第三节 汽车防抱死制动系统的类型

过去人们常将ABS分为两大类，即机械式ABS和电子式ABS。目前机械式ABS系统已经淘汰，主要采用机电一体化的电子控制式ABS。电子控制式ABS的种类很多，分类方法各异。

一、按外观结构或组合形式分类

根据制动压力调节器（执行器）与制动主缸的结构关系，可分为整体式和分离式两类，从外观上可以看出二者有明显的不同。

1.整体式ABS

整体式ABS是将制动压力调节器与制动主缸、蓄压器结合在一起形成一个总体，如图1-9所示。整体式ABS结构非常紧凑，管路接头少，但成本相对较高，目前多作为标准装备或在高级轿车上采用。装用整体式ABS的有博世ABS3、戴维斯ATE型、本迪克斯ABS9和德尔科ABS等。

2.分离式ABS

分离式ABS，其制动压力调节器自成一体，通过管路与制动主缸相连，如图1-10所示。分离式ABS在汽车上布置比较灵活。在原来没有ABS的车型上新装备ABS时，通常无须对汽车的原布置进行较大改动，很适合将ABS作为选择装备装用，而且成本相对较低。但制动管路相对较为复杂，管路接头增多。目前装用分离式ABS的较多，如博世（BOSCH）ABS 2S和2E、戴维斯（TEVES）ABS MKⅣ和MK 20、德尔科（DELCO）ABSⅣ、本迪克斯（BENDIX）ABS 4和ABS 6等。

图1-9 整体式ABS

图1-10 分离式ABS

二、按车轮控制方式分类

按车轮控制方式不同，电子控制防抱死制动系统可分为轮控式与轴控式两种。轴控式又分为低选控制（SL，Select Low）和高选控制（SH，Select High）两种。在制动系统中，制动压力能够独立进行调节的制动管路称为控制通道。每个车轮各占用一个控制通道的称为轮控式（又称为独立控制式或单轮控制式）；两个车轮占用同一个控制通道的称为同时控制。当同时控制的两个车轮在同一轴上时，则称为轴控式。

在采用轴控式ABS的汽车上，当左、右车轮行驶在附着系数不同的路面上时，由于左、右车轮与路面之间的附着力不同，左、右车轮在制动时抱死的时机就会不同，附着系数小的车轮先抱死，附着系数大的车轮后抱死。如果以保证附着系数较小的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力，这两个车轮就是按低选原则进行控制，简称低选控制（SL）；如果以保证附着系数较大的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力，这两个车轮就是按高选原则进行控制，简称高选控制（SH）。

1.六通道六传感器式ABS

六通道六传感器式ABS主要用于大型客车上，采用独立控制，如图1-11所示。

2.四通道四传感器式ABS

四通道四传感器式ABS如图1-12所示。四通道四传感器式ABS有4个轮速传感器，在通往4个车轮制动轮缸的管路中各设1个制动压力调节装置（如电磁阀），分别进行独立控制，构成四通道四传感器控制形式。

由于四通道四传感器式ABS是根据各车轮轮速传感器输入的信号，分别对各个车轮进行独立控制，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。四通道控制方式特别适用于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转向操纵能力，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偏移，不能保持汽车按预定方向行驶，影响汽车的方向稳定性，一般驾驶人修正较为困难。通常在具有驱动防滑转（ASR）功能时采用四通道式。

图1-11 六通道六传感器式ABS

图1-12 四通道四传感器式ABS

a）双制动管路前后布置 b）双制动管路对角布置

常见车型：奥迪（前轮驱动）、红旗轿车、广州本田（X型）。

3.三通道式ABS系统

三通道式ABS系统如图1-13所示。三通道式ABS有的用4个轮速传感器，也有的用3个轮速传感器。一般三通道式ABS是对两前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制，因此也称为混合控制。

图1-13a适用于前轮驱动汽车及按对角布置的双管路制动系统。该系统虽然在通往4个车轮制动轮缸的制动管路中，各设置了1个制动压力调节分装置，但两个后轮制动压力调节分装置却是由电子控制器按低选原则一同控制的。

目前，小轿车普遍采用了三通道防抱死制动系统，即对两前轮采用独立控制，对两后轮采用低选控制。这是因为对两后轮采用低选控制可以保证汽车在各种条件下，左、右两个后轮的制动力相等。即使两侧车轮的附着力相差较大，两个车轮的制动力也能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，从而保证汽车在各种条件下制动时，都具有良好的方向稳定性。虽然两后轮按低选原则控制存在后轮附着系数较大，一侧的附着力不能充分利用，汽车的总制动力有所减小的问题，但是在紧急制动时，由于发生轴荷前移，在总制动力中，后轮的制动力所占比重较小，尤其是小轿车，前轮的附着力比后轮的附着力大得多，后轮制动力通常只占总制动力的30%左右。因此，后轮附着力未能充分利用对汽车的总制动力影响不大。

图1-13 三通道式ABS

a）三通道四传感器ABS（前轮驱动） b）三通道四传感器ABS（后轮驱动） c）三通道三传感器ABS（对角布置）

对两前轮进行独立控制，主要是考虑到小轿车（特别是前轮驱动轿车）前轮的制动力占总制动力比例较大（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，有利于缩短制动距离；另一方面可使两前轮在制动过程中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，但是两前轮制动力不平衡对汽车行驶的方向稳定性影响相对较小，并可通过驾驶人操纵转向盘进行修正。正因如此，国产奥迪100、200型、桑塔纳2000GSi型、捷达、红旗CA7220E型轿车等都采用了三通道式防抱死制动系统。

图1-13b、c适用于后轮驱动汽车及按前后布置的双管路制动系统。在通往两后轮制动轮缸的制动总管路中，只设置1个制动压力调节分装置，以便对两后轮制动轮缸的制动压力进行一同控制。由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车，也可以在传动系统中（如主减速器或变速器中）只设置1个轮速传感器，如图1-13c所示，测量两后轮的平均转速，实现近似低选原则的一同控制。

常见车型有桑塔纳2000GSi、北京切诺基。

4.双通道式ABS

双通道ABS如图1-14a所示。从图中可以看出，在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中，各设置一个制动压力调节分装置，分别对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制。

对于后轮驱动的汽车，可以在两前轮和传动系中各安装一个轮速传感器。当在附着系数分离的路面上进行紧急制动时，两前轮的制动力相差很大，为保持汽车的行驶方向，驾驶人会通过转动转向盘使前轮偏转，以求用转向轮产生的横向力与不平衡的制动力相抗衡，保持汽车行驶方向的稳定性。但是在两前轮从附着系数分离路面驶入附着系数均匀路面的瞬间，原先处于低附着系数路面而抱死的前轮的制动力因附着力突然增大而增大，由于驾驶人无法在瞬间将转向轮回正，转向轮上仍然存在的横向力，将会使汽车向转向轮偏转方向行驶，这在高速行驶时是一种无法控制的危险状态。

图1-14 双通道ABS

a）对角型 b）前后型

图1-14b所示的双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立控制，制动液通过比例阀（P阀）按一定比例减压后传给对角后轮。

对于采用双通道ABS控制方式的前轮驱动汽车，如果在紧急制动时离合器没有及时分离，前轮在制动压力较小时就趋于抱死，而此时后轮的制动力还远未达到其附着力的大小，汽车的制动力会显著减小。而对于采用此控制方式的后轮驱动汽车，如果将比例阀调整到正常制动情况下前轮趋于抱死时，后轮的制动力接近其附着力，则紧急制动时由于离合器难以及时分离，导致后轮抱死，使汽车丧失方向稳定性。

由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵性和制动距离各方面得到兼顾，目前采用得很少。

5.一通道式ABS

一通道式ABS常称为单通道ABS，它在后轮制动器总管中设置一个制动压力调节器，在后桥主减速器上安装一个轮速传感器（也有在两后轮上各安装一个），如图1-15所示。

单通道ABS一般是对两后轮按低选原则进行一同控制。这种系统不能使两后轮的附着力得到充分利用，因而制动距离不会明显缩短。另外，前轮制动轮缸的压力并未进行控制，制动时前轮仍会出现制动抱死，转向操纵能力也未得到改善，但由于制动时两后轮并未抱死，能够显著地提高制动时的方向稳定性，在安全上是一大优势，加之具有结构简单、成本低廉等优点，所以目前单通道ABS在一些轻型载货汽车上仍广泛应用。

图1-15 一通道一传感器ABS

三、按控制方式分类

目前ABS按控制方式可分为两种，即模仿控制方式和预测控制方式。

1.模仿控制方式

模仿控制方式是在控制过程中，记录前一控制周期，即从制动减压到增压过程中的各种参数，再按这些参数规定出下一控制周期的控制条件。此种控制方式更接近理想的制动控制，它能对制动过程中各种因素（如制动时的路面条件、使用的挡位等）的影响及时修正，在各种路面或行驶条件下紧急制动时，使车轮滑移率的变化范围更小。

2.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控制条件，然后再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。根据控制参数不同，采用预测控制方式的ABS又可分为下列4种形式。

1）以车轮减速度为控制参数。这种形式的ABS通过轮速传感器检测轮速，并对其进行微分计算，求得车轮减速度，然后与ABS ECU中预先设定的车轮减速度限值进行比较，根据比较结果向执行机构发出指令，以增加或减小制动压力，对制动过程进行控制。

2）以车轮滑移率为控制参数。这种形式的ABS通过传感器检测的车速和轮速计算出车轮的滑移率，然后与ABS ECU中预先设定的车轮滑移率限值进行比较，根据比较结果向执行机构发出指令，以增加或减小制动压力，对制动过程进行控制。轮速传感器可准确检测轮速，而准确检测车速比较困难，目前ABS中应用最多的检测车速的方法是根据车轮速度近似计算车速。

3）以车轮减速度和加速度为控制参数。这种形式的ABS通过轮速传感器检测轮速，并计算求得车轮减速度和加速度，在ABS ECU中预先设有车轮减速度限值和加速度限值，ABS ECU对车轮减速度或加速度与设定值进行比较，对制动过程进行控制。当车轮减速度超过其设定值时，ABS ECU向执行机构发出指令，减小制动压力，此后车轮将加速旋转；当车轮加速度超过其设定值时，ABS ECU向执行机构发出指令，增加制动压力，此后车辆将减速旋转，如此反复实现ABS的控制。

4）以车轮减速度、加速度和滑移率为控制参数。这种控制方式的ABS采用多参数控制，综合了上述3种控制方式的优点，对制动过程的控制更准确，目前多数ABS均采用这种控制方式。

四、按结构及原理分类

1.液压制动ABS

液压制动系统广泛应用于轿车和轻型载货汽车上，目前液压制动系统中装用的ABS，按其液压控制部分结构原理的不同主要可分为整体式、分离式和ABS-Ⅵ三种类型。其主要区别在于：在整体式ABS中，制动压力调节器与制动主缸结合为一个整体，其结构更为紧凑，在美国生产的汽车上常装用整体式ABS；在分离式ABS中，制动压力调节器与制动主缸分别为独立的总成，日本丰田公司各型车所装用的是分离式ABS；ABS-Ⅵ常用在美国通用公司生产的各型车和韩国大宇车上，它装用3个带控制阀的活塞泵（制动压力调节器），两前轮各用1个、两后轮共用1个。

2.气压制动ABS

气压制动系统主要用于中、重型载货汽车上，所装用的ABS按其结构原理主要分为两种类型，即用于四轮后驱动气压制动汽车上的ABS和用于汽车、火车上的ABS。

3.气顶液制动ABS

气顶液制动系统兼有气压和液压两种制动系统的特点，应用在部分中、重型汽车上。气顶液制动ABS按其结构原理又可分为两种类型，一种是通过对气顶液动力缸输入空气压力来控制制动压力的ABS，另一种是直接控制由气顶液动力缸输出到各车轮制动器的制动液压力的ABS。

五、按生产厂家分类

博世（BOSCH）ABS，由德国博世公司生产。戴维斯（TEVES）ABS，由德国戴维斯公司生产。上述两个公司生产的ABS在欧、美、日、韩轿车上装用最多。德尔科（DELCO）ABS，由美国德尔科公司生产，在美国通用、韩国大宇等轿车上装用。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装用最多。

以上4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，由于生产年代和装用车型的不同，ABS的形式也可能不一样。有一些国家的生产厂家也生产其他形式的ABS，其中有的是从上述厂家引进技术，并在此基础上进行单独开发或合作开发生产，有相当部分的ABS属于上述4种的某一变形。另外，还有德国的瓦布科（WABCO）公司，英国卢卡斯、格林（Lucas Girling）公司，日本本田住友（Honda Sumitomo）和美国凯尔塞·海斯（Kelsey Hayes）公司生产的ABS，它们广泛装用在载货汽车或大型客车上。中国上海汽车制动系统有限公司生产的ABS，是从ITT公司引进并合资生产的。

除上述分类方法外，还有其他分类方法。如按制动压力调节器调压方式可分为流通式和变容式等；按照控制车轮的数量不同，可分为两轮ABS和四轮ABS；按照ABS是单独使用还是涵盖其他功能分为ABS式、ABS+ASR式和ABS+EBD+TCS+DSC+……式等。