防抱死制動系統簡介

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定性和縮短制動距離。隨著汽車工業的迅猛發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已經越來越多應用在汽車上。

現代企業車上大量安裝防抱死制動系統，ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，是汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，防止產生側滑和跑偏，是目前汽車制動效果最佳的制動裝置。

關鍵詞：ABS；防抱死制動系統

1 防抱死制動系統的產生

制動過程中，有時會出現制動跑偏、后軸側滑或前輪失去轉向能力而使汽車失去控制離開原來的行駛方向，甚至發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、側滑與前輪失去轉向能力是造成交通事故的重要原因。

防抱死制動系統ABS（Anti-lock Braking System） 是一種主動安全裝置，它在制動過程中根據 "車輛一路面"狀況，采用電子控制方式自動調節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 防抱死制動系統的優點

防抱死制動系統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跑偏、側滑及失去轉向能力而造成通交事故。根據車輛力學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滑，而產生汽車劇烈的回轉運動，若前軸車輪抱死會喪失前輪的轉向能力。特別是在滑溜的道路上或緊急制動時，極易產生車輪抱死而引發交通事故。通過合理適時調節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和較高的側向力系數，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定性。如果車輪抱死，橫向附著系數（也稱側向附著系數）就非常小，汽車極易側滑。ABS把滑移率控制在8%～25%之間，橫向附著系數較大，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，則會出現側滑、甩尾，甚至使汽車整個調頭等嚴重事故。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，己經超過一套防抱死制動系統的造價，縮短輪胎的使用壽命，ABS系統可以防止這種情況出現。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系統就會根據情況自動進入工作狀態，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系統會使制動狀態保持在最佳點。如果發現系統有故障，就會自動恢復為常規制動狀態。

3 防抱死制動系統的發展趨勢

1. ABS本身控制技術的提高。

現代制動防抱死裝置多是電子計算機控制，這也反映了現代汽車制動系向電子化方向發展的趨勢。 基于滑移率的控制算法容易實現連續控制，且有十分明確的理論可以指導，但目前制約其發展的瓶頸主要是實現的成本問題。 隨著體積更小、價格更便宜、可靠性更高的車速傳感器出現，ABS 系統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BBW（Brake-By-Wire）是未來制動控制系統的發展方向之一。它與傳統制動系統不同，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，如驅動能源問題，控制系統失效處理，抗干擾處理等問題。目前電制動系統首先用在混合動力制動系統車輛上，采用液壓制動及電制動兩種制動系統。

2. 防滑控制系統

防滑控制系統ASR（Acceleration Slip Regulation）或稱為牽引力控制系統TCS（Traction Control System）是驅動時防止車輪打滑的裝置，使車輪獲得最大限度的驅動力，并具有行駛穩定性，減少輪胎磨損和發動機的功耗，增加有效驅動牽引力。防滑控制系統包括兩部分：制動防滑與發動機牽引力控制。當ASR制動部分工作時，通過傳感器將非驅動輪和驅動輪的輪速信號采集到控制器中，控制器根據輪速信號計算出驅動車輪滑移率及車輪減、加速度，當滑移率或減、加速度超過一個設定閥值時，則控制器打開開關閥，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動輪的制動氣室，在低附著系數路面上制動時，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節，以達到最佳的車輪滑移的效果既可以得到最大驅動力，也可保持行駛的穩定性。

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展起來的一項汽車主動安全技術，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、制動力調節裝置，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成本。

4. 車輛動力學控制系統。

車輛動力學控制系統VDC（Vehicle Dynamics Control）是在ABS基礎上通過測量橫擺角速度、方向盤轉角和側向加速度對車輛運動狀態進行控制。VDC系統根據油門、轉向角、制動壓力等實際狀態與名義狀態的差值即為控制的狀態變量，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具有的名義運動狀態。車輛動力學控制系統的目的是使車輛操縱得更加穩定，當車輛處于危險的情況實現自動控制，最終可以使駕駛員能夠更容易地駕駛車輛。

5. 控制系統總線技術

現代汽車技術的迅速發展，汽車布線系統越來越復雜。因此，需要汽車技術的迅速發展，汽車布線系統越來越復雜。因此，需要采用總線結構將各個系統連接起來，實現數據和資源信息隨時共享，并可以減少傳感器數量。目前汽車領域，多使用CAN控制器局域網絡用于汽車內部測量與只想部件之間的數據通信協議。

6. 在ABS中嵌入電子制動力分配裝置EBD，構成了ABS+EBD系統。

EBD的功能就是在汽車ABS調節制動壓力之前，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定性。

參考文獻

[1] 王望予. 汽車設計 機械工業出版社，2003

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

[3] 宋年秀. 汽車防抱死制動系統[M].人民交通出版社，2004.

[4] 侯光鈺. 車輛防抱死制動系統的控制技術研究[D]. 東南大學 2005

[5] 周志立 汽車ABS原理與結構 北京： 機械工業出版社 2005

作者簡介：

潘磊（1989-1--），男，漢族，湖北襄陽人，講師，長安大學汽車學院碩士，主要從事汽車方向專業教育工作。