踩剎車時 ABS系統到底做了些什麼？
ABS防抱死系統恐怕是除了安全帶之外最重要的駕駛安全發明了。
這項技術源於航空領域，初衷是改善飛機降落滑行時輪胎的制動效能，提升安全性，同時將飛機輪胎的壽命延長。上世紀70年代左右，ABS技術已經成熟，成本和體積重量也大幅降低，因此開始大量裝備到家用汽車和商用車的剎車系統中。
ABS不是幫你踩剎車，而是幫你松剎車
ABS系統的出現讓駕駛初學者，也能夠做出媲美專業車手讓車輛有穩健的剎車姿態，將汽車剎車系統的效能發揮到極致，彷彿有一雙「神之腳」在幫助駕駛者剎車，這在過去是不可想像的。由於ABS能讓車輛在緊急制動時，在各種附著力的路面下輪胎都保有趨於理想的抓地力，車輛因此在緊急制動時變得依然可控，不會像老式汽車那樣車輛抱死後就開始側滑和跑偏，並且能夠讓駕駛者可以在緊急制動的狀態下將精力更多的投入到轉向變線等避讓動作，從而化解險情。而且，ABS系統是實現ESP等高階主動安全配置的前提和基礎。
由於汽車在制動時輪胎從純滾動（靜摩擦）到鎖死拖滑的過程是一個漸進的過程，經歷了滾動、邊滾邊滑和滑動三個階段。為了評價汽車車輪滑移成分所佔比例的多少，常用滑移率s來表示，其定義如下：
式中：u為車速； uw為車輪速度；ω為車輪滾動角速度；r為車輪半徑。
當車輪純滾動時，uw = u ，s = 0；當車輪抱死純滑動時， uw = 0 , s =100%；當車輪邊滾邊滑時，u>uw ，0<s<100%。車輪滑移率越大，說明車輪在運動中滑動成分所佔的比例越大。
前人根據試驗中累積的經驗，知曉了滑移率對汽車車輪制動附著係數和側向附著係數影響極大，從而影響汽車的制動性能。
工程師根據無數次的試驗得出了輪胎的滑移率曲線，從中可以看出，當地面對車輪法向反作用力一定時，滑移率大約在20%左右時制動縱向附著係數最大，車輪與路面之間的附著力就最大，此時的地面制動力也就最大，制動效果最佳。
當滑移率等於零時，側向附著係數最大，汽車抗側滑能力最強，制動時方向穩定性最好。側向附著係數隨著滑移率的增大而減小，當車輪完全抱死拖滑時側向附著係數≈0 ，汽車制動穩定性最差。
基於以上理論，ABS制動防抱死系統在車輛制動過程中會把車輪的滑移率控制在10%～30%的範圍內（目前主流ABS泵生產廠商，比如博世ABS 8.0容許的滑移率為15%～20%），以保證車輪與路面有良好的縱向、側向附著力，有效防止制動時汽車側滑、甩尾、失去轉向等現象發生，提高了汽車制動時的方向穩定性；制動時，ABS系統將制動力保持在最佳的範圍內，縮短了制動距離。這樣也減弱了輪胎與地面之間的劇烈摩擦，減輕了輪胎的磨損。
ABS系統的核心原件ABS泵串接在制動真空助力泵（剎車總泵）與制動卡鉗（制動分泵）之間，本質上是一套機電液壓壓力控制裝置。日常駕駛中絕大部分制動過程輪胎和地面的滑移率都是零，所以ABS泵並沒有起作用。
也就是說當ABS啟動，車輪的轉速呈現波浪式下降，而汽車相對地面的車速則是平穩下降。
目前主流ABS泵的工作已經非常迅速，這一升降壓力過程在一秒鐘之內會被重複十次以上，直到車速降為零。這種精確而迅速的控制，讓整個制動過程效率趨於完美，這是任何技術純熟的車手都沒有辦法做到的事情，所以即使是F1賽場，賽制強製取消ABS系統之後的彎前重剎也常常出現青煙四起的情景。
ABS系統是一個閉環控制系統，讓駕駛員踩踏剎車踏板，制動總泵建立制動壓力，同時輪速感測器獲取車輪信號，交由ECU處理分析，再控制ABS泵（制動壓力調節）調節制動總泵到制動分泵油路中的壓力，並通過控制剎車分泵壓力，控制剎車片對剎車盤的摩擦力，最終控制車輪的滑移率。
現在的主流ABS系統都是四路獨立控制，也就是每個輪胎的控制都是獨立不受牽連的，如果只有一個輪胎抱死，ABS系統也只會有一路介入工作，去控制某一個抱死的車輪，這就是所謂的EBD制動力分配系統，所以多路ABS系統，全稱應該為ABS+EBD。這樣各車輪都能夠具有理想的制動力分配，因此能夠進一步縮短汽車緊急制動時的制動距離和提高制動穩定性。
判斷輪胎是否鎖死依靠輪速感測器，就像上圖所示，每個輪胎一個，目前多採用霍爾感測器。
霍爾元件是一種神奇的半導體材料，它對磁場方向非常敏感，兩端的電勢會隨著磁偏角的不同而發生變化。霍爾元件在汽車上也是多處運用，除了輪速感測器，檢測發動機凸輪軸相位，以獲取點火噴油時機的凸輪軸相位感測器也是霍爾元件。相信理工科的同學對它很熟悉，車技君在這裡就不再多言。
ECU只能識別數字信號，來自霍爾元件的模擬電平信號並不能被ECU直接處理，所以霍爾元件和ECU中的處理器直接還需要有一個ADC過程（Analog to Digital Converter模擬到數字轉換），如上圖。
ABS泵可以發動機艙靠近防火牆制動總泵附近找到。外觀如上圖這樣。雖然原理簡單，但對可靠性要求高，目前絕大部分市場依然被國外巨頭所壟斷，如TRW天合，BOSCH博世，VALEO法雷奧，DENSO電裝，Continental大陸，ATE等等。
ABS泵內部長什麼樣子？它是如何工作的？
圓柱形的鼓包內部是一台有刷直流電機，為什麼會有電動機？
這台直流電機其實是凸輪式液壓泵的驅動電機，凸輪和活塞（紅框內）在它的驅動下把減壓過程中的輪缸流回的制動液壓送回高壓端，也就是把制動液加壓後輸送到回總泵，為下一個制動周期作好準備。
因此，在ABS工作過程中（減壓過程），這個電機必須一直保持旋轉，久而久之就會造成電動機碳刷的磨損，當電動機碳刷耗盡，ABS泵也就無法正常工作了。
當ABS液壓泵工作時，高壓制動液從分泵返回主缸時，以及制動液從主缸流回分泵時，制動分泵的高速收放動作會使高壓的制動液被頻繁擠壓，伴隨著制動踏板行程發生往複變化，也就是大家都會遇到的剎車踏板抖動頂腳現象。
上圖就是ABS泵內部的多組電磁閥體，圖中這個博世ESP8.0泵一共有12組電磁閥，也就是6個進油閥，6個出油閥。如果剎車油長時間不更換，不但會吸水造成沸點下降，還會因為變髒而讓這些精密的閥體密封性下降，甚至堵塞無法正常開閉，這樣車輛的剎車也會失效。
一組進出油閥分別連接剎車總泵和剎車分泵卡鉗，通過控制進出油閥的開閉，即可控制液壓油壓力升降，當進油閥開，出油閥關時，剎車液壓處於升壓狀態，進油閥關，出油閥開，此時處於減壓狀態。當進油閥，出油閥同時關閉，則維持制動液壓壓力。
ABS泵的電磁閥和電動機通過一塊控制板進行控制。紅色框是介面部分，來自輪速感測器的信號經過ECU處理電平訊號通過這裡傳遞給ABS泵內部控制電路，同時ABS泵的電機及電磁閥所需的12V電源也通過該介面提供。綠色部分就是ABS泵的控制電路版，主要是DSP數字信號處理，負責將來自ECU的指令變為控制ABS泵內部的電動機啟動，停止，各路電磁閥們的通斷信號。藍色部分為開關二極體組，核心就是肖特基二極體，從而實現控制電磁閥，電動機等大功率器件的動作，讓剎車防抱死功能得以實現。
如今幾乎已經買不到不配備ABS系統的乘用車了，在科技的帶動下，如今十萬級別的轎車的剎車性能已經超過了幾十年前沒有配備ABS系統的運動跑車的剎車性能。
最後給大家兩個溫馨提示：
一. 請不要亂改車輛剎車系統，也就是胡亂加大剎車分泵。在總泵工作容積沒有變化的前提下加大剎車分泵的容積，也就破壞了兩者的正常行程比，分泵需要更長的時間才能建立或降低到標定的剎車壓力，勢必會造成ABS泵的升壓降壓控制過程變慢，反而拉長了升降液壓壓力的周期，這樣就發揮不出ABS泵的最大效能了，改裝後車輛的真實剎車效能很可能還不如原廠剎車時的效能。
一台買菜車去改一套前六後四的剎車分泵卡鉗，但不相應的升級剎車總泵和ABS泵性能，並做好數據匹配，除了視覺上的好看和燒錢，沒有任何意義，笑到最後的只有那些所謂的改裝店。
二．ABS系統雖然可以傻瓜式的讓車輛的剎車性能達到理想狀態，讓普通駕駛者也能夠發揮出剎車系統的性能極限，但剎車性能的好壞的先決條件依然是輪胎的抓地力。因此在日常用車中要注意輪胎的胎況，在輪胎橡膠老化，胎紋磨損嚴重的情況下，再好的ABS防抱死系統加持，也無法讓車輛達到應有的最短剎車距離。同理，提升車輛剎車性能有簡便有效的方式，就是換一套抓地性能更好的輪胎。
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