第三節 汽車防抱死制動系統的類型

過去人們常將ABS分為兩大類，即機械式ABS和電子式ABS。目前機械式ABS系統已經淘汰，主要采用機電一體化的電子控制式ABS。電子控制式ABS的種類很多，分類方法各異。

一、按外觀結構或組合形式分類

根據制動壓力調節器（執行器）與制動主缸的結構關系，可分為整體式和分離式兩類，從外觀上可以看出二者有明顯的不同。

1.整體式ABS

整體式ABS是將制動壓力調節器與制動主缸、蓄壓器結合在一起形成一個總體，如圖1-9所示。整體式ABS結構非常緊湊，管路接頭少，但成本相對較高，目前多作為標準裝備或在高級轎車上采用。裝用整體式ABS的有博世ABS3、戴維斯ATE型、本迪克斯ABS9和德爾科ABS等。

2.分離式ABS

分離式ABS，其制動壓力調節器自成一體，通過管路與制動主缸相連，如圖1-10所示。分離式ABS在汽車上布置比較靈活。在原來沒有ABS的車型上新裝備ABS時，通常無須對汽車的原布置進行較大改動，很適合將ABS作為選擇裝備裝用，而且成本相對較低。但制動管路相對較為復雜，管路接頭增多。目前裝用分離式ABS的較多，如博世（BOSCH）ABS 2S和2E、戴維斯（TEVES）ABS MKⅣ和MK 20、德爾科（DELCO）ABSⅣ、本迪克斯（BENDIX）ABS 4和ABS 6等。

圖1-9 整體式ABS

圖1-10 分離式ABS

二、按車輪控制方式分類

按車輪控制方式不同，電子控制防抱死制動系統可分為輪控式與軸控式兩種。軸控式又分為低選控制（SL，Select Low）和高選控制（SH，Select High）兩種。在制動系統中，制動壓力能夠獨立進行調節的制動管路稱為控制通道。每個車輪各占用一個控制通道的稱為輪控式（又稱為獨立控制式或單輪控制式）；兩個車輪占用同一個控制通道的稱為同時控制。當同時控制的兩個車輪在同一軸上時，則稱為軸控式。

在采用軸控式ABS的汽車上，當左、右車輪行駛在附著系數不同的路面上時，由于左、右車輪與路面之間的附著力不同，左、右車輪在制動時抱死的時機就會不同，附著系數小的車輪先抱死，附著系數大的車輪后抱死。如果以保證附著系數較小的車輪不發生抱死為原則來調節制動壓力，這兩個車輪就是按低選原則進行控制，簡稱低選控制（SL）；如果以保證附著系數較大的車輪不發生抱死為原則來調節制動壓力，這兩個車輪就是按高選原則進行控制，簡稱高選控制（SH）。

1.六通道六傳感器式ABS

六通道六傳感器式ABS主要用于大型客車上，采用獨立控制，如圖1-11所示。

2.四通道四傳感器式ABS

四通道四傳感器式ABS如圖1-12所示。四通道四傳感器式ABS有4個輪速傳感器，在通往4個車輪制動輪缸的管路中各設1個制動壓力調節裝置（如電磁閥），分別進行獨立控制，構成四通道四傳感器控制形式。

由于四通道四傳感器式ABS是根據各車輪輪速傳感器輸入的信號，分別對各個車輪進行獨立控制，因此，附著系數利用率高，制動時可以最大限度地利用每個車輪的最大附著力。四通道控制方式特別適用于汽車左右兩側車輪附著系數相近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩定性和轉向操縱能力，而且可以得到最短的制動距離。但是如果汽車左右輪附著力相差較大，如行駛在附著系數對分的路面上或汽車兩側垂直載荷相差較大時，制動時兩個車輪的地面制動力就相差較大，因此會產生橫擺力矩，使車身向制動力較大的一側偏移，不能保持汽車按預定方向行駛，影響汽車的方向穩定性，一般駕駛人修正較為困難。通常在具有驅動防滑轉（ASR）功能時采用四通道式。

圖1-11 六通道六傳感器式ABS

圖1-12 四通道四傳感器式ABS

a）雙制動管路前后布置 b）雙制動管路對角布置

常見車型：奧迪（前輪驅動）、紅旗轎車、廣州本田（X型）。

3.三通道式ABS系統

三通道式ABS系統如圖1-13所示。三通道式ABS有的用4個輪速傳感器，也有的用3個輪速傳感器。一般三通道式ABS是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪按低選原則進行一同控制，因此也稱為混合控制。

圖1-13a適用于前輪驅動汽車及按對角布置的雙管路制動系統。該系統雖然在通往4個車輪制動輪缸的制動管路中，各設置了1個制動壓力調節分裝置，但兩個后輪制動壓力調節分裝置卻是由電子控制器按低選原則一同控制的。

目前，小轎車普遍采用了三通道防抱死制動系統，即對兩前輪采用獨立控制，對兩后輪采用低選控制。這是因為對兩后輪采用低選控制可以保證汽車在各種條件下，左、右兩個后輪的制動力相等。即使兩側車輪的附著力相差較大，兩個車輪的制動力也能限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，從而保證汽車在各種條件下制動時，都具有良好的方向穩定性。雖然兩后輪按低選原則控制存在后輪附著系數較大，一側的附著力不能充分利用，汽車的總制動力有所減小的問題，但是在緊急制動時，由于發生軸荷前移，在總制動力中，后輪的制動力所占比重較小，尤其是小轎車，前輪的附著力比后輪的附著力大得多，后輪制動力通常只占總制動力的30%左右。因此，后輪附著力未能充分利用對汽車的總制動力影響不大。

圖1-13 三通道式ABS

a）三通道四傳感器ABS（前輪驅動） b）三通道四傳感器ABS（后輪驅動） c）三通道三傳感器ABS（對角布置）

對兩前輪進行獨立控制，主要是考慮到小轎車（特別是前輪驅動轎車）前輪的制動力占總制動力比例較大（可達70%左右），可以充分利用兩前輪的附著力。一方面使汽車獲得盡可能大的總制動力，有利于縮短制動距離；另一方面可使兩前輪在制動過程中始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好的轉向控制能力。盡管兩前輪獨立控制可能導致兩前輪制動力不平衡，但是兩前輪制動力不平衡對汽車行駛的方向穩定性影響相對較小，并可通過駕駛人操縱轉向盤進行修正。正因如此，國產奧迪100、200型、桑塔納2000GSi型、捷達、紅旗CA7220E型轎車等都采用了三通道式防抱死制動系統。

圖1-13b、c適用于后輪驅動汽車及按前后布置的雙管路制動系統。在通往兩后輪制動輪缸的制動總管路中，只設置1個制動壓力調節分裝置，以便對兩后輪制動輪缸的制動壓力進行一同控制。由于三通道ABS對兩后輪進行一同控制，對于后輪驅動的汽車，也可以在傳動系統中（如主減速器或變速器中）只設置1個輪速傳感器，如圖1-13c所示，測量兩后輪的平均轉速，實現近似低選原則的一同控制。

常見車型有桑塔納2000GSi、北京切諾基。

4.雙通道式ABS

雙通道ABS如圖1-14a所示。從圖中可以看出，在按前后布置的雙管路制動系統的前后制動管路中，各設置一個制動壓力調節分裝置，分別對兩前輪和兩后輪進行一同控制。兩前輪可以根據附著條件進行高選和低選轉換，兩后輪則按低選原則一同控制。

對于后輪驅動的汽車，可以在兩前輪和傳動系中各安裝一個輪速傳感器。當在附著系數分離的路面上進行緊急制動時，兩前輪的制動力相差很大，為保持汽車的行駛方向，駕駛人會通過轉動轉向盤使前輪偏轉，以求用轉向輪產生的橫向力與不平衡的制動力相抗衡，保持汽車行駛方向的穩定性。但是在兩前輪從附著系數分離路面駛入附著系數均勻路面的瞬間，原先處于低附著系數路面而抱死的前輪的制動力因附著力突然增大而增大，由于駕駛人無法在瞬間將轉向輪回正，轉向輪上仍然存在的橫向力，將會使汽車向轉向輪偏轉方向行駛，這在高速行駛時是一種無法控制的危險狀態。

圖1-14 雙通道ABS

a）對角型 b）前后型

圖1-14b所示的雙通道ABS多用于制動管路對角布置的汽車上，兩前輪獨立控制，制動液通過比例閥（P閥）按一定比例減壓后傳給對角后輪。

對于采用雙通道ABS控制方式的前輪驅動汽車，如果在緊急制動時離合器沒有及時分離，前輪在制動壓力較小時就趨于抱死，而此時后輪的制動力還遠未達到其附著力的大小，汽車的制動力會顯著減小。而對于采用此控制方式的后輪驅動汽車，如果將比例閥調整到正常制動情況下前輪趨于抱死時，后輪的制動力接近其附著力，則緊急制動時由于離合器難以及時分離，導致后輪抱死，使汽車喪失方向穩定性。

由于雙通道ABS難以在方向穩定性、轉向操縱性和制動距離各方面得到兼顧，目前采用得很少。

5.一通道式ABS

一通道式ABS常稱為單通道ABS，它在后輪制動器總管中設置一個制動壓力調節器，在后橋主減速器上安裝一個輪速傳感器（也有在兩后輪上各安裝一個），如圖1-15所示。

單通道ABS一般是對兩后輪按低選原則進行一同控制。這種系統不能使兩后輪的附著力得到充分利用，因而制動距離不會明顯縮短。另外，前輪制動輪缸的壓力并未進行控制，制動時前輪仍會出現制動抱死，轉向操縱能力也未得到改善，但由于制動時兩后輪并未抱死，能夠顯著地提高制動時的方向穩定性，在安全上是一大優勢，加之具有結構簡單、成本低廉等優點，所以目前單通道ABS在一些輕型載貨汽車上仍廣泛應用。

圖1-15 一通道一傳感器ABS

三、按控制方式分類

目前ABS按控制方式可分為兩種，即模仿控制方式和預測控制方式。

1.模仿控制方式

模仿控制方式是在控制過程中，記錄前一控制周期，即從制動減壓到增壓過程中的各種參數，再按這些參數規定出下一控制周期的控制條件。此種控制方式更接近理想的制動控制，它能對制動過程中各種因素（如制動時的路面條件、使用的擋位等）的影響及時修正，在各種路面或行駛條件下緊急制動時，使車輪滑移率的變化范圍更小。

2.預測控制方式

預測控制方式是預先規定控制參數和設定值等控制條件，然后再根據檢測的實際參數與設定值進行比較，對制動過程進行控制。根據控制參數不同，采用預測控制方式的ABS又可分為下列4種形式。

1）以車輪減速度為控制參數。這種形式的ABS通過輪速傳感器檢測輪速，并對其進行微分計算，求得車輪減速度，然后與ABS ECU中預先設定的車輪減速度限值進行比較，根據比較結果向執行機構發出指令，以增加或減小制動壓力，對制動過程進行控制。

2）以車輪滑移率為控制參數。這種形式的ABS通過傳感器檢測的車速和輪速計算出車輪的滑移率，然后與ABS ECU中預先設定的車輪滑移率限值進行比較，根據比較結果向執行機構發出指令，以增加或減小制動壓力，對制動過程進行控制。輪速傳感器可準確檢測輪速，而準確檢測車速比較困難，目前ABS中應用最多的檢測車速的方法是根據車輪速度近似計算車速。

3）以車輪減速度和加速度為控制參數。這種形式的ABS通過輪速傳感器檢測輪速，并計算求得車輪減速度和加速度，在ABS ECU中預先設有車輪減速度限值和加速度限值，ABS ECU對車輪減速度或加速度與設定值進行比較，對制動過程進行控制。當車輪減速度超過其設定值時，ABS ECU向執行機構發出指令，減小制動壓力，此后車輪將加速旋轉；當車輪加速度超過其設定值時，ABS ECU向執行機構發出指令，增加制動壓力，此后車輛將減速旋轉，如此反復實現ABS的控制。

4）以車輪減速度、加速度和滑移率為控制參數。這種控制方式的ABS采用多參數控制，綜合了上述3種控制方式的優點，對制動過程的控制更準確，目前多數ABS均采用這種控制方式。

四、按結構及原理分類

1.液壓制動ABS

液壓制動系統廣泛應用于轎車和輕型載貨汽車上，目前液壓制動系統中裝用的ABS，按其液壓控制部分結構原理的不同主要可分為整體式、分離式和ABS-Ⅵ三種類型。其主要區別在于：在整體式ABS中，制動壓力調節器與制動主缸結合為一個整體，其結構更為緊湊，在美國生產的汽車上常裝用整體式ABS；在分離式ABS中，制動壓力調節器與制動主缸分別為獨立的總成，日本豐田公司各型車所裝用的是分離式ABS；ABS-Ⅵ常用在美國通用公司生產的各型車和韓國大宇車上，它裝用3個帶控制閥的活塞泵（制動壓力調節器），兩前輪各用1個、兩后輪共用1個。

2.氣壓制動ABS

氣壓制動系統主要用于中、重型載貨汽車上，所裝用的ABS按其結構原理主要分為兩種類型，即用于四輪后驅動氣壓制動汽車上的ABS和用于汽車、火車上的ABS。

3.氣頂液制動ABS

氣頂液制動系統兼有氣壓和液壓兩種制動系統的特點，應用在部分中、重型汽車上。氣頂液制動ABS按其結構原理又可分為兩種類型，一種是通過對氣頂液動力缸輸入空氣壓力來控制制動壓力的ABS，另一種是直接控制由氣頂液動力缸輸出到各車輪制動器的制動液壓力的ABS。

五、按生產廠家分類

博世（BOSCH）ABS，由德國博世公司生產。戴維斯（TEVES）ABS，由德國戴維斯公司生產。上述兩個公司生產的ABS在歐、美、日、韓轎車上裝用最多。德爾科（DELCO）ABS，由美國德爾科公司生產，在美國通用、韓國大宇等轎車上裝用。本迪克斯（BENDIX）ABS，由美國本迪克斯公司生產，在美國克萊斯勒公司生產的汽車上裝用最多。

以上4種ABS在轎車上應用最為廣泛，而且每種ABS都在不斷發展、更新和換代，因此，即使同一廠家，由于生產年代和裝用車型的不同，ABS的形式也可能不一樣。有一些國家的生產廠家也生產其他形式的ABS，其中有的是從上述廠家引進技術，并在此基礎上進行單獨開發或合作開發生產，有相當部分的ABS屬于上述4種的某一變形。另外，還有德國的瓦布科（WABCO）公司，英國盧卡斯、格林（Lucas Girling）公司，日本本田住友（Honda Sumitomo）和美國凱爾塞·海斯（Kelsey Hayes）公司生產的ABS，它們廣泛裝用在載貨汽車或大型客車上。中國上海汽車制動系統有限公司生產的ABS，是從ITT公司引進并合資生產的。

除上述分類方法外，還有其他分類方法。如按制動壓力調節器調壓方式可分為流通式和變容式等；按照控制車輪的數量不同，可分為兩輪ABS和四輪ABS；按照ABS是單獨使用還是涵蓋其他功能分為ABS式、ABS+ASR式和ABS+EBD+TCS+DSC+……式等。