科目：
- 歷史
- Doel
- 運作方式
- 速度感測器
- 水力骨材
- 油壓迴路
- ABS控制循環
- 防止μ分裂的控制原理
- 有和沒有 ABS 的車輛的測量
歷史：
ABS（防鎖死煞車系統的縮寫）早在1961年，輪胎製造商Dunlop就在Ferguson P99一級方程式賽車上成功試驗了ABS。 大約十四年前，「普通」汽車上引進了類似的技術。 現在所有的新車都配備了ABS。
目標：
ABS 的目的是在行駛時利用輪胎與路面之間的最大附著力。 ABS 也確保保持行駛穩定性。 這包括：
- 轉向穩定性：當ABS啟動時，車輛保持可轉向。 當車輪打滑時，車輛會向一個方向滑動，轉向運動無法傳遞到路面。
- 路線穩定性：如果車輪鎖死，車輛可以採取不同的路線。 例如，後輪受阻會導致車輛繞其軸線旋轉，從而導致車輛在道路上向後倒退。
手術：
煞車系統負責煞車車輪。 在任何情況下都不應將車輪抱死，因為這樣車輪就會失去對路面的抓地力。 然後車輪在瀝青上滑動，這意味著無法再傳遞轉向運動。 在這種情況下，車輛將無法控制。 ABS 系統可防止車輪卡住。
當車輪有鎖死危險時，ABS 系統會確保減少該車輪上的煞車壓力（車輪煞車分泵上的煞車油壓力）。 在那一刻，無論你用腳多用力踩煞車踏板都沒關係。 ABS 系統可調整煞車壓力，防止車輪打滑。 在某一點上，ABS系統會逐漸再次建立壓力，因為車輪當然必須盡可能地煞車。 如此持續直至再次達到滑移極限； 然後壓力再次降低。 這個過程需要幾毫秒。 然後可以感覺到煞車踏板有振動。 常常會聽到 ABS 幫浦的聲音。
下圖顯示了 ABS 系統組件的概覽。
上圖顯示了兩個紅色管道。 它們從主煞車缸延伸至液壓裝置。 Hydroaggregate 是 ABS 泵的另一種說法。 兩條紅線與獨立煞車系統有關； 左前與右後，右前與左後。 例如，如果左前輪出現洩漏，導致煞車油全部洩漏，您仍然可以使用另一個煞車迴路進行煞車。 橙色管道從液壓裝置延伸到所有車輪。 在液壓裝置中，可以調整每個車輪的煞車力道。
每個車輪上都安裝有速度感測器。 這樣可以連續監控所有四個輪子的速度。 藍線是連接到速度感測器的訊號線。 訊號線從每個車輪連接到控制單元。 來自煞車踏板和液壓裝置的訊號也傳送至控制單元。 在所示的汽車中，它位於汽車內部的座椅下方。 如今，您越來越常看到控制單元連接到液壓單元。 那麼它就是一個整體。 如果系統故障，例如由於感測器有缺陷或髒污、電纜有缺陷或液壓裝置有缺陷，儀表板上的故障燈將會亮起。 然後可以使用診斷設備讀取故障。
速度感測器：
下圖顯示了處於安裝狀態的感應式速度感測器。 這是前懸吊上的麥花臣支柱的照片。 此處還可以看到感測器測量速度的齒輪環。
感應式速度感測器：
感應式速度感測器由永久磁鐵及其周圍的線圈組成。 當齒環（附在驅動軸上）的齒穿過永久磁鐵的磁場時，磁場強度會改變。 磁場的變化導致線圈中產生電壓。 速度訊號中的每個週期對應於牙齒經過感測器。 環上的齒數和驅動軸的轉速決定了訊號的頻率和振幅。
MRE 感測器需要電源才能運作。 然而，這些感測器通常只有兩根電線（因此有兩個連接）。 感測器透過負極電纜將訊號傳送至 ABS 控制單元。 由於半導體板暴露在變化的磁場中時電阻會發生變化，因此形成了訊號。
來自速度感測器的訊號傳送到 ABS 控制單元。 來自四個車輪的訊號相互比較。 當車輛駛過彎道時，內側彎道車輪的速度會低於外側彎道車輪的速度。 這是經過測量的，但當然完全在裕度範圍內。
如果煞車時速度相差太大，ABS控制單元將確保液壓單元降低相關車輪上的煞車壓力（煞車太猛）。 如果加速時速度差太大，引擎功率會被引擎管理系統突然降低。
如果 ABS 系統故障，可以使用示波器測量訊號。 這些可以在方向盤上測量，也可以在控制裝置上測量。 透過測量方向盤，您可以檢查 ABS 感測器是否正常運作。 當在控制單元上進行測量時，可以排除接線缺陷是否是故障的原因。
測量過程中可以檢查電感式感測器的頻率和幅度是否正確。 使用霍爾感應器，您可以檢查車輪轉動時訊號的頻率是否正確。 為此，請將輪旋轉一圈，以便快速識別牙齒中的任何缺陷。 對於損壞的牙齒，感測器訊號的純度會出現偏差（想像每次旋轉的頻率都比預期的要寬）。
水力骨材：
左下圖顯示了內建控制裝置的水力發電機。 這可以從插頭連接中的大量引腳看出。
從主煞車缸到車輪的管路連接也在這裡可見。 獨立的煞車迴路（左前與右後、右前與左後）均整合在此幫浦裝置中。
當我們拆開液壓裝置時，可以看到閥塊。 右下圖顯示了水力發電機的內部。
液壓迴路：
下面的液壓圖顯示了液壓裝置內部和周圍的組件。 若要了解操作、部件和符號，請查看頁面 水力學基本原理 進行諮詢。
下圖是針對一個輪子繪製的。 數字 5、6 和 9 是內部數字。 另一個輪子使用相同的組件，除了 2/2 閥門 (6) 之外，只是連接方式不同。 換句話說，如果畫出整車的圖，旁邊就會有六個2/2閥門，每個閥門都有自己的管道。 為了清楚起見，現在只顯示一個煞車電路的圖表。
情況1：無煞車穩定：
右圖為無煞車且穩定的情況。 踩下煞車踏板 (2)，使煞車總泵 (4) 向左 2/2 閥 (6) 施加液壓。 此 2/2 閥與煞車鉗 (7) 具有開放式連接。 由於煞車卡鉗的液壓增加，煞車片將壓向煞車碟盤。 然後將施加煞車。 速度感測器 (8) 記錄車輪的轉數。
情況2：ABS激活，保持煞車壓力：
此圖顯示了猛烈煞車且車輪減速度過大時的情況。 煞車處的 ABS 感知器已向控制單元的端子 5 傳輸速度訊號，該訊號低於其他車輪的速度訊號。 控制單元對此做出反應並關閉煞車卡鉗系統。
具體操作如下：向控制裝置的接腳 3 施加一定的電流，從而為左側 2/2 閥門上的電磁閥通電。 克服彈簧力將閥門推向左側。 這會阻止新煞車油進入煞車卡鉗。 右側 2/2 閥保持在相同位置，因此煞車油無法流向煞車或返回。 這使壓力保持恆定。 控制單元再次檢查有問題的車輪與其他車輪之間的速度差是否相差太大。 如果相互速度差極小，或者由於煞車壓力已保持恆定而不再存在速度差，則控制單元將再次從引腳3移除電流。 2/2 閥門彈回原始位置，因此情況 1 再次適用。 如果速度差沒有變化，甚至變得更大，則必須減少相關車輪的煞車壓力。 這種情況發生在情況 3 中。
狀況3：ABS啟動，降低煞車壓力：
為了降低煞車壓力，必須將煞車油泵入 2/2 閥和煞車卡鉗之間的管路中。 這是在上圖中完成的。
現在接腳 4 也通電，使右側 2/2 閥門通電。 現在它也移到左側位置，釋放煞車卡鉗和液壓泵之間的通道。 此時泵浦馬達將轉動，將煞車油從煞車鉗泵送到主缸。 現在，流體克服主煞車缸的力被泵回儲液器。 壓力減小，車輪將再次開始轉動。
總之：
情況1適用於輕駕駛和輕煞車時。 在煞車過程中，車輪可能會鎖死，即情況 2，而由於車輪卡住而必須降低壓力，即情況 3。在煞車過程中，情況會不斷變化。 如果情況 3 適用，即煞車油被泵離煞車，則必須再次煞車車輪。 否則車輛將無法足夠有力地煞車。 然後，駕駛員切換回情況1，然後再次切換到情況2，然後再次切換到情況3。這種情況會一直發生，直到駕駛員停止制動，或者直到他或她在不同的路面上行駛，例如，更硬的路面（更高的摩擦係數） 。
ABS控制循環：
下圖顯示了 ABS 的控制週期。 增加了各種因素，例如車速 (A) 與輪速、輪週加速度 (B)、系統活動 (C) 和煞車壓力 (D)。
該圖也分為9個時間段。 每個時期都有明顯的變化，因為制度在調整。 該時間段總共約20毫秒，分為9個不等的區塊。 圖表下方是線條的解釋。
A: 黑線是車速，綠線是車輪速度，紅線是參考速度。 車速降低（週期 1），但車輪速度降低得更快。 紅色參考線被切斷。 當綠線最終低於紅線時（從第 2 期開始），車輪可能會打滑。 因此，ABS 將進行幹預。
B: 此線表示車輪圓週加速度。 舉個例子：轉動方向盤並緩慢減速，B 處的線仍接近零線。 現在以相同的速度轉動方向盤並更用力地制動，線路將進一步向下延伸。 當加快速度時也會發生這種情況； 如果您從 0 公里/小時快速轉動方向盤到 10 公里/小時，如果您需要 5 秒才能將方向盤從 0 公里/小時轉動到 10 公里/小時，線會進一步上升。 簡而言之，這就是車輪圓週加速度。
C: 這條線表示系統中壓力穩定的位置； 然後 ABS 開始工作。 當 C 處的線較低（零線）時，ABS 系統不工作。 在第7時段，ABS被脈動控制，使得輪速不會下降太快。
D: 這條線表示煞車壓力。 煞車壓力不斷增加，直到綠色車輪速度線 (A) 與紅色參考線相交。 ABS 開始工作（C）並確保車輪圓週加速度不會變得太低。 輪週加速度在第4時段處於零線處； 恰好是（A）中車輪速度從負值變為正值的時刻。 此時壓力保持恆定。 在第 7 期，脈動控制清晰可見。 現在小心增加煞車壓力，以免車輪煞車太快。
防止μ分裂的控制原則：
可以使用此資訊針對每個車輪單獨設定 ABS。 輪速感知器記錄每個車輪的速度。 這是必要的，因為在所有情況下，必須權衡可實現的最大摩擦係數與車輛的操縱性。 當車輛左輪在乾燥的瀝青路面上、右輪在軟路肩上行駛並且施加最大煞車力時，車輛將失去控制並沿其軸線轉動。 瀝青路面和冰面上車輪煞車力的差異會產生偏航力矩，從而導致偏離路線。 這種情況稱為μ分裂情況。 µ 發音為“mu”。 為了防止這種情況，應用了許多控制原則：
- 單獨控制（IR）：煞車壓力設定為每個車輪的最大摩擦係數。 這可能會導致偏航力矩較大，但可以實現最大煞車力。
- 選擇低控制（SL）：具有最低摩擦係數的車輪決定另一個車輪的煞車壓力。 未使用可達到的最大製動力，但橫擺力矩較低。
- 選擇高控制（SH）：具有最高摩擦係數的車輪決定另一個車輪的煞車壓力。 select-high方案僅用於ASR方案。
- 選擇智慧或修改控制：煞車期間，控制從低選擇變為單獨控制。 這允許在橫擺力矩和最大製動力之間實現折衷。 此方案常應用於商用車。
通常客車的煞車系統是對角分離的（左十字）。 下圖顯示了一個範例。 這顯示了左前和右後的紅色煞車系統以及右前和左後的藍色煞車系統。
前輪的煞車由單獨控制裝置（IR）控制。 一個前輪的煞車壓力設定為另一個前輪的最大摩擦係數。 在緊急停止期間，前輪將單獨搜索可實現的最大煞車力道。
後輪的煞車根據低速選擇 (SL) 原理進行控制。 摩擦係數最小的後輪的調節煞車壓力決定了另一個後輪的煞車壓力。 兩個後輪的煞車扭力將保持相同。
有和沒有 ABS 的車輛的測量：
為了更了解 ABS 系統對車輛的影響，本節顯示了兩個測量圖表，顯示了沒有 ABS 和帶有 ABS 的煞車車輛之間的差異。
車速相對於不含 ABS 的輪速：
右圖顯示了車速與輪速的比較。
從 t = 0 秒開始，車輛速度為每秒 15 公尺。 此時煞車踏板被踩到最大。 其間車速線性降低至 0 m/s
t = 2,75 和 3,00 秒。 在 t = 0,5 到 1,0 秒之間，車輪速度完全降至 0 m/s。 這意味著車輪的速度已經為 0 m/s，因此它是靜止的，而車輛仍在移動。 就在這時，一個輪子被擋住了。 當車輛尚未靜止時，車輪在路面上打滑。 在這種情況下，ABS 不工作。
車速相對於帶 ABS 的輪速：
右圖中，藍線是相同的； 車速為 15 m/s 時，最大煞車速度為 0 m/s。 這會在 3 秒內再次發生。 現在 ABS 開始工作，t = 0,3 秒時的紅線並沒有下降到 0 m/s，但車輪的速度再次增加。 這可以從在 t = 0,5 秒之前先下降並再次上升的紅線看出。 當車速為 7,5 m/s 時，ABS 會降低煞車壓力。 其他車輪的速度等於車速，因此也等於藍線。 左前輪的 ABS 感知器記錄減速度。 ABS 計算機辨識出速度差異，從而進行幹預。 液壓裝置降低煞車壓力，直到藍線和紅線再次相同。 此時，煞車壓力再次保持恆定。 直到車輛停下來，ABS 繼續控制打滑車輪的速度。
主煞車分泵內的壓力與不含 ABS 的車輪煞車分泵中的壓力相比：
施加在煞車踏板上的力透過液體位移轉換成煞車總泵中的煞車壓力。 此煞車壓力如下圖的藍線所示。
無論車輪是否打滑，車輪煞車分泵中的煞車壓力（紅線）都保持與主煞車分泵中的壓力相同。 所以這就是沒有ABS的情況。
主煞車分泵中的壓力與帶 ABS 的車輪煞車分泵中的壓力相比：
在ABS開始工作的情況下，主煞車分泵和車輪煞車缸中的壓力不再相等。 由於駕駛員一直踩下煞車踏板，因此主煞車缸中的壓力仍然很高。 圖中紅線在 t = 0,3 秒時減少； 此時 ABS 會降低煞車壓力。 煞車壓力的降低導致車輪再次滾動。 從t = 0,4秒開始，煞車壓力再次逐漸增加，直到車輪的速度與其他車輪相同。 這是 t = 2,35 秒時的情況。
