汽车ABS系统的组成与构成原理

通常，汽车ABS系统是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等组成的，如图6-3所示。

在制动过程中，ABS电控单元3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮即将抱死拖滑。如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力继续增大，此即汽车ABS系统制动过程中的增压状态。

图6-3 汽车ABS系统的组成（分置式）

1—前轮速度传感器 2—制动压力调节装置 3—ABS电控单元 4—ABS警告灯 5—后轮速度传感器 6—停车灯开关 7—制动主缸 8—比例分配阀 9—制动轮缸 10—蓄电池 11—点火开关

如果电控单元判断出某个车轮（假设为左前轮）即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大，此即汽车ABS系统制动过程中的保压状态。

1.车轮转速传感器

如图6-4所示的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的中央电控单元ECU。其安装位置如图6-5所示。目前，用于ABS系统的常用车轮转速传感器有电磁感应式和霍尔式两种。

图6-4 车轮转速传感器

图6-5 车轮转速传感器在传动系统中的安装位置

a）前轮 b）后轮

（1）电磁感应式车轮转速传感器 它是通过线圈的磁通变化，感应出脉冲电压信号的装置。电磁感应式车轮转速传感器由磁感应传感头和齿圈两部分组成。传感头为静止部件，由永久磁铁、感应线圈和磁极（极轴）构成，安装在每个车轮的托架上，有两根引线（屏蔽线）接至电控单元。齿圈为运动部件，安装在轮毂或轮轴上，和车轮一起旋转。其齿数的多少与车型及电控单元有关，不同车型的ABS装置不通用。

根据极轴的结构形式不同，电磁感应式转速传感器又分为凿式和柱式等。

（2）霍尔式车轮转速传感器 霍尔式车轮转速传感器由传感头和齿圈两部分构成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。霍尔式车轮转速传感器工作原理如图6-6所示。图6-6a中穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱；图6-6b中则相反，磁场较强。这样齿圈随车轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而产生霍尔电压（毫伏级准正弦波电压），此电压信号再由电子电路转换成标准的脉冲电压信号输入电控单元。

图6-6 霍尔式车轮转速传感器工作原理示意图(www.xing528.com)

a）霍尔元件磁场较弱 b）霍尔元件磁场较强

2.制动压力调节装置

制动压力调节装置的作用是根据ECU的指令，调节各个车轮制动器的制动压力。常用制动系统有液压式、机械式、气压式和空气液压复合式等。

（1）液压循环式制动压力调节器 主要由一只电动泵、储能器、八个电磁阀等构成一个整体。八个电磁阀分别控制通往前后轮的四个管路的油压，每个管路中一对电磁阀中的一个是常开进油阀，另一个是常闭出油阀。八个电磁阀的开闭由电控单元控制。电动泵两端的进出油路上分别设置有一个吸入阀和压力阀。储能器和电动泵并联，用以存储从制动工作缸流回的制动液，并减轻油压的脉动。

液压循环式制动压力调节器的压力调节可分为4个阶段：

1）制动油压建立（初始制动阶段）。

2）制动压力保持阶段。随着制动压力升高和车轮转速下降到一定程度，车轮开始出现部分滑移现象。当车轮的滑移率达到10%～20%左右时，ABS中的电控单元将输出控制信号给进油阀，使其通电而关闭油路，出油阀不通电仍处于关闭状态。此时，制动工作缸内油压将保持不变，即处于某一个稳定的油压状态下。

3）制动压力降低阶段。当制动油压保持不变而车轮转速继续下降，车轮的滑移率超过10%～20%左右时，ABS中的电控单元将输出控制信号给出油阀，使其通电而处于打开状态，进油阀继续通电而处于关闭状态，从而使制动工作缸内的高压油从出油阀经管路流入储能器中，制动工作缸内的制动油压下降，车轮转速由下降逐渐变为上升，滑移率也由增加逐渐变为下降。与此同时，ABS中的电控单元还将输出控制信号给电动液压泵，使其工作，并把储能器和由出油阀流出的压力液压泵回制动主缸，以保证制动工作缸内的制动液压能迅速有效地下降。

4）制动压力增加阶段。前提条件是脚一直踏在制动踏板上，使其液压油路中形成液压。当车轮转速上升，滑移率下降到低于10%～20%时，ABS中的电控单元将输出控制信号给进、出油阀，使其断电。此时，进油阀打开，出油阀关闭，制动主缸和制动工作缸油路接通，制动主缸的压力油进入制动工作缸，制动油压增加，车轮转速又开始下降。同时电动泵继续工作，以保证制动油压的增加更快速有效。如此交替控制进、出油阀的开闭（其变化频率约为5～6次/秒），使车轮的滑移率始终被控制在10%～20%左右，从而使汽车的制动性能达到最佳状态。

3.中央电控单元（ECU）

中央电控单元ECU由硬件和软件两部分组成。

硬件是安装在印制电路板上的各元器件及线路，软件则是固存在只读存储器中的一系列控制程序。

ABS ECU是制动防抱死系统的控制中枢，ECU的主要功能是把各车轮转速传感器传来的信号进行比较、分析和判别；再通过精确计算得出车轮制动时的滑移状况，形成相应的指令，控制制动液压力调节装置及其他装置（如副节气门、步进电动机等）对制动液压力进行调节；使进入制动分泵中的制动液以最合适的压力值来控制各车轮的转速，将滑移率控制在10%～25%的范围内，以达到最佳制动效果。

ECU控制系统如图6-7所示。

图6-7 控制系统示意图

1—制动踏板 2—报警灯 3—ECU 4—车轮转速传感器 5—车轮 6—制动分泵 7—制动液压力调节装置 8—制动总泵