汽车ABS,系统简析

张 宇

（沈阳市汽车工程学校，辽宁 沈阳 110026）

ABS 指的就是“防抱死制动系统”。它的英文全称是antilock brake system，简称ABS，即在原有的机械制动系统的基础上，又增加了一套防止车轮抱死的控制系统。控制车轮在制动时的制动力施加的时机和大小，以防止车轮抱死。

汽车制动性能主要有下面三个指标来评价：

（1）制动效能。即制动距离与制动减速度，在实际应用中主要指的是制动距离。指汽车从制动开始到车速完全为零（汽车完全停驶状态），所走过的距离。这个是评价车辆制动性能最基本的评价指标。

（2）方向稳定性。是指在车辆制动过程中，汽车还是否能够按照驾驶员的意愿进行直线行驶和转弯行驶的性能。车辆如果在制动时丧失了这种能力，极易导致交通事故的发生。

（3）制动效能的恒定性。汽车在长时间制动或繁重条件下制动，制动器会产生热衰退，恒定性就是指在热衰退情况下制动性能的保持程度。

早期汽车没有用到ABS，采用纯人工的机械制动系统制动，通过驾驶员自己去判断，然后间断性的去踩踏刹车以防止车轮出现抱死现象，但是这样控制的效果欠佳，同时对驾驶技能要求较高，新手在紧急制动时往往会踩住刹车踏板不放，不可能考虑到间歇控制，尤其是在冰雪路面或者湿滑路面上。

而ABS 系统在汽车制动过程中，会通过电脑计算，操作控制系统控制刹车，使其车轮能够充分的利用路面的摩擦系数，防止车轮抱死，获得最优的控制效果。

ABS 系统的优点有以下四点：①工作可靠，结构简单，成本较低。②减小轮胎和地面的摩擦，减少轮胎的磨损情况；
③在紧急制动时，拥有良好的方向操控性；
④发挥制动器效能，减小汽车的制动距离。

ABS 系统主要由车轮转速传感器、执行机构和ECU（ABS 电脑）等组成。

图1 制动防抱死系统（ABS）的基本组成

（1）传感器。ABS 采用的传感器一般都是轮速传感器，主要包括电磁感应式和霍尔式。①霍尔式，霍尔式车轮传感器，利用霍尔效应检测车轮速度。②电磁感应式。电磁感应式轮速传感器组成部分为：传感器头和齿圈，它是把车轮转速信号通过电磁感应原理转换成电信号，然后送至ECU。

（2）执行器。主要包括液压泵、电磁阀、蓄压器、直流电机和ABS 指示灯。主要作用就是接收电脑发出的执行信号，调节车辆的制动压力，使其满足防抱死的要求。ABS 警报灯的作用是在当系统出现故障时，电脑控制其点亮，提醒驾驶员系统出现故障，同时可以由其闪烁以显示故障码。

（3）ECU（ABS 电脑）。ECU 是整个系统的大脑，主要用来接收传感器传来的的轮速电压信号和其他传感器信号，通过一定算法的计算得出滑动率S及加减速度，并且对这些信号和计算结果和存储结果进行比对，看是否车轮趋于抱死，然后给执行机构信号来完成压力控制。

汽车在制动时除了制动距离外，最主要的就是在制动时的方向性，如果汽车在制动不能按驾驶员想要的方向去行驶，那么就会发生很严重的后果。汽车的制动力不仅取决于制动器的摩擦力，还受地面附着系数的制约。而决定附着系数的条件之一就是滑移率

式中：S：滑移率；

V：车速；

V1：车轮速度。

根据试验数据得知，当车轮滑移率S＝20%附近时附着系数最大，车轮的附着力最大，那么制动效果就最佳。ABS 的功能就是在车轮趋于抱死时，减少制动力，脱离抱死区域后再增加制动力，如此反复操作，使附着系数始终保持在15%～20%范围内。

具体控制过程如下：

（1）第一阶段：常规制动。常规制动过程中，ABS系统不参与工作，电磁线圈不同电，制动系处于升压状态，压力增加。

（2）第二阶段：压力保持。此时车轮压力升高到一定值，ECU 判断车轮趋于抱死后，控制电磁线圈通入小电流，使车轮压力保持不变，不再增加。

（3）第三阶段：减小压力。在保持压力期间，如果继续有抱死信号发出，ECU 将给电磁线圈通大电流，使电磁阀完全打开，制动液流回到储液器中，车轮制动器管路中的液体减少，压力下降，转速上升。

（4）第四阶段：增加压力。压力下降过多，车轮转速增加，ECU 切断电流，电磁阀回到初始位置，制动液从新流入轮缸，使制动力压力增加。

整个系统就是通过这种改变趋于抱死车轮的制动压力，制动系统相当于不停地刹车、放松，即机械点刹，从而将车轮的制动力控制在一定的范围内，不让车轮抱死，获得最优的制动效果。

ABS 应用注意事项

ABS 系统对于安全起到很好的保护作用，但是现实生活中很多人对ABS 并不了解，产生了很多错误的观念，导致没有按照正确的方式使用，产生事故后抱怨ABS 没有发挥作用。因此我们在使用ABS时，应该避免进入误区，充分发挥其作用，保障我们的行车安全。

（1）错误观念一：只要车辆安装了ABS，它就会比没有装ABS 的车辆的制动距离短。人们为什么会产生这种错觉呢，主要是因为在紧急制动情况下ABS 系统发生作用，迅速停车，给人以制动距离缩短的错觉。但实际上汽车的制动距离的长短，是与轮胎和路面摩擦系数的大小有关的，有ABS 系统的车辆在某些路面条件下确实会缩短制动距离，但在有些路面条件下，安装ABS 系统的车辆制动距离反而会有所延长。ABS 系统最主要的功能其实是防止车轮抱死后产生漂移和失去方向控制能力。

（2）错误观念二：汽车安装了ABS，其制动性能大大提高，就可以不顾危险，随意驾驶。车辆的操控主要还是驾驶员，ABS 只是辅助制动系统，并不能代替驾驶员，它也就是在制动时帮助驾驶员能更好的控制其车辆的状态，减少车辆产生侧滑和失去转向控制的能力，如果驾驶员不遵守规则驾驶，那么安装什么系统都是无效的。

（3）错误观念三：安装有ABS 的车肯定不会发生车轮抱死后漂移和侧滑。其实，ABS 系统是有作用范围的，超出其范围，ABS 不产生作用，它只有在车辆车轮趋于抱死时才会工作，ABS 系统都是在传统的机械制动系统基础上加装的，因此其一旦发生故障，会自动关闭系统，点亮报警灯，提醒驾驶员现在车辆无防抱死功能，注意安全驾驶，但不影响车辆的正常减速和刹车。同时，并不是任何时候ABS 系统都会工作，只有车辆的速度达到并超过一定数值时（一般为10km/h）才会介入制动管理，因为低于该数值时，车轮抱死对汽车制动性能几乎没有影响。

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