汽車電子控制防抱死制動系統

    一、序言

    汽車防抱死制動系統（AntiLockBrakeSystem），通常叫汽車防抱制動系統，簡稱ABS。它是汽車上的一種主動安全裝置，其作用是在汽車制動時，防止車輪抱死在路面上滑拖，以提高汽車制動過程中的方向穩定性、轉向控制能力和縮短制動距離，使汽車制動更為安全有效。隨著汽車行駛速度的提高、道路行車密度的增大、以及人們對汽車行駛安全性的要求越來越高，ABS已經成為汽車上的一種重要安全裝置。早在30年代，ABS就運用在鐵路機車的制動中，其目的是防止列車制動時車輪抱死後在鋼軌上滑行造成局部摩擦，致使車輪、鋼軌早期損壞和車輪不能平穩旋轉而產生噪聲和振動。40年代，為了防止飛機著陸時制動跑偏、甩尾和輪胎劇烈磨損，以及縮短滑行距離，在飛機上開始采用ABS，並很快成為飛機上的標准裝備。50年代被開發引用到汽車上。進入70年代後，隨著電子技術的進步，數字電子技術、大規模集成電路的發展和微機的運用，電子控制式ABS日趨成熟，成本不斷降低，並且體積小、質量輕、控制精度高，其安全效能十分顯著，普遍受到人們的歡迎和認可，為其迅速普及創造了條件。80年代初，還僅在部分高級轎車上采用，進入90年代後，在歐洲、美國、日本和韓國等國家，ABS的裝車率大幅度提高，加之法規的推動作用，ABS已成為汽車上標准裝備或選擇裝備。我國對ABS的研究始於80年代初，目前國內一些院校、科研單位和生產廠家，正在加快技術攻關和技術引進步伐。上海汽車制動系統有限公司引進並合資生產的ABS產品已於1997年2月順利投產，其他也有個別廠家小批量生產。我國生產的奧迪、桑塔納、捷達轎車已部分裝用ABS。預計不久的將來，我國自己生產的汽車上都會裝用ABS。

    二、ABS的基礎知識

    為了對采用ABS的必要性有所了解，現介紹以下有關制動基礎知識。

    （一）汽車制動性能的主要評價指標

    對汽車的制動性能有多方面的要求，因而有多方面的評價指標，一般常提到以下三個方面。它們是：

    1．制動效能

    制動效能主要指制動距離與制動減速度，通常實用中多指制動距離。制動距離是指駕駛員開始踩制動踏板到汽車完全停車所行駛的距離。制動距離越短，越有利於避免交通事故的發生，它是制動性能最基本的評價指標。

    2．制動時汽車的方向穩定性

    制動時汽車的方向穩定性，一般是指制動過程中維持汽車直線行駛和按預定彎道行駛的能力。如果汽車制動時發生側滑、甩尾、嚴重時出現調頭，都不可能維持原行駛方向，會使汽車失去方向穩定性；如果汽車在彎道行駛中制動時，汽車不再按原來彎道行駛，出現沖入其它車道或沖出路面，或者即使是直線行駛，也無法避開障礙物，操縱轉向盤也不起作用，則為汽車失去轉向控制能力（轉向操縱性）。汽車制動過程中，失去方向穩定性和失去轉向控制能力，都是造成交通事故的重要原因。

    3制動效能的恆定性

    制動效能的恆定性，主要指抗熱衰退性能。抗熱衰退性能是指汽車在繁重工作條件下制動時（如下長坡時長時間連續制動），制動器溫度升高後，其制動效能的保持程度。它是設計制動器及選材中必須認真考慮的一個重要問題。以上三項指標中，前兩項指標采用ABS裝置後，其性能都會有明顯的改善和提高對避免交通事故的發生能起到很好的作用，因此ABS是汽車上十分重要的主動安全裝置。

    （二）ABS的優點

    由上述分析可知，在汽車制動過程中，車輪抱死時危害較大，而且滑移率在20％左右時，車輪與路面間的縱向附著系數最大，可獲得最大地面制動力，能最大程度地縮短制動距離；同時當滑移率在20％左右時，車輪與路面間橫向附著系數也較大，使汽車制動時能較好地保持方向穩定性和轉向控制能力。為了確保行車安全，獲得最佳制動性能，制動時防止車輪拖死，並將車輪滑移率控制在理想滑移率附近的狹小范圍內，人們才大力進行開發、研制和推行防抱死制動系統即ABS。ABS是在原傳統制動系統的基礎上，增加了一套防止車輪制動抱死的控制系統、該裝置在制動過程中，當車輪趨於抱死，即車輪滑移率進入非穩定區時，會??理想滑移率的穩定區內，通過自動、高頻率地對制動系壓力進行調節（其頻率高達每秒十多次），使車輪滑移率保持在理想滑移率附近的狹小范圍內，以達到充分利用車輪與路面間縱向峰值附著系數和較高的橫向附著系數，實現防止車輪抱死和獲得最佳制動性能。應當指出的是，采用傳統的制動系統進行制動時，盡管駕駛員也知道間歇性的踩、放制動踏板防止車輪抱死，但再有經驗的駕駛員也無法精確地做到判斷和控制，特別是在緊急制動時，都不可能將車輪滑移率控制在理想范圍之內，往往會使車輪抱死，尤其是汽車在結冰、下雨打滑的路面上制動時，很容易產生側滑、甩尾和失去轉向控制能力，此時駕駛員往往產生一種緊張情緒，缺乏安全感。概括起來ABS的優點是：

    （1）制動時保持方向穩定性；

    （2）制動時保持轉向控制能力；

    （3）縮短制動距離

    （4）減少輪胎磨損；

    （5）減少駕駛員緊張情緒。

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