汽车底盘防抱死制动系统的组成和控制方式

想一想，我们已经知道了防抱死制动系统是在汽车制动时，自动调节制动力的大小，从而保证车轮与地面之间有最好的附着状态，达到缩短制动距离、提高汽车制动过程中的方向稳定性的目的。那么，防抱死制动系统由哪些部件组成呢？

1.防抱死制动系统的组成

如图5-87所示，防抱死制动系统通常由车轮转速传感器、液压控制单元（制动压力调节器）、电子控制单元（ECU）和ABS警告灯等组成。

图5-87 防抱死制动系统的组成

每个车轮上安装一个转速传感器，它们将各车轮的转速信号及时地输入电子控制单元（ECU）。电子控制单元（ECU）是防抱死制动系统的控制中心，它根据各个车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成响应的控制指令，再适时发出控制指令给液压控制单元（制动压力调节器）。液压控制单元（制动压力调节器）是防抱死制动系统中的执行控制装置，它主要由调压电磁阀总成、电动泵总成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动油管与制动主缸和各制动轮缸相连，液压控制单元（制动压力调节器）受电子控制单元（ECU）的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。警示装置包括仪表板内的制动警告灯和ABS警告灯。制动警告灯为红色，通常用“BRAKE”作为标识，由制动液面开关、驻车制动开关及制动液压力开关并联控制；ABS警告灯为黄色，由ABS电子控制单元控制，通常用“ABS、ALB或ANTI-LOCK”作为标识。防抱死制动系统具有失效保护和自诊断功能，当电子控制单元（ECU）监测到系统出现故障时，将自动关闭防抱死制动系统，恢复常规制动；存储故障码，并将仪表板内的ABS警告灯点亮，提示驾驶人尽快进行修理。

2.防抱死制动系统的控制形式

（1）按控制参数不同进行分类

1）以车轮滑移率S_b为控制参数的ABS。电子控制单元根据车速和轮速传感器的信号计算车轮的滑移率作为控制制动压力的依据。当计算的滑移率S_b超过设定值时，电子控制单元就会输出减小制动力的信号，通过液压控制单元减小制动压力，使车轮不被完全抱死；当滑移率S_b低于设定值时，电子控制单元输出增大制动力的信号，液压控制单元使制动压力增大。通过这样不断地调节制动压力，控制车轮的滑移率S_b在设定的最佳范围。

通过直接以滑移率S_b为控制参数的ABS，需要得到准确的车速信号和轮速信号。轮速信号容易得到，但取得车速信号则较难。已有用多普勒（Doppler）雷达测量车速的ABS。但到目前为止，此类ABS应用还是很少。

2）以车轮转动角速度为控制参数的ABS。控制单元根据轮速传感器信号计算车轮转动角速度作为控制制动压力的依据。制动时，当车轮减速度达到限定值时，电子控制单元输出减小制动力的信号；当车轮转速升至加速度限定值时，电子控制单元输出增加制动力的信号。通过液压控制单元不断地调整制动压力，使车轮不被抱死，处于纯滚动状态。目前，汽车上使用的ABS基本上都是此种形式。

（2）按控制方式不同进行分类

1）预测控制方式。预测控制方式是预先规定控制参数和设定值等条件，然后根据检测的实际参数与设定值进行比较，对制动过程进行控制。

2）模仿控制方式。模仿控制是在控制过程中，记录前一控制周期（从制动减压到增压中）的各种参数，再按照这些参数值规定出下一个控制周期的控制条件。此类控制方式在控制时需要准确和实时测定汽车瞬时速度，其成本较高，技术复杂，已较少使用。

3.防抱死制动系统的分类

过去人们常将ABS分为两大类：机械式ABS和电子式ABS。目前机械式ABS已经淘汰，因此，本书提到的现代ABS一般都是机电一体化的电子控制式ABS。

那么，现代ABS的种类很多，分类方法各异，现将有关情况讲解如下。

（1）按生产厂家分类

1）博世（Bosch）ABS。由德国博世公司生产。

2）德福斯（Teves）ABS。由德国德福斯公司生产。

上述两种是欧、美、日、韩轿车上采用最多的ABS。

3）德尔科（Delco）ABS。由美国德尔科公司生产。在美国通用等轿车上采用。(www.xing528.com)

4）本迪克斯（Bendix）ABS。由美国本迪克斯公司生产。在美国克莱斯勒公司生产的汽车上采用最多。

以上四种ABS在轿车上应用最为广泛，而且每种ABS都在不断发展、更新和换代，因此，即使同一厂家，生产年代不同，装用车型不同，ABS的形式也可能不一样。还有一些国家的生产厂家也生产其他形式的ABS，其中，有的则是从上述厂家技术引进并在此基础上进行单独开发或合作开发生产，有相当部分ABS属于上述四种的某一变型。另外，还有德国伟布科（Wabco）公司，英国卢卡斯·格林（Lucas Girling）公司、日本本田·住友（Honda Sumitomo）公司和美国凯尔塞·海斯（Kelsey Hayes）公司生产的ABS数量也较大，它们当中有相当部分在载货汽车或大型客车上广泛采用。

图5-88 三通道三传感器式

中国上海汽车制动系统有限公司生产的ABS是从德福斯（Teves）公司引进并合资生产的。

（2）按控制通道和传感器数目分类 目前，汽车上应用较多的为三通道三传感器式、三通道四传感器式和四通道四传感器式。

1）三通道三传感器式。如图5-88所示，三通道三传感器式包括三个轮速传感器、三个制动压力调节器，对两前轮进行独立控制，两后轮按低选控制。现在已经基本淘汰。

2）三通道四传感器式。图5-89a所示为对角布置的双管路制动系统中，虽然在通往四个车轮制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节器，但两个后轮制动压力调节器却是由电子控制单元按低选控制的，两前轮进行独立控制。因此，实际上仍然是三通道四传感器式的，国产桑塔纳2000GSi等轿车即采用这种形式。

图5-89b是标准的三通道四传感器式的，对两前轮进行独立控制，两后轮按低选控制。

图5-89 三通道四传感器式

两后轮按低选控制时，可以保证汽车在各种条件下左右两后轮的制动力相等，即使两侧车轮的附着力相差较大，两个车轮的制动力都限制在附着力较小的水平，使两个后轮的制动力始终保持平衡，保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。当然，在两后轮按低选控制时，可能出现附着系数大的一侧后轮的附着力不能充分利用的问题，使汽车的总制动力有所减小。但应该看到，在紧急制动时，由于发生轴荷前移，在汽车的总制动力中，后轮的制动力所占的比重较小，尤其是小轿车，使前轮的附着力比后轮的附着力大得多，通常后轮制动力只占总制动力的30%左右。因此，后轮附着力未能充分利用的损失对汽车的总制动力影响不大。

对两前轮进行独立控制，主要考虑到轿车，特别是前轮驱动的轿车，前轮的制动力在汽车总制动力中所占的比例较大（可达70%左右），可以充分利用两前轮的附着力。一方面使汽车获得尽可能大的总制动力，利于缩短制动距离；另一方面可使制动中两前轮始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好的转向控制能力。尽管两前轮独立控制可能导致两前轮制动力不平衡，但由于两前轮制动力不平衡对汽车行驶方向稳定性影响相对较小，而且可以通过驾驶人的转向操纵对由此造成的影响进行修正。因此，三通道四传感器式ABS在轿车上被普遍采用。

3）四通道四传感器式。如图5-90所示，有四个轮速传感器，在通往四个车轮制动轮缸的管路中，各设一个制动压力调节器（如电磁阀）进行独立控制即为四通道四传感器式。

图5-90 四通道四传感器式

由于四通道四传感器式ABS是根据各个轮速传感器输入的信号，分别对各个车轮进行独立控制的。因此，附着系数利用率高，制动时可以最大限度地利用每个车轮的最大附着力。四通道四传感器式特别适用汽车左右两侧车轮附着系数相近的路面，不仅可以获得良好的方向稳定性和方向控制能力，而且可以得到最短的制动距离。但是，如果汽车左右轮附着力相差较大，如行驶在附着系数对分的路面上或汽车两侧垂直载荷相差较大时，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，会影响汽车的方向稳定性，加之成本价格高，所以实用中的ABS采用这种方式的并不多。

注：

1）控制通道：在ABS中能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。

2）独立控制和同时控制：如果一个车轮的制动压力占用一个控制通道，可以进行单独调节，称为独立控制；如果两个车轮的制动压力是一同调节的，称为同时控制。如果同时控制的两个车轮在同一轴上，常称为同轴控制。

3）低选控制和高选控制：在两车轮同时控制时，如果以保证附着系数较小的车轮不发生抱死为原则进行制动压力调节，则两车轮为低选控制；如果以保证附着系数较大的车轮不发生抱死为原则进行制动压力调节，则两车轮为高选控制。