ABS的概述及發(fā)展趨勢(shì)

張祎陽(yáng) 朱亮

摘 要：ABS能極大地改善和提高制動(dòng)性能，是提高車(chē)輛主動(dòng)安全性的重要途徑。本文對(duì)ABS的定義、結(jié)構(gòu)組成及工作原理作了精簡(jiǎn)的介紹，同時(shí)論述了ABS未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)等。

關(guān)鍵詞：ABS；制動(dòng)；四通道；ECU滑移率；大規(guī)模集成電路

Abstract： ABS can greatly improve and elevate brake performance， which is one of the important means of improving safety of vehicles from themselves. In this paper condensed presentation about ABSs definition，components of structure and working principle are made. In the mean time ，the future development trend of ABS etc.

1 前言

從汽車(chē)誕生時(shí)起，車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)在車(chē)輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。目前關(guān)于汽車(chē)制動(dòng)的研究主要集中在制動(dòng)控制方面，包括制動(dòng)控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)，其中ABS的出現(xiàn)是汽車(chē)安全史上的又一里程碑。

ABS是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，英文的全稱是Anti-lock Braking System。該系統(tǒng)既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車(chē)輪抱死，使汽車(chē)在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車(chē)的制動(dòng)方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動(dòng)距離，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車(chē)上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。

2 ABS系統(tǒng)的基本構(gòu)成

現(xiàn)在汽車(chē)上普遍采用的電子ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是以控制車(chē)輪的角減速度為對(duì)象，控制車(chē)輪的制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)的。主要由傳感器、控制器（電腦）和執(zhí)行器三個(gè)部分組成。

3 ABS工作原理

圖1 ABS工作原理示意圖

由裝在車(chē)輪上的轉(zhuǎn)速傳感器采集4個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，送到電子控制單元計(jì)算出每個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而推算出車(chē)輛的減速度及車(chē)輪的滑移率。

ABS 的功能即在車(chē)輪將要抱死時(shí)，降低制動(dòng)力，而當(dāng)車(chē)輪不會(huì)抱死時(shí)又增加制動(dòng)力，如此反復(fù)動(dòng)作，使制動(dòng)效果最佳。

在ABS不起作用時(shí)，電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)仍可調(diào)節(jié)后輪制動(dòng)力，保證后輪不會(huì)在先于前輪抱死，以保證車(chē)輛的安全，如圖1所示。

4 ABS的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 低成本化

ABS已從高級(jí)轎車(chē)逐漸向中低檔轎車(chē)普及。今后，為了向普及型轎車(chē)和商用車(chē)普及，要求ABS小型化、低成本，特別要減少執(zhí)行組件的數(shù)量和傳感器的通道數(shù)，并簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。

4.2 小型輕量化

為了確保汽車(chē)行駛的安全性，同時(shí)也為了減輕汽車(chē)質(zhì)量，加之現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間非常緊湊，要求盡可能減小ABS機(jī)構(gòu)的體積和輕量化。目前普遍采用提高ABS的集成度、改進(jìn)電磁閥的結(jié)構(gòu)與控制方式、優(yōu)化電子控制器（ECU）內(nèi)部電路等。

4.3 采用傳感器等附加裝置

現(xiàn)在許多ABS只備有車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器（也稱輪速傳感器），只用這種信號(hào)進(jìn)行控制，很難確保不同車(chē)輛的ABS性能。為了補(bǔ)償控制功能的下降，在車(chē)輛上增加了檢測(cè)前后輪或橫向減速度的G傳感器（減速度傳感器），改善了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速升高功能。如果能確?？煽啃?，這是一項(xiàng)極其有效的措施，不僅能補(bǔ)償控制功能的不足，而且可以提高整個(gè)裝置的功能。

4.4 與驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)控制等裝置形成一體化控制

目前普遍采用一種做法，即在ABS原有硬件基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)展ABS的軟件內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)電子制動(dòng)力分配（EBD）功能。在ABS未動(dòng)作之前，使前、后輪制動(dòng)力分配更加合理，使前、后橋的制動(dòng)力分配接近理想的制動(dòng)力分配曲線，以利于汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性和減速行駛。

隨著對(duì)汽車(chē)性能要求的提高，不僅要求在制動(dòng)過(guò)程中防止車(chē)輪抱死，而且要求在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中（主要指在起步、加速，特別在非對(duì)稱摩擦路面行駛時(shí)）防止驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)，使汽車(chē)在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和加速性能也都得到提高，因而開(kāi)始廣泛裝用一種驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)（Acceleration Siip Regulation），簡(jiǎn)稱ASR，也有的譯為加速滑轉(zhuǎn)控制（調(diào)節(jié)）系統(tǒng)或加速防滑系統(tǒng)。由于驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)多是通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)控制的，因而又稱為驅(qū)動(dòng)力（或牽引力）控制系統(tǒng)（Traction Control System），簡(jiǎn)稱TCS，在日本則稱為T(mén)RC或 TRAC?？梢哉f(shuō)ASR（或TCS）是ABS的完善和補(bǔ)充，也可以說(shuō)是ABS的延伸。ASR或TCS可以獨(dú)立設(shè)立，但因ASR（或TCS）與ABS兩種控制極其類似，多數(shù)是組合在一起的，兩個(gè)系統(tǒng)形成一體化，常用ABS/ASR或ABS/TCS表示，該系統(tǒng)既具有制動(dòng)防抱死功能，又具有驅(qū)動(dòng)防滑功能。

另外，在上述ABS+EBD+ASR（或TCS）的基礎(chǔ)上，有的還增加了一種動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制（DSC）或自動(dòng)穩(wěn)定控制（ASC）功能，主要作用是防止車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)引起側(cè)滑，確保汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性，從而形成全面的整合型的主動(dòng)安全系統(tǒng)，使汽車(chē)行駛更加穩(wěn)定和安全。

可以預(yù)計(jì)，今后最新的控制技術(shù)是提高傳感器技術(shù)的性能，增加新功能，普及型ABS則盡量向確保必要功能、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)以降低成本的方向發(fā)展。今后的汽車(chē)通過(guò)信息收集處理，在安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面，可以向駕駛?cè)颂峁┍M可能多的信息和最佳的適應(yīng)方法，在這方面ABS擔(dān)負(fù)著重要的使命。

5 我國(guó)ABS的發(fā)展

我國(guó)對(duì)ABS的研究始于20世紀(jì)80年代初，近年來(lái)，ABS技術(shù)在我國(guó)也正在推廣和應(yīng)用。1999年我國(guó)制定的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB12676《汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》中已把裝用ABS作為強(qiáng)制性法規(guī)。此后一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長(zhǎng)安、上海通用等均開(kāi)始采用ABS技術(shù)，但這些ABS技術(shù)我國(guó)均沒(méi)有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前國(guó)內(nèi)一些院校、科研單位和生產(chǎn)廠家正在加快技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)引進(jìn)步伐，而且已取得了重大成果，并已開(kāi)始批量生產(chǎn)。雖然國(guó)內(nèi)ABS技術(shù)含量與國(guó)外有一定的差距，但在政府的大力支持和國(guó)內(nèi)豐富的人力資源配合下，相信國(guó)內(nèi)可以在較短的時(shí)間內(nèi)在ABS技術(shù)某些領(lǐng)域趕超國(guó)際水平。目前在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的轎車(chē)上，都已陸續(xù)裝用ABS裝置，并且裝載國(guó)產(chǎn)ABS裝置的車(chē)輛在逐年增加。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，我國(guó)生產(chǎn)的汽車(chē)上都會(huì)裝用我國(guó)自己生產(chǎn)的ABS裝置。

參考文獻(xiàn)

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[3]田沛然主編. 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）結(jié)構(gòu)與使用維修. 北京：金盾出版社，1999