认识ABS

ABS灯：黄色，标记为ABS或ANTILOCK。 若ABS灯亮，说明ABS系统有故障，此时无ABS功能，但常规制动系统仍有效。 制动灯：红色，标记为BRAKE，由制动液压力开关和液面开关及手制动器开关控制。 若制动灯亮，可能制动液不足、储液器制动压力过低、或手制动器开关问题，此时ABS 和普通制动系统均不能正常工作（拉了手制动除外）。
汽车底盘电控系统检修
任务九 认识ABS
普通制动系统的组成
请各位同学结合视频，思考无ABS车辆，在驾驶员紧 急制动时，产生怎样的不利影响？
ABS的含义
制动防抱死系统简称ABS（Anti-lock Braking System）是指汽车在紧急制动过程中，通过自动 调节作用在车轮制动分泵的制动液压力，防止车 轮抱死，将车轮的滑移率控制在20%范围内取得 最佳制动效能的电子装置。目前已经成为轿车及 客车的标准配置。他既有普通制动系统的制动功 能，又能防止车轮制动抱死、抑制制动侧滑和跑 偏，提高了汽车制动时的方向稳定性。
电子控制器（ECU）
【作用】接受传感器信息计算车轮转速、加减速度、车轮滑移率，并判断车轮是 否有抱死趋势，然后向制动压力调节器发出制动压力控制指令，由制动压力调节 器执行压力调节的任务。
【组成】
输入级电路：将传感器输入的信号整形放大后输入运算电路。
运算电路：进行车轮转速、车轮加减速度、滑移率等控制参数的计算，以及电 磁阀的开启和监控运算。
利用总线技术与其他控制系统的信息交换和共享，提高整体控制性能。
车轮滑移率
车轮滑移率 -----定量描述车轮的运动状态。
e w e
e ：实际车速
w ：车轮的速度
由上式得出，当车速与轮速相等时，滑移率等于0，车轮纯滚动；当汽车 制动时，车速与轮速的差值越大，其滑移率也越大，当滑移率为100%时，车轮 抱死（即停止转动）。科学计算和实验证明，最佳制动状态不是出现在车轮抱 死时，而是出现在车轮与地面维持20%左右的滑移率时。此时，车辆既可以获 得大的制动力，又可以获得较理想的转向性能和横向稳定性。ABS可以精确控 制四个车轮的滑移率保持在20%左右，使车辆制动效能达到最大化。
传感 器
轮缸
线圈
电磁 阀
主缸
液压部 件
储液 器 ECU
踏板
回油 泵
（2）保压制动过程 当电控单元根据传感器信号发现车轮制 动接近抱死时，将向电磁线圈输入一个 较小的保持电流（约为最大工作电流的 1/2），电磁线圈产生较小的电磁力，使 柱塞处于“中间”位置。此时制动主缸、 制动轮缸和回油孔相互隔离，轮缸中的 制动压力保持一定。
整
分
体
离
式
式
按照控制通道（能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道）数目 不同，ABS系统分为单通道式、双通道式、三通道式和四通道式四种形式。
ABS系统的组成
ABS是在传统机械液压制动系统基础上建立的电子控制装置，除了传统的液压制 动系统部件外，还包括ABS电子控制单元、ABS液压控制单元、ABS泵电机、轮 速传感器、ABS故障指示灯等。
输出级电路（电磁阀控制电路）：接受运算电路的控制信号，对电磁阀的动作 进行控制。
安全保护电路：将电源电压稳压成5V标准电压，并对故障信号进行监控。当出 现故障时，停止ABS的工作，转入常规制动状态，同时点亮仪表板上的警告灯。 安全保护电路主要作用是：将汽车电源（蓄电池、发电机）提供的12V 或14V 的 电压变为ECU 内部所需的5V 标准稳定电压，同时对电源电路的电压是否稳定在规 定的范围进行监控；当ABS 出现故障时，关闭各电磁阀，停止ABS 工作，返回常
电磁阀的结构及电路符号
循环式制动压力调节器
回油泵：电磁阀在减压 时，从制动轮缸流出的 制动液经储能器由回油 泵泵回制动主缸。
回油泵 储能器
储能器：电磁阀在减压 时，从轮缸流出的制动 液由储能器暂时储存， 然后由回油泵泵回主缸。
制动主缸 电磁阀 制动轮缸
循环式制动压力调节器的工作过程
（1）常规制动过程 在常规制动过程中，ABS 不工作，电 磁线圈中无电流通过，电磁阀柱塞在 复位弹簧的作用下处于“下端”位置。 此时制动主缸与轮缸相通，由制动主 缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压 力随主缸压力的升高而升高。此时回 油液压泵不工作。
四通道ECU的内部结构
（信号输出）
轮速 传感
FL RR Hale Waihona Puke BaiduR
器 RL
（信号输出）
轮速传感器 输入增幅电
路
外部通信线路 电动机监控线路
制动开关线路 阀继电器监控线路
电源
输入输 出电路
运算电路
运算电路 稳压电源 故障存储 等
电磁阀控 制电路
电磁阀控 制电路
左前电磁阀FL 右后电磁阀RR
左后电磁阀RL 右前电磁阀FR
ABS系统的发展趋势
ABS控制技术的提高。
减小体积与质量，简化结构。
控制功能的扩展和集成。向以下几个方向发展：
与驱动防滑系统ASR (Anti-Slip Regulation)集成，形成ABS/ASR系统，这样既可 以在制动时，又可以在起步和加速时控制车轮上的力矩。
与电子制动力分配EBD(Electronic Brake force Distribution)集成，形成 ABS/ASR/EBD系统，可以明显改善并提高ABS的功效。
3.霍尔式轮速传感器的特点 （1）霍尔式轮速传感器输出电压的信号强弱不随转速的变化而变化。在汽车电源电 压为12V 的条件下，信号的幅值保持在11.5V—12V 不变，即使车速很低时也不变，因 此抗电磁波干扰能力较强。 （2）霍尔式轮速传感器频率响应高达20KHz，用于ABS 中相当于车速为1000km/h 时 所检测的信号频率，因此也不会出现高速时频率响应跟不上的问题。因而，霍尔传 感器在ABS 中应用越来越广泛。
电磁阀是制动压力调节器的重要部件，主要有两大类型：二位二通电磁阀和三 位三通电磁阀。二位是指电磁阀有通电和断电两个工作位置；二通是指电磁阀有 进液口（通制动主缸）和出液口（通制动轮缸）两个通路。三位是指电磁阀有断 电、通小电流、通大电流三个工作位置。三通是指电磁阀有进液口（通制动主 缸）、出液口（通制动轮缸）和回液口（通储液器）三个通路。
ABS系统零部件的结构与工作原理
车轮转速传感器
【作用】检测车轮的旋转速度，并将其转变为电信号后输入电子控制单元，用于计算、判断， 决定是否开始进行防抱死控制。目前，常用的轮速传感器主要有电磁式和霍尔式两种。
【安装位置】车轮上。 【结构】由传感器头和齿圈组成。有霍尔式和电磁感应式两种。
制动盘 传感器 齿圈
3、装配注意事项：
安装轮速传感器时，要保证其传感头与齿圈间留有适当的空隙 （约为1～2mm），要求安装牢固，且安装前需在传感器上加注 一些润滑剂（如黄油）。确保汽车制动过程中的振动不会干扰 或影响传感器信号，并避免灰尘、水、泥、沙等对传感器输出 造成影响。
4、电磁式轮速传感器的原理
传感器齿圈随车轮旋转的同时，即与传感器头极轴作相对运动。当传感器头的极轴与 齿圈的齿隙相对时，极轴距齿圈之间的空气间隙最大，即磁阻最大。传感器头的磁极磁力 线只有少量通过齿圈而构成回路，在电磁线圈周围的磁场较弱；当传感器头的极轴与齿圈 的齿顶相对时，两者之间的空隙较小，即磁阻最小。传感器头的磁极磁力线通过齿圈的数 量增多，在电磁线圈周围的磁场较强。齿圈随车轮不停地旋转，就使传感器头电磁线圈周 围的磁场以强—弱—强—弱……周期性地变化，因此电磁线圈就感应出交变电压信号，即车 轮转速信号。车轮转速传感器输出的交流电压信号频率只与相应的车轮转速成正比。轮速 传感器由电磁线圈引出两根导线，将其速度变化产生的交变电压信号送至ABS 的电子控制 单元（ECU）。为防止外部电磁波对速度信号的干扰，传感器的引出线采用屏蔽线，以保 证反映车轮速度变化的交变电压信号准确地送至ABS 的电子控制单元（ECU）。
警告灯 阀继电器 电动机继电器 继电器电源
制动压力调节器
制动压力调节器的作用是在制动时根据ABS 电子控制单元的控制指令，自动调 节制动轮缸制动压力的大小，防止车轮抱死，并处于理想滑移率的状态。制动压 力调节器主要由电动油泵、液压控制单元（包括蓄能器和电磁阀）等部件组成。 根据压力调节器的调压方式不同，制动压力调节器可分为循环式和可变容积式两 种。循环式制动压力调节器是通过电磁阀直接控制轮缸的制动压力；而可变容积 式制动压力调节器是通过电磁阀间接改变轮缸的制动压力。
和电子稳定性程序ESP (Electronic Stability Program)系统集成，形成ABS/ASR/ ESP综合控制系统，可解除汽车制动、起步和转向时对驾驶员的高要求，使车辆 在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。
和汽车巡航自动控制ACC(Adaptive Cruise Control)系统集成，形成ABS/ASR/ACC 综合控制系统，ACC系统能自动控制车距，并实时自动调节主车车速，可在较大 程度上避免碰撞事故发生，具有良好的安全行驶效果。
能够改善轮胎的磨损状况。由于车轮抱死而造成轮胎的磨损是造成轮胎损 坏的重要原因。经测定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造成的轮胎累加 磨损费已超过一套ABS系统的造价。
ABS系统的类型
(1)按照产生制动压力的动力源分类： ABS可分为气压式、液压式和气液组合式。气压式和气液组合式ABS主要用于大中型客
车或货车。轿车、厢式汽车和轻型载重汽车则采用液压式ABS。 (2)按照系统部件安装位置不同: ABS可分为整体式和分离式。制动主缸与液压控制单元制成一体的称为整体式，整体式
结构可以使制动系统非常紧凑，管路接头较少，但成本较高。分离式ABS系统，压力调 节装置和制动主缸各自独立，通过制动管路与制动主缸和制动助力器相连。
支架 传感器
前轮安装位置
后轮安装位置
1、电磁式轮速传感器的结构： 电磁式轮速传感器的主要类型有柱式极轴传感头和凿式 极轴传感头两种，其主要结构如图2 所示，主要由永久 磁体、传感线圈、极轴、齿圈、电缆和外壳等部件组成。
2、电磁式轮速传感器的特点
电磁式轮速传感器结构简单，成本低，但存在以下缺点： （1）电磁式轮速传感器向ECU 输送的电压信号的强弱随转速的 变化而变化的，信号幅值一般在1—15V 的范围内变化。当转速 很低时，传感器输出的电压信号若低于1V，则ECU 无法检测到 如此弱的信号，ABS 也就无法工作。 （2）电磁式轮速传感器频率响应较低。当车轮转速过高时，传 感器的频率响应跟不上，容易产生错误信号。电磁式轮速传感 器的抗电磁波干扰能力较差，尤其是传感器输出的电压信号幅 值较小时。
ABS系统的作用
提高制动性能。ABS系统能充分利用轮胎和地面的附着系数，在紧急制动 情况下，可将滑移率控制在20％左右，即可获得较大的地面附着系数，使 汽车在车轮不抱死的情况下获得较大的制动力，提高制动减速度、缩短制 动距离。
提高制动时的方向稳定性。汽车制动时，由于制动力较大而有可能造成车 轮抱死。若前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车后 轴侧滑，严重时甚至造成急转翻车。ABS系统可以防止任何车轮完全抱死， 因此能有效地提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的 行驶安全。
1.霍尔式轮速传感器的结构 霍尔式轮速传感器也是由传感器头、齿圈组 成。其齿圈的结构及安装方式与电磁式轮速 传感器的齿圈相同，传感器头由永久磁铁、 霍尔元件和电子电路等组成。 2.霍尔式轮速传感器的原理 霍尔式轮速传感器工作时，ABSECU 给霍尔元 件施加一个5V或8V 的电压，永久磁铁的磁力 线穿过霍尔元件通向齿圈。当齿圈齿隙与霍 尔元件相对时，穿过霍尔元件的磁力线分散， 磁场相对较弱，产生的电压信号较小；而当 齿圈齿顶与霍尔元件相对时，穿过霍尔元件 的磁力线集中，磁场相对较强，产生的电压 信号较大。齿圈转动时，使得穿过霍尔元件 的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔元件 电压的变化，霍尔元件输出的准正弦波电压 经放大、处理、转换后输送给ECU。其工作频 率为20KHz，输出电压幅值为7—14V。
ABS控制原理
ABS的自检 点火开关接通，ABS ECU立即对其外部电路进行检查。这时ABS警告灯亮，3S后熄灭。若 ABS警告灯一直亮或不亮说明ABS电路有故障。 发动机起动后，车速第一次达60km/h，ABS系统完成自检。 自检过程中若有异常，则停止使用ABS，储存故障码并点亮故障警告灯。
制动警告灯