三种状态。
（4）四传感器四通道／四轮独立控制的ABS系统制动距离和操纵性最好。
二、判断
（1）ABS系统中制动压力调节器通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。
（√）（1）ABS系统中制动压力调节器通过电磁阀直接或间接地控制主缸的制动压力。
（×）（2）在一般制动情况下，驾驶员踩在制动踏板上的力较小，车轮不会被抱死，ECU无控制信号输出。
（√）
（2）在一般制动情况下，即使驾驶员踩在制动踏板上的力较小，车轮不会被抱死，ECU 也有控制信号输出。
（×）
（3）在紧急制动时，车轮将要被抱死的情况下，ECU会输出控制信号，通过控制制动器的制动力，使车轮不被抱死。
（√）
（3）在紧急制动时，车轮将要被抱死的情况下，ECU会输出控制信号，通过控制驾驶员踩在制动踏板上的力，使车轮不被抱死。
（×）
（4）四传感器四通道／四轮独立控制的ABS系统制动距离和操纵性最好。
（√）
（4）四传感器四通道／四轮独立控制的ABS系统制动距离最好，但操纵性不好。
（×）（5）当ECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流(约为最大电流的1／2)时，电磁阀处于“保压”位置。
（√）
（5）当ECU向电磁线圈无电流通过时，电磁阀处于“保压”位置。
（×）
（6）可变容积式压力调节器的制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。
（√）（6）可变容积式压力调节器的制动压力油路和ABS控制压力油路是相通的。
（×）
三、简答题
1、可变容积式制动压力调节器的基本结构
主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。
2、ABS的可变容积式压力调节器系统特点
该种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。
四、问答题
1、以车轮滑移率为控制参数的ABS工作原理
ECU根据车速和车轮车速传感器的信号计算车轮的滑移率，作为控制制动力的依据。
当计算滑移率超出设定值时，ECU就会输出减小制动力信号，通过制动压力调节器减小制动压力，使车轮不被完全抱死；当滑移率低于设定值时，ECU输出增大制动力信号，制动压力调节器使制动力增大。
通过这样不断地调整制动压力，控制车轮的滑移率在设定的最佳范围。
2、以车轮角加速度为控制参数的ABS工作原理
ECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮角加速度，作为控制制动力的依据。
一个是角减速度的门限值，作为被抱死的标志；一个是角加速度的门限值，作为制动力过小、车速过高的标志。
制动时，当车轮角减速度达到门限值时，ECU输出减小制动力信号；当车轮
转速升高至角加速度门限值，ECU输出增加制动力信号。
如此不断地调整制动压力，使车轮不被抱死，处于边滚边滑的状态。
3、电控ABS的工作原理
电控ABS的核心是电子控制单元(ECU)，它通过传感器监视汽车制动时车轮是否抱死。
在一般的制动情况下，驾驶员踩在制动踏板上的力较小，车轮不会被抱死，ECU 无控制信号输出，这时，就如同普通的制动系统，制动力完全由驾驶员踩在制动踏板上的力来控制。
在紧急制动或是在松滑路面行驶时制动，车轮将要被抱死的情况下，ECU 就会输出控制信号，通过执行机构(即制动压力调节器)控制制动器的制动力，使车轮不被抱死。
4、ABS系统循环式制动压力调节器的工作过程
汽车在制动过程中，ECU控制流经制动压力调节器电磁线圈的电流的大小，使ABS系统处于“升压”、“保压”和“减压”三种状态。
(1)升压(常规制动) ，电磁线圈中无电流通过，电磁阀处于“升压“位置。
此时制动主缸与轮缸相通，制动主缸的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力增减，ABS不工作，回油泵也不工作。
(2)保压当ECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流(约为最大电流的1／2)时，电磁阀处于“保压”位置。
此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封，轮缸中保持一定制动压力。
(3)减压当ECU向电磁线圈通入一个最大电流时，电磁阀处于“减压”位置。
此时电磁阀将轮缸与回油通道或储能器接通，轮缸中的制动液流经电磁阀进入储能器，轮缸压下降。
五、论述题
1、可变容积式压力调节器工作过程
(1)常规制动常规制动时，电磁线圈无电流流过，电磁阀将控制活塞工作腔与回油管路接通，控制活塞在强力弹簧的作用下推至最左端。
活塞顶端推杆将单向阀打开，使制动主缸与轮缸的制动管路接通，制动主缸的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力变化而变化。
此种工作状态是ABS、工作之前或工作之后的常规制动工况。
(2)减压减压时ECU向电磁线圈通入一个大电流，电磁阀内的柱塞在电磁力作用下克服弹簧弹力移到右边，将储能器与控制活塞工作腔管路接通。
储能器(液压泵)的压力油进入控制活塞工作腔推动活塞右移，单向阀关闭，主缸与轮缸之间的通路被切断。
同时由于控制活塞的右移，使轮缸侧容积增大，制动压力减小。
(3)保压 ECU向电磁线圈通入—个较小电流，由于电磁线圈的电磁力减小，柱塞在弹簧力的作用下左移至将储能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭的位置。
此时控制活塞左侧的油压保持一定，控制活塞在油压和强力弹簧的共同作用下保持在一定位置，而此时单向阀仍处于关闭状态，轮缸侧的容积也不发生变化，制动压力保持一定。
(4)增压需要增压时，ECU切断电磁线圈中的电流，柱塞回到左端的初始位置，控制活塞工作腔与回油管路接通，控制活塞左侧控制油压解除，控制液流回储液器。
控制活塞在强力弹簧的作用下左移、轮缸侧容积变小，压力升高至初始值。
当控制活塞左移至最左端时，单向阀被打开，轮缸压力将随主缸的压力增大而增大。