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ABS系统的结构组成及工作原理分析

摘要：本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析，同
时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置
的组成和原理；并能进行控制电路的分析。

关键词：ABS系统组成原理控制电路

一、前言

ABS（Anti-lockedBrakingSystem）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防
锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS
既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转
向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、
制动效果最佳的制动装置。

ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。

表1ABS系统各组成部件的功能

组成元件

功能

传感器

车速传感器

检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式

轮速传感器

检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用

减速传感器

检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系
统

执行器

制动压力调节器

接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低

液压泵

受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循
环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵
回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。

ABS警告灯

ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制
闪烁显示故障代码

ECU

接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减
速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，
控制各种执行器工作

二、电子控制系统

2．1传感器的结构型式与工作原理

(一)转速传感器

齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到
ABS电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各
车轮轮轴上。

轮速传感器在车轮上的安装位置

轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。

(二)横向加速度传感器

有一些ABS系统中装有横向加速度传感器，因里面主要开关触点组成，因而一
般称为横向加速度开关。外形如图1所示。横向加速度低于限定值时，两触点都
处于闭合状态，插头两端子通过开关内部构成回路，当汽车在高速急转弯过程中，
横向加速度超过限定值时，开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状
态，插头两端子之间在开关内部形成断路，此信号输入ECU后可对制动防抱死
控制指令进行修正，以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压，使ABS更有效
地工作。此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。

图1

(三)减速度传感器

目前，在一些四轮驱动的汽车上，还装有汽车减速度传感器，又称G传感器。
其作用是在汽车制动时，获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制
动时，汽车减速度大，在低附着系数路面上制动时，汽车减速度小，因而该信号
送入ECU后，可以对路面进行区别，判断路面附着系数高低情况。当判定汽车
行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时，采取相应控制措施，以提高制动性能。

减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。

A．光电式减速度传感器

汽车匀速行驶时，透光板静止不动。当汽车减速度时，透光板则随着减速度的变
化沿汽车的纵轴方向摆动。减速度越大，透光板摆动位置越高，由于透光板的位
置不同，允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同，使光电晶体管形成开和
关两种状态。两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用，可将汽车的减速度区
分为四个等级，此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。

B．水银式减速度传感器

水银式减速度传感器的基本结构如图所示，由玻璃管和水银组成。

在低附着系数路面时汽车减速度小，水银在玻璃管内基本不动，开关在玻璃管内
处于接通（ON）状态。在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，水银在玻
璃管内由于惯性作用前移，使玻璃管内的电路开关断开（OFF），如图2所示，
此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。

图2

水银式汽车减速度传感器，不仅在前进方向起作用，在后退方向也能送出减速度
信号。

C．差动变压式减速度传感器

2．2电子控制模块（电脑）的结构与工作原理

ABS系统电子控制部分可分为电子控制器（ECU）、ABS控制模块、ABS计算
机等，以下简称ECU。

?ECU的基本结构

ECU由以下几个基本电路组成：

1）轮速传感器的输入放大电路。

2）运算电路。

3）电磁阀控制电路。

4）稳压电源、电源监控电路