ABS制动防抱死系统特点及发展趋势

彭照翔 吴余 舒忠杰

摘要：制动防抱死系统已经成为汽车所必备的系统，在汽车发展进程中，发挥着重要的作用。上世纪90年代以后，制动防抱死系统技术已经相对完善，尤其是在控制精度和功能上更加完善。西方国家已经将制动防抱死系统广泛使用在汽车上，发达国家汽车的制动防抱死系统已经成为必备系统，在一些客车和货车上制动防抱死系统装配已经超过95%，一般轿车的安装也超过70%，危险品运送货车安装已经达到100%。

关键词：制动防抱死系统;特点;发展趋势

汽车在运行过程中，车轮高速运转，为什么不能出现抱死现象呢。这是由于一旦出现抱死，车轮就会失去转向能力，而且在前驱桥车上由于前轴运行压力大，重心也会出现往前推的现象。面对这种情况，前轮驱动，后轮附着力减轻，极限制动时，后轮会比前轮出现抱死。如果这个时候汽车发生转向，汽车的前轮就会继续按照驾驶者转向需求发生转弯，后轮失去附着力而沿切线方向行进。如此就会导致使前后轮对车身产生两个方向的扭矩，整个车身很容易在两个力的作用下发生侧滑。如果汽车行使速度过快，甚至会冲出道路。不管是为了增强汽车的安全性，还是缩短制动距离，亦或是提高汽车性能，都应该安装制动防抱死系统。这是因为制动防抱死系统能减小即将抱死车轮的制动力，已达到防抱死目的。

一、制动防抱死系统存在的优缺点

制动防抱死系统的工作原理是控制制动管路的压力，避免在运行中的车轮因抱死而发生滑移。制动防抱死系统一旦启动就是使车轮处于15%-20%处于半滑半滚的状态。所以，制动防抱死系统的优点主要有：能有效降低因车轮抱死出现的车身横移现象，增强汽车制动的方向控制，提升汽车制动的效能，减轻因抱死而产生的轮胎磨损，同时使用比较方便，工作中稳定可靠。

制动防抱死系统虽然存在很多的优势，但也有一定的局限，目前制动防抱死系统在两种情况下無法实现最短制动距离。一种是在平滑的路面上，一般会由驾驶员自己根据自身的经验进行操控性制动;另一方面是在松散的砾石路面或是积雪较深的路面上。不过根据最新研究成果表明，在干路上，制动防抱死系统也能将车身横向移动率控制在20%以内，但不代表所有的制动防抱死系统都能以相同的横向控制率来进行制动。

作为不断发展汽车技术，即使制动防抱死系统发展再完善，还是要在尊重物理规律的前提下发挥作用。就以目前的四轮制动防抱死系统来说，虽然能尽可能短的制动距离，但如果面对启动时间太短，就会导致汽车无法面对障碍物完成停车，进而无法完全避免事故的发生。但由于四轮制动防抱死系统还留有一定的转向控制能力，就能提高驾驶者及时反应速度，提高避免事故的概率。制动防抱死系统尊重物理规律的另一方情况就是汽车在弯道上行驶时，一旦超过物理上所规定物理速度，即使制动防抱死系统也不能阻止汽车在弯道上尊重的离心规律。制动防抱死系统能在弯道行驶中有效降低速度，确保转向的稳定性，减少发生危险的可能。同时，在行驶中还应该考虑路面的情况，如果没有制动防抱死系统，当汽车运行遇到冰雪路面，制动距离较差，那么就不能猛烈转向。如果有制动防抱死系统，则会附加制动距离的控制，也会合理控制转向，即使在冰雪路面，也能减轻牵引力物理作用，确保汽车正常运行。

二、制动防抱死系统的未来发展

ABS 技术虽然在 20 世纪 90 年代初期就已成熟，但随着电子技术和汽车技术的快速发展，ABS 技术也得到了不断完善。今后，ABS技术将沿着以下几个方面继续发展。

采用现代控制理论和方法完善 ABS 技术性能。目前得到广泛应用的是采用门限值控制方法的 ABS，有一定局限性。近几年出现的增益调度 PID 控制、变结构控制和模糊控制等方法，是以滑移率为目标的连续控制，使制动过程中保持最佳、稳定的滑移率，理论上是理想的防抱死制动控制系统。

提高 ABS 的可靠性、自适应性。ABS 是加装在汽车上的辅助安全装置，它要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。为提高可靠性，ABS 电控部分应向集成化方向发展，制作专用的 ABS 芯片;机械部分则通过优化结构设计、采用新材料、提高制造工艺等。ABS 软件部分则采用补偿方法（针对测量、计算误差）和自适应控制算法来提高 ABS 的可靠性和自适应性。

提高系统集成度，减小体积，减轻质量。现代汽车的安装空间都非常紧凑，而 ABS 又是提高汽车安全性能的附加装置，预留的空间极有限，就要减小 ABS 控制器体积，减轻 ABS 质量，从而减轻整车质量，提高整车的经济性、动力性。因此 ABS 装置必须高度集成化，还可降低成本。增强 ABS 控制器的功能，扩大使用范围。随着现代电子技术的飞速发展，ABS 技术也在不断地成熟和发展，很多 ABS 控制器已经选用功能强、速度快、集成度高的 16 位或 32 位微处理器，甚至做成专用芯片，为 ABS 进一步完善和扩展构建了一个良好的平台。目前对汽车进行安全控制的装置不断地被加入这个平台，由最初的防滑控制系统（ASR），到现在的电子制动力分配装置（EBD）、电子助力制动装置（EBA），电子行驶稳定性控制系统（ESP）、车辆动力学控制系统（VDC）、电子控制制动系统（EBS）、车速记录仪（VSR）等。

ABS 技术已进入全新的发展时期，ABS 作为制动控制系统的一个子系统，其控制功能和使用范围正在不断扩大。

总线技术在 ABS 系统上的应用。随着电控单元在汽车中的应用越来越多，车载电子设备的数据通信变得越来越重要，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是非常必要的。大量数据快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中，控制器独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其他控制器需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。

参考文献：

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