关于防抱死制动系统的工作原理，看懂了算你牛！

防抱死制动系统（ABS）通过防止紧急制动或易打滑路面制动时产生的车轮抱死，来确保各车轮的滑移率S正常，防止回转力降低，从而保证制动控制时的方向稳定性和转向稳定性，同时获得最佳制动力。

下面这个图（μ-S特性）表现了制动时产生的车轮滑移率S、轮胎与路面的摩擦系数μ、回转力之间的关系（实际情况可能因路面及轮胎的条件而异）。

其特点是，最大摩擦系数可在滑移率为20%附近获得。在滑移率为100%（车轮抱死状态）的条件下，分配给稳定性及转向操纵性的回转力基本为0。依据此特性，后轮抱死时车辆处于不稳定状态，前轮抱死时转向操作失效。

下图为ABS的基本系统构成。以各车轮中设置的车轮速度传感器的转动信息为基础，通过ABS ECU判定各车轮的滑移状态，驱动主缸和轮缸之间设置的ABS执行器，独立调节制动时各车轮制动器的液压。

车轮速度传感器是检测车轮转动速度的传感器，汽车上应用较多的是检测与车轮一同转动的转子（齿轮转子或磁性转子）产生的磁场变化的非接触型。

早期的车轮速度传感器大多采用由齿轮转子、磁体、线圈构成的电磁信号发生器方式。而近年来大多采用通过霍尔元件或MR元件检测转子转速的半导体方式，其优势是最低检测速度低且搭载方便。下图为不同方式传感器的检测原理、构造及输出信号。

ABS执行器是依据ABS ECU发出的控制指令，调节制动时轮缸液压的装置。下图为其液压回路和构造的示例。

ABS执行器的示例（出处：ADVICS“ASD-A2”）

各车轮带有配对的一套电磁阀（保持阀和减压阀），根据其通断操作，输出增压、保持及减压的三种模式的液压，调节各车轮的轮缸液压。减少轮缸液压时，其液压油存储于各系统的储液罐中，通过电机驱动泵吸入上游的主缸系统。

控制ABS时，泵的动作或电磁阀的油路切换，会发出振动声或动作声。因此，有些ABS也会对电机转速或电磁阀电流进行控制，使振动声或动作声缓和。

■ ABS ECU的构成 

ABS ECU是一种使用了微控制器的数字控制电路，微控制器依据车轮速度传感器的信息，计算各车轮的滑移状态，并向ABS执行器发出指令。

下图为ABS ECU的电路构成的示例。以用于控制计算的微控制器为核心，周边电路由车轮速度传感器输出、电磁阀驱动、电机继电器、失效保护用电磁阀继电器、监测电路等构成，这些周边电路大多使用高集成电路。此外，为了系统搭载方便性提升，节省线束，通常将ABS ECU与ABS执行器做成一体，搭载于发动机舱内。

■ ABS控制方法 

下图为ABS控制方法的概要。

ECU利用通过各车轮速度传感器的脉冲周期求出的车轮速度、车轮速度微分后的车轮加速度、通过4轮的车轮速度推测的车体速度，对ABS进行控制。

① 踩下制动踏板，各轮的轮缸液压上升，则车轮速度降低（滑移率增加）。紧急制动等车轮滑移率超过最大摩擦系数时，车轮速度急剧朝着抱死方向发展，车轮滑移率、加速度均变化增大。如车轮速度超过设定的滑移基准和加速度基准，则判定具有车轮抱死倾向，同时输出减压模式信号，使轮缸液压减少，减小制动力。

② 接着，在液压保持状态下等待车轮速度恢复。

③ 如车轮速度再次上升（滑移率降低），则切换至脉冲增压模式（增压和保持的循环），通过缓慢增加轮缸液压，再次使车轮速度降低（滑移率增加）。

④ 通过此循环重复至车辆停止，防止车轮抱死，维持正常的车轮滑移率。

如上所述，ABS ECU实时监测各车轮的状态，切换液压的控制模式。这些相关计算通常以5~10ms为周期循环执行。

■  失效保护 

为了避免ABS故障导致制动系统整体失效，ECU带有自我诊断功能，实时监视系统的故障。当故障发生时，警报灯点亮通知驾驶者，同时将系统切换至失效保护状态，以维持常规制动器的功能。并且，对于故障原因已知的故障部位信息，系统还带有记忆、显示等功能。

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