汽車防抱死制動系統(tǒng)分析

賈佳

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進步，越來越多的家庭擁有車量，我國也成為世界最為重要的汽車生產(chǎn)國和消費國。越來越多的人關(guān)注車輛的安全技術(shù)的發(fā)展，特別是近些年汽車電子技術(shù)的發(fā)展對汽車安全技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。汽車防抱死制動系統(tǒng)作為汽車電子技術(shù)發(fā)展的典型代表，集成了傳感器技術(shù)，汽車單片機技術(shù)，智能控制等系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制策略繁瑣。分析汽車防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，了解汽車電子的發(fā)展方向，有助于我們掌握汽車防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，進而提高我國的在汽車電子方面，特別是汽車安全方面的競爭力。

【關(guān)鍵詞】汽車電子 汽車防抱死 發(fā)展 分析

汽車防抱死制動系統(tǒng)（Anti-Lock Braking Systerm，簡稱ABS ）是現(xiàn)代汽車安全技術(shù)的代表，是汽車保護駕乘人員安全的標(biāo)準(zhǔn)配置，是最常用也是相對比較成熟的一種主動的汽車安全制動技術(shù)，利用仿真軟件例如：MATLAB或者是ADAMS對“汽車防抱死制動系統(tǒng)的控制過程與仿真研究”，有助于詳細了解汽車防抱死制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、以及對車輛和乘員人身安全的影響，更有助于工程技術(shù)人員對該技術(shù)的了解和工作；與此同時，對于當(dāng)今汽車電子系統(tǒng)發(fā)展日新月異，突飛猛進；工程技術(shù)人員不僅要知道、了解、掌握其基本結(jié)構(gòu)原理和過程；同時還要明白汽車防抱死系統(tǒng)內(nèi)在工作過程，分析其工作特性，掌握其內(nèi)在聯(lián)系，有助于工程技術(shù)人員跟隨時代的發(fā)展，技術(shù)的進步，深入了解和認識汽車ABS系統(tǒng)的技術(shù)進步和發(fā)展。

2 ABS的應(yīng)用價值與實際意義

汽車防抱死制動系統(tǒng)作為汽車安全技術(shù)的典型代表，直接關(guān)系到汽車駕乘人員和行人的安全，尤其是在道路濕滑、行駛條件惡劣的道路上，能夠防止車輛在濕滑路面上打滑和失去動力轉(zhuǎn)向，從而導(dǎo)致的事故發(fā)生。與此同時，在汽車制動性能-汽車制動距離、抗衰退、制動時間等方面具有優(yōu)勢；在能夠有效的改善制動距離，是車輛在相對短的距離里停駛，從而保證行車安全；在抗熱衰性方面，由于汽車制動過程中，特別是突發(fā)意外的情況下，駕駛?cè)藛T由于過度的緊張會造成，制動器抱死，長時間的抱死會使制動器產(chǎn)生大量的熱而得不到有效的散熱，極端情況下會造成制動器失效，嚴(yán)重的可能造成嚴(yán)重的交通事故，危及駕乘人員及成員的安全。由于配置防抱死系統(tǒng)可以根據(jù)路面的狀況和駕駛?cè)藛T的制動行為，綜合分析，自動的調(diào)解汽車防抱死制動系統(tǒng)的增益，避免長時間的制動器工作，從而避免了此類狀況的產(chǎn)生，極大的保護了成員的安全，避免了交通事故的發(fā)生。

汽車防抱死制動系統(tǒng)，是科技含量高、設(shè)計復(fù)雜、制造工藝高、涉及的專業(yè)較廣、集成度高等特點。詳細的闡述研究汽車防抱死制動系統(tǒng)的工作過程、工作原理，有助于拓展汽車制動系統(tǒng)研發(fā)思路，提升研發(fā)水平，促進國內(nèi)汽車零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是高端汽車零部件制造技術(shù)的進步；以汽車防抱死制動系統(tǒng)的控制過程為研究對象，是詳細了解汽車控制思路的基礎(chǔ)，有助于工程人員開發(fā)創(chuàng)新，控制過程又包含控制策略和方式，控制內(nèi)容與原理等，其中控制系統(tǒng)中處于核心地位的就是控制策略的選取和控制參數(shù)的選取與處理，研究控制過程可以很好的了解和掌握汽車防抱死制動系統(tǒng)的控制策略，控制參數(shù)的選取與制定，優(yōu)化控制過程，創(chuàng)新控制方案，是控制過程更加完善，自動識別道路模式方法更加可靠，處理數(shù)據(jù)速度更高；對系統(tǒng)仿真研究，能夠在不制造實體的情況下對系統(tǒng)，在真實工作過程中，整個過程進行監(jiān)控仿真，大大節(jié)約開發(fā)成本，作為檢驗，采取控制過程的手段，有助于系統(tǒng)的開發(fā)和制造。極大的改善了汽車ABS制造的條件，模型的建立、控制策略的選擇、最后的仿真能夠形成很好的研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，不僅是生產(chǎn)制造，科研等方面具有積極的不可替代的作用。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

我國在ABS系統(tǒng)研究上起步較晚，對ABS的研究開始于上世紀(jì)80年代初期，并隨著技術(shù)發(fā)展和進步，逐步制定了一系列涉及汽車安全方面的法律法規(guī)，特別是在汽車制動和安全性方面的法規(guī)。1999年10月1日實施的國家標(biāo)準(zhǔn)GBl2676—1999明確規(guī)定：重量在12噸以上的客車、重量在16噸以上的重型汽車，以及重量在10噸以上的04類掛車必須安裝ABS，但是在乘用汽車上還沒有強制性安裝的要求，作為主動安全性較強的裝置，應(yīng)該被車輛生產(chǎn)廠商作為標(biāo)準(zhǔn)配置制造。

近些年來，汽車防抱死制動系統(tǒng)的研究在我國成為熱門課題，許多高校、科研單位和生產(chǎn)廠家正在加速攻關(guān)和技術(shù)引進步伐。國內(nèi)研制ABS的單位主要有東風(fēng)汽車公司、交通部重慶公路研究所、重慶宏安ABS有限公司、濟南程軍電子科技有限公司，長安大學(xué)（原西安公路學(xué)院）、清華大學(xué)汽車與安全節(jié)能國家重點實驗室、吉林大學(xué)汽車動態(tài)模擬國家重點實驗室等。東風(fēng)汽車公司從80年代初就開始研究ABS，是較早研究ABS的廠家之一，現(xiàn)研究工作的主要目標(biāo)是對引進國外的產(chǎn)品進行消化吸收再創(chuàng)新。重慶公路研究所相繼開發(fā)出了兩代ABS產(chǎn)品，現(xiàn)已進入產(chǎn)品試制和裝車試驗階段。目前國內(nèi)研制生產(chǎn)的ABS產(chǎn)品中比較成熟的主要有FKX-ACI型、ABSl21型和ABSl41型等型號。由于，我國汽車防抱死制動系統(tǒng)的研發(fā)工作起步較晚，技術(shù)水平與發(fā)達國家相比還有很大差距，實際上還處于研制、試驗階段，遠未能達到商品化生產(chǎn)的階段，大量的汽車制造廠裝配的ABS系統(tǒng)多采用進口或國內(nèi)合資生產(chǎn)的ABS系統(tǒng)。

3.2 國外研究現(xiàn)狀分析

20世紀(jì)初，最初ABS是為了改善鐵路機車的制動性能的，最早的ABS裝置被安裝在鐵路機車上，用于減少車輪與鋼軌的磨損。在20世紀(jì)30年代，為了改善飛機在降落時輪胎和地面的磨損以及飛機安全，早期機械式ABS開始在火車和飛機上應(yīng)用。德國博世公司作為世界上最大的汽車零配件供應(yīng)商和汽車安全技術(shù)供應(yīng)商之一，在1936年第一個獲得通過電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器得到車輪輪速的制動防抱死專利權(quán)，這是ABS系統(tǒng)發(fā)展史上的一個里程碑，截止到今天博世汽車電子防抱死制動系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展為，集防抱死制動與動力控制為一體的安全系數(shù)更高的汽車電子穩(wěn)定程序（Electronic Stability Program ，ESP）。endprint

50年代末期，固特異等公司開發(fā)出的防抱制動系統(tǒng)裝置，根據(jù)車輪的減速情況，階段性地控制液壓壓力，把電子計算機技術(shù)運用到ABS上，使得ABS的性能得到了很大的改善。1954年世界第二大汽車公 司美國福特汽車公司首次把運用在飛機盒鐵路機車上的ABS應(yīng)用到林肯牌轎車上，這次試驗雖然沒有達到預(yù)期效果，但揭開了汽車應(yīng)用ABS的序幕。限于當(dāng)時的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)及工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展，ABS的控制質(zhì)量和無障礙工作性能穩(wěn)定性較低，由于商品化、大規(guī)模生產(chǎn)水平低，導(dǎo)致產(chǎn)品價格很高。隨著科技進步，電子技術(shù)的發(fā)展，在60年代后期和70年代初期，部分電子控制技術(shù)被使用在的制動防抱系統(tǒng)開始進入產(chǎn)品化階段。這一時期模擬電路被用在控制器上，執(zhí)行裝置為電磁閥，數(shù)據(jù)采集速度慢，通信傳輸精度低，從而導(dǎo)致控制性能不穩(wěn)定，未達到預(yù)期的控制效果。進入70年代后期，數(shù)字式電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展為ABS的實用化奠定了基礎(chǔ)。BOSCH公司作為世界上第一個獲得在ABS電磁方面運用方面專利公司，從1972年開發(fā)出了數(shù)字式電子控制ABS以來，到現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出第九代ABS，第九代ESP，以及TCS等。自從80年代中期以來，ABS控制器不斷更新?lián)Q代，體積越來越小，功能越來越強，控制邏輯更加合理，并具用自適應(yīng)和故障自診斷功能，ABS的發(fā)展面向高性能，低成本方向發(fā)展。90年代以后，ABS技術(shù)已日趨成熟，制造成本不斷降低，使得ABS迅速普及。

目前，世界上先進的的ABS開發(fā)公司有德國博世（BOSCH）、美國本迪克斯（BENDIX）、德國威伯科（Wabco）、戴維斯（Teves）、德爾科（DELCO）和日本的愛德克斯（ADVICS）等。目前，ABS在美國、西歐、日本等發(fā)達國家和地區(qū)，已經(jīng)成為轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，裝車率高達100%：在大型客車和貨車上，ABS的應(yīng)用也日益普及。隨著車輛動力學(xué)、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展。ABS一方面向提高性能價格比方向發(fā)展；另一方面，與驅(qū)動防滑裝置（ASR）相集成，并與主動懸架、電子轉(zhuǎn)向控制等系統(tǒng)構(gòu)成綜合控制裝置。

4 結(jié)論

總上所述，汽車防抱死制動系統(tǒng)，作為汽車主動安全技術(shù)的代表，在汽車制動方面表現(xiàn)出的優(yōu)勢，是不可替代的。不論是駕乘人員還是行人都能夠在最大限度范圍內(nèi)得到保護，避免不必要的傷害。利用車輛動力學(xué)模型進行系統(tǒng)模擬，利用仿真軟件進行在線仿真分析，利用智能控制系統(tǒng)進行控制分析，這些有助于ABS系統(tǒng)的研究和發(fā)展。隨著計算機電子工業(yè)的發(fā)展，科技的進步，和集成電路及芯片的開發(fā)，ABS已經(jīng)發(fā)展的新的階段，體積不斷減小、功能不斷擴大，性能穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)采集處理速度的可靠性提高這些都為ABS的發(fā)展奠定了很好的基礎(chǔ)。由于我國汽車電子工業(yè)水平與發(fā)達國家相比還有一定的距離，ABS的發(fā)展還要有很長的路要走。

參考文獻

[1]陳其志，汪祥本.制動防抱死系統(tǒng)（ABS）的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].城市公共交通，2004（03）.

[2]申榮衛(wèi)，臺曉虹.汽車制動防抱系統(tǒng)的歷史及其發(fā)展趨勢[J].邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005.

[3]吳權(quán)暉，徐達.汽車防抱制動系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展[J].武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999（01）.

作者單位

駐馬店職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南省駐馬店市 463000endprint