防抱死制動系統(tǒng)簡介

摘 要：ABS是目前世界上普遍公認的提高汽車安全性的有效措施之一，可以提高汽車制動過程中的操縱穩(wěn)定性和縮短制動距離。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展和高速公路的不斷修建，汽車形式安全性越來越為人們重視。為全面滿足制動過程中汽車對制動的要求，使制動力分配更加趨合理。汽車防抱死制動系統(tǒng)已經(jīng)越來越多應(yīng)用在汽車上。

現(xiàn)代企業(yè)車上大量安裝防抱死制動系統(tǒng)，ABS既有普通制動系統(tǒng)的制動功能，又能防止車輪鎖死，是汽車在制動狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車制動效果最佳的制動裝置。

關(guān)鍵詞：ABS；防抱死制動系統(tǒng)

1 防抱死制動系統(tǒng)的產(chǎn)生

制動過程中，有時會出現(xiàn)制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力而使汽車失去控制離開原來的行駛方向，甚至發(fā)生撞入對方車輛行駛軌道、下溝、滑下山坡的危險情況。制動跑偏、側(cè)滑與前輪失去轉(zhuǎn)向能力是造成交通事故的重要原因。

防抱死制動系統(tǒng)ABS（Anti-lock Braking System） 是一種主動安全裝置，它在制動過程中根據(jù) "車輛一路面"狀況，采用電子控制方式自動調(diào)節(jié)車輪的制動力矩來達到防止車輪抱死的目的。影響汽車安全性的因素很多，諸如汽車的制動性、操縱性、行駛的穩(wěn)定性、 抵御外界影響（碰撞、 擦掛等）的能力等都影響汽車的安全性。統(tǒng)計資料顯示，在道路交通事故中，大約10%的事故是由于車輛在制動瞬間偏離預(yù)定軌道或甩尾造成的.因此完善制動性能是減少交通事故的重要措施。

2 防抱死制動系統(tǒng)的優(yōu)點

防抱死制動系統(tǒng)的基本功能是防止車輪在制動期間被抱死，以避免制動過程中出現(xiàn)跑偏、側(cè)滑及失去轉(zhuǎn)向能力而造成通交事故。根據(jù)車輛力學(xué)中對汽車制動安全性的分析，若后軸車輪抱死會引起后輪側(cè)滑，而產(chǎn)生汽車劇烈的回轉(zhuǎn)運動，若前軸車輪抱死會喪失前輪的轉(zhuǎn)向能力。特別是在滑溜的道路上或緊急制動時，極易產(chǎn)生車輪抱死而引發(fā)交通事故。通過合理適時調(diào)節(jié)制動系中對各車輪制動系中對各車輪的制動力，使車輪與地面間的滑移率保持在20%左右，可充分利用輪胎與地面間的峰值附著系數(shù)和較高的側(cè)向力系數(shù)，從而提高制動減速度來縮短制動距離，保證了汽車制動方向的穩(wěn)定性，并還改善了輪胎的磨損狀況。改善汽車制動時的橫向穩(wěn)定性。如果車輪抱死，橫向附著系數(shù)（也稱側(cè)向附著系數(shù)）就非常小，汽車極易側(cè)滑。ABS把滑移率控制在8%～25%之間，橫向附著系數(shù)較大，有足夠的抵抗橫向干擾的能力。改善汽車制動時的方向穩(wěn)定性。汽車制動時，四個輪子的制動力是不一樣的。 如果汽車的前輪抱死滑拖，駕駛員就無法控制汽車的行駛方向，汽車就失去了轉(zhuǎn)向操縱能力，只能按慣性力的方向運行，無法避開行人和障礙物：若后輪先抱死，則會出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至使汽車整個調(diào)頭等嚴重事故。汽車車輪抱死拖滑造成輪胎局部杯型磨損，輪胎面磨損也會不均勻，使輪胎磨損消耗增加。經(jīng)測定，汽車在緊急制動時，車輪抱死所造成的輪胎累加磨損費，己經(jīng)超過一套防抱死制動系統(tǒng)的造價，縮短輪胎的使用壽命，ABS系統(tǒng)可以防止這種情況出現(xiàn)。同時ABS還可以減輕駕駛員的勞動強度，減少駕駛員緊張情緒，提高了乘坐舒適性和安全性。使用方便，工作可靠，維修簡便。制動時只要把腳踏在制動踏板上，ABS系統(tǒng)就會根據(jù)情況自動進入工作狀態(tài)，如遇雨雪路滑，駕駛員也不必用一連串的點剎車方式進行制動，ABS系統(tǒng)會使制動狀態(tài)保持在最佳點。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有故障，就會自動恢復(fù)為常規(guī)制動狀態(tài)。

3 防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1. ABS本身控制技術(shù)的提高。

現(xiàn)代制動防抱死裝置多是電子計算機控制，這也反映了現(xiàn)代汽車制動系向電子化方向發(fā)展的趨勢。 基于滑移率的控制算法容易實現(xiàn)連續(xù)控制，且有十分明確的理論可以指導(dǎo)，但目前制約其發(fā)展的瓶頸主要是實現(xiàn)的成本問題。 隨著體積更小、價格更便宜、可靠性更高的車速傳感器出現(xiàn)，ABS 系統(tǒng)中增加車速傳感器成為可能，確定車輪滑移率將變得準確而快速。

全電制動控制系統(tǒng)BBW（Brake-By-Wire）是未來制動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。它與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)不同，其傳遞的是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動反應(yīng)時間，維護簡單，方便改進，為未來的車輛智能控制提供條件。但是，它還有不少問題需要解決，如驅(qū)動能源問題，控制系統(tǒng)失效處理，抗干擾處理等問題。目前電制動系統(tǒng)首先用在混合動力制動系統(tǒng)車輛上，采用液壓制動及電制動兩種制動系統(tǒng)。

2. 防滑控制系統(tǒng)

防滑控制系統(tǒng)ASR（Acceleration Slip Regulation）或稱為牽引力控制系統(tǒng)TCS（Traction Control System）是驅(qū)動時防止車輪打滑的裝置，使車輪獲得最大限度的驅(qū)動力，并具有行駛穩(wěn)定性，減少輪胎磨損和發(fā)動機的功耗，增加有效驅(qū)動牽引力。防滑控制系統(tǒng)包括兩部分：制動防滑與發(fā)動機牽引力控制。當ASR制動部分工作時，通過傳感器將非驅(qū)動輪和驅(qū)動輪的輪速信號采集到控制器中，控制器根據(jù)輪速信號計算出驅(qū)動車輪滑移率及車輪減、加速度，當滑移率或減、加速度超過一個設(shè)定閥值時，則控制器打開開關(guān)閥，氣壓從儲氣筒直接進入制動氣室進行制動，由于三通單向閥的作用氣壓只能進入打滑驅(qū)動輪的制動氣室，在低附著系數(shù)路面上制動時，輪速對壓力十分敏感，壓力過大，車輪就會抱死。為此利用ABS電磁閥對制動壓力進行的調(diào)節(jié)，以達到最佳的車輪滑移的效果既可以得到最大驅(qū)動力，也可保持行駛的穩(wěn)定性。

3. ABS/ASR與自動巡航裝置ACC集成。

汽車ACC（Adaptive Cruise Control）裝置是近幾年迅速發(fā)展起來的一項汽車主動安全技術(shù)，它能夠讓汽車在行駛過程中保持一定的安全車距，能夠主動避免碰撞，很大程度上提高公路交通運輸能力。同時，ABS/ASR和ACC都要用到相同的輪速采集系統(tǒng)、制動力調(diào)節(jié)裝置，因此ABS/ASR與ACC的集成，不僅可以提高汽車的增提安全行駛性能，而且可以大大降低生產(chǎn)成本。

4. 車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)。

車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)VDC（Vehicle Dynamics Control）是在ABS基礎(chǔ)上通過測量橫擺角速度、方向盤轉(zhuǎn)角和側(cè)向加速度對車輛運動狀態(tài)進行控制。VDC系統(tǒng)根據(jù)油門、轉(zhuǎn)向角、制動壓力等實際狀態(tài)與名義狀態(tài)的差值即為控制的狀態(tài)變量，控制目的就是使這種差值處于向角、制動壓力，通過觀測器決定車輛應(yīng)具有的名義運動狀態(tài)。車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)的目的是使車輛操縱得更加穩(wěn)定，當車輛處于危險的情況實現(xiàn)自動控制，最終可以使駕駛員能夠更容易地駕駛車輛。

5. 控制系統(tǒng)總線技術(shù)

現(xiàn)代汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車布線系統(tǒng)越來越復(fù)雜。因此，需要汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車布線系統(tǒng)越來越復(fù)雜。因此，需要采用總線結(jié)構(gòu)將各個系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源信息隨時共享，并可以減少傳感器數(shù)量。目前汽車領(lǐng)域，多使用CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò)用于汽車內(nèi)部測量與只想部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。

6. 在ABS中嵌入電子制動力分配裝置EBD，構(gòu)成了ABS+EBD系統(tǒng)。

EBD的功能就是在汽車ABS調(diào)節(jié)制動壓力之前，快速地計算出各個輪胎與路面間的附著力大小，從而更好地提高車輛制動時的方向穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 王望予. 汽車設(shè)計 機械工業(yè)出版社，2003

[2] 程軍. 汽車防抱死制動系統(tǒng)的理論與實踐 [M].北京理工大學(xué)出版社，1999

[3] 宋年秀. 汽車防抱死制動系統(tǒng)[M].人民交通出版社，2004.

[4] 侯光鈺. 車輛防抱死制動系統(tǒng)的控制技術(shù)研究[D]. 東南大學(xué) 2005

[5] 周志立 汽車ABS原理與結(jié)構(gòu) 北京： 機械工業(yè)出版社 2005

作者簡介：

潘磊（1989-1--），男，漢族，湖北襄陽人，講師，長安大學(xué)汽車學(xué)院碩士，主要從事汽車方向?qū)I(yè)教育工作。