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汽车ABS系统
1、制动时车轮受力分析
（1） 地面制动力FB
（2） 制动器制动力Fμ
一、ABS基础知识
（3） 地面制动力、制动器制动力和附着力的关系
2、制动性能与防抱死
评价制动性能的指标：
• 制动效能
• 制动方向稳定性
（1） 制动效能
指制动距离、制动时间和制动减速度。
地面制动力 附着力（纵向附着系数）
滑移率S
S=(v-ωr)/v ×100%
其中： v ——车速（车身速度、车轮中心速度）
ω ——车轮旋转角速度
r ——车轮滚动半径
S表明了车轮在运动过程中滑移成分的多少。
• S=0，纯滚动
• S=1，抱死脱滑
• 0<S<1，边滚边滑
（2） 制动时汽车方向稳定性
指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不发生
跑偏、侧滑和失去转向能力。
侧滑和失去转向能力 横向附着系数
滑移率
（3） 附着系数（地面制动力）与滑移率的关系
3、防抱死制动系统功用
防抱死制动系统，缩写为ABS(Anti-lock Braking
System)
功用：在制动过程中，通过调节制动器制动力，使滑
移率始终控制在15－20%，获得最佳的制动效能和较好
制动方向稳定性。
4、ABS的应用
1950年ABS首先用于飞机。
目前，德国博士（Bosch）、德福斯（Teves）和美
国的德尔科（Delco）、本迪克斯（ Bendix ）是世界
著名的ABS研制和生产厂家。
当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车急
转甩尾。
制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、
缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽
车的行驶安全。
制动防抱死系统对汽车性能的影响主要表现在减少制动距离、保持转向操
纵能力、提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面。
ABS
无ABS制动
有ABS制动
• 遇到紧急状况，驾驶员只要尽可能地用力踩下刹车踏板即可，
其他的事情交给ABS来处理，因此驾驶者可此专心地处理紧急
状况。
制动
无ABS
有ABS
行驶方向
障碍物
ABS系统的优点
• 以提高汽车行驶性能为目的而开发的各种ABS装置，其原理是充分
利用轮胎和地面的附着系数，主要采用控制制动液压压力的方法，给
各车轮施加最合适的制动力。
• 优点：
缩短制动距离
增加了汽车制动时的稳定性
改善了轮胎的磨损状况
使用方便，工作可靠
ABS的控制及布置形式
控制通道：ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路。
如果对两个（或以上）车轮的制动压力同时进行调节，则称这种控制方式
为同时控制。
在两个车轮的制动压力进行同时控制时，如果以不易抱死的车轮（附
着力较大的车轮）不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种
控制方式为高选择方式控制；
如果以易抱死的车轮（附着力较小的车轮）不发生制动抱死为原则进
行制动压力调节，则称这种控制方式为低选择方式控制。
按照控制通道数目的不同，ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通
道四种形式 。
目前汽车上三通道ABS系统使用较多。
车轮转速传感器
控制通道
四传感器四通道／四轮独立控制
三通道
四传感器双通道／前轮独立控制
四传感器三通道／前轮
独立，后轮低选择控制
三传感器三通道／前轮
独立，后轮低选择控制
ABS的工作过程
在制动时，车轮转速传感器测量车轮的速度，如果一个车轮有抱死的可能
时，车轮减速度增加很快，车轮开始滑移。
如果该减速度超过设定的值，控制器就会发出指令，让电磁阀停止或减少
车轮的制动压力，直到抱死的可能消失为止。
为防止车轮制动力不足，必须再次增加制动压力。
在自动制动控制过程中，必须连续测量车轮运动是否稳定，应通过调节制
动压力（加压、减压和保压）使车轮保持在制动力最大的滑移范围内。
二、ABS的结构与工作原理
ABS系统通常由车轮速度传感器、液压控制器和电控单元ECU
等组成。
车轮转速传感器
液压控制器
电控单元ECU
制动踏板
指示灯 制动器
双腔制动主缸
后桥
1、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。
• 【结构】由传感器头和齿圈组成。按传感器头的外形分凿式极轴车速传
感器头、柱式极轴车速传感器头和菱形极轴车速传感器头。
• 【分类】霍尔效应式轮速传感器和电磁感应式轮速传感器
、电磁感应式轮速传感器
前轮安装位置 后轮安装位置
制动盘
传感器
齿圈
支架
传感器
凿式极轴 柱式极轴
电缆
永磁体
外壳
感应线圈
极轴
齿圈
车速传感器头剖视图
车速传感器工作原理
转子
感应线圈 永久磁铁
车轮转速传感器
霍尔式轮速传感器
霍
尔
效
应
— 霍尔系数
—基片厚度
—电流
—磁场强度
2、制动压力调节器
• 【作用】接受ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制
动器制动压力的调节。
现代轿车常用液压式制动压力调节器。
循环式制动压力调节器：电磁阀直接控制制动压力。
可变容积式制动压力调节器：电磁阀间接控制制动压力。
、循环式制动压力调节器
制动轮缸
电磁阀
回油泵
储能器
制动主缸
• 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。
• 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。
循环式制动压力调节器基本结构
3位3通电磁阀基本结构及简化图
在制动主缸和制动轮缸之间串连一个电磁阀，由电磁阀的通断
来控制油路的压力。
电磁阀有3/3、2/2等多种类型。
电磁阀由ECU控制，实现增压、保压、减压三种状态。
固定
铁芯
线圈
2A电流 5A电流
通轮缸
通储
能器
通主缸
柱塞
增压 保压 减压
主缸
轮
缸
储
能
器
循环式制动压力调节器工作原理：增压（常规制动）
主缸
踏板
液压部件
线圈
储能器
ECU
传感器
轮缸
电磁阀
回油泵
电磁阀不通电，ABS不
工作，回油泵也不工
作，进入常规制动阶
段。
循环式制动压力调节器工作原理：保压
主缸
踏板
液压部件
线圈
储能器
ECU
传感器
轮缸
电磁阀
回油泵
电磁阀通较小的电流，
电磁阀处于保压位置，
ABS工作。
循环式制动压力调节器工作原理：减压
主缸
踏板
液压部件
线圈
储能器
ECU
传感器
轮缸
电磁阀
回油泵
电磁阀通较大的电流，
电磁阀处于减压位置，
ABS工作。
循环式制动压力调节器工作原理
、可变容积式制动压力调节器
在汽车原有制动系统基础上增
加一套液压控制装置。制动压
力油路和ABS控制压力油路是相
互隔开的。
常规制动：电磁阀无电流，柱
塞左移，控制活塞在弹簧作用
下左移顶开单向阀，常规制动
油路接通。ABS不工作。
主缸 踏板
液压部件 控制活塞
单向阀
柱塞
电磁阀
线圈
储液器
泵传感器
轮缸
ECU
储能器
减压：电磁阀通入一大电流，
柱塞右移，控制活塞在压力油
作用下右移，单向阀关闭，常
规制动油路切断。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。
ECU
主缸
踏板
液压部件 控制活塞
电磁阀
线圈
泵
储能器
单向阀
传感器
轮缸
柱塞
储液器
保压：电磁阀通入较小电流，
柱塞右移将所有油路相互隔
开，控制活塞保持在某一位
置，轮缸侧的容积不发生变
化，制动压力保持一定。
ECU
主缸
踏板
液压部件 控制活塞
电磁阀
线圈
泵
储能器
储液器
柱塞
单向阀
传感器
轮缸
3、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。
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。
三、典型ABS系统
油壶
输出阀
输入阀
泵
压力开关
储能器
D腔 制动主缸
滑动活塞
B腔
A腔
C腔
控制活塞
开关阀
1、本田车系ABS系统
2、丰田凌志LS400 ABS系统
3位3通电磁阀
储液室
柱塞
凸轮
泵电机
、压力调节器外形
、系统油路
制动踏板
P阀
三通联管节
ABS执行器
三位三
通电磁
阀
泵
电
机
储液室
ABS
ECU
轮速传
感器
RF（右前） LR（左后） RR（右后） LF（左前）
、电路图
制动主缸
制动压力调节器
储能器
泵电机
右前轮 左后轮 右后轮
IN
OUT
泵
左前轮
储液器
OUTOUTOUT
INININ
3、MK20－I型ABS系统
ABS警告灯
右制动灯
左制动灯
制动灯开关
ABS泵电机
ABS液压控制单元
ABS电子控制单元
左前轮速传感器
左后轮速传感器
、系统布置
传感器
ABS电控单元
制动灯开关
ABS液压泵电机
和低压储能器
液压控制单元
车轮转速传感器
ABS警告灯
故障诊断插座
执行元件
、系统组成
此系统由戴维斯（TWVES）研制，装在上海桑塔纳2000、桑
塔纳3000、捷达、都市先锋、赛欧及奇瑞等汽车上。
特点：
四传感器三通道，前轮独立控制，后轮低选择控制；
液压对角线双回路系统；
泵电机、液压控制单元和电子控制单元集成一体，简称
为液压电子控制单元（HECU）；
C语言编写的控制程序并加密固化在电子控制单元中；
电磁阀线圈集成在电子控制单元内部；采用大功率集成
电路直接驱动电磁阀及泵电机，省去电磁继电器；
诊断接口可借助于VAG1551进行自诊断。
4、大众车系ABS系统其他辅助功能
系统名称 缩写(德) 缩写(英) 功能作用
防抱死系统 ABS ABS 在制动中阻止车轮发生抱死，并保持良好的行驶
稳定性和转向性能。
驱动防滑控制 ASR TCS 通过对打滑车轮施加制动力并降低发动机扭矩输
出阻止驱动轮空转。
电子制动力分配 EBV EBD 在ABS起作用前，阻止后轴过量制动。
电子差速锁止 EDS EDL 在车辆处于附着力不同的路面时，通过对空转车
轮施加制动实现车辆起步行驶。
电子稳定程序 ESP ESP 通过对制动和发动机管理系统施加相应的调整，
来阻止车辆的滑移。
发动机牵引力矩
调整
MSR EBC
当加速踏板突然松开或者带着档位施加制动时，
那么MSR将阻止由于发动机的制动而产生的驱动
轮抱死。
ABS电控单元端子：
• ECU端子的功能
诊断导线，K线13
蓄电池（+）25制动灯开关12
蓄电池（-）24左前轮轮速传感器11
中央线路板接头23左后轮轮速传感器10
电子控制单元端子22蓄电池（+）9
空位21蓄电池（-）8
空位20空位7
空位19空位6
右前轮轮速传感器18空位5
右后轮轮速传感器17左前轮轮速传感器4
ABS故障警告灯16右前轮轮速传感器3
空位15左后轮轮速传感器2
空位14右后轮轮速传感器1
连接的元件端子连接的元件端子
THANKS
