防抱死制动系统简介

摘 要：ABS是目前世界上普遍公认的提高汽车安全性的有效措施之一，可以提高汽车制动过程中的操纵稳定性和缩短制动距离。随着汽车工业的迅猛发展和高速公路的不断修建，汽车形式安全性越来越为人们重视。为全面满足制动过程中汽车对制动的要求，使制动力分配更加趋合理。汽防抱死制动系统已经越来越多应用在汽车上。

现代企业车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，是汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车制动效果最佳的制动装置。

关键词：ABS；防抱死制动系统

1 防抱死制动系统的产生

制动过程中，有时会出现制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力而使汽车失去控制离开原来的行驶方向，甚至发生撞入对方车辆行驶轨道、下沟、滑下山坡的危险情况。制动跑偏、侧滑与前轮失去转向能力是造成交通事故的重要原因。

防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System） 是一种主动安全装置，它在制动过程中根据 "车辆一路面"状况，采用电子控制方式自动调节车轮的制动力矩来达到防止车轮抱死的目的。影响汽车安全性的因素很多，诸如汽车的制动性、操纵性、行驶的稳定性、 抵御外界影响（碰撞、 擦挂等）的能力等都影响汽车的安全性。统计资料显示，在道路交通事故中，大约10%的事故是由于车辆在制动瞬间偏离预定轨道或甩尾造成的.因此完善制动性能是减少交通事故的重要措施。

2 防抱死制动系统的优点

防抱死制动系统的基本功能是防止车轮在制动期间被抱死，以避免制动过程中出现跑偏、侧滑及失去转向能力而造成通交事故。根据车辆力学中对汽车制动安全性的分析，若后轴车轮抱死会引起后轮侧滑，而产生汽车剧烈的回转运动，若前轴车轮抱死会丧失前轮的转向能力。特别是在滑溜的道路上或紧急制动时，极易产生车轮抱死而引发交通事故。通过合理适时调节制动系中对各车轮制动系中对各车轮的制动力，使车轮与地面间的滑移率保持在20%左右，可充分利用轮胎与地面间的峰值附着系数和较高的侧向力系数，从而提高制动减速度来缩短制动距离，保证了汽车制动方向的稳定性，并还改善了轮胎的磨损状况。改善汽车制动时的横向稳定性。如果车轮抱死，横向附着系数（也称侧向附着系数）就非常小，汽车极易侧滑。ABS把滑移率控制在8%～25%之间，横向附着系数较大，有足够的抵抗横向干扰的能力。改善汽车制动时的方向稳定性。汽车制动时，四个轮子的制动力是不一样的。 如果汽车的前轮抱死滑拖，驾驶员就无法控制汽车的行驶方向，汽车就失去了转向操纵能力，只能按惯性力的方向运行，无法避开行人和障碍物：若后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。汽车车轮抱死拖滑造成轮胎局部杯型磨损，轮胎面磨损也会不均匀，使轮胎磨损消耗增加。经测定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，己经超过一套防抱死制动系统的造价，缩短轮胎的使用寿命，ABS系统可以防止这种情况出现。同时ABS还可以减轻驾驶员的劳动强度，减少驾驶员紧张情绪，提高了乘坐舒适性和安全性。使用方便，工作可靠，维修简便。制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也不必用一连串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。如果发现系统有故障，就会自动恢复为常规制动状态。

3 防抱死制动系统的发展趋势

1. ABS本身控制技术的提高。

现代制动防抱死装置多是电子计算机控制，这也反映了现代汽车制动系向电子化方向发展的趋势。 基于滑移率的控制算法容易实现连续控制，且有十分明确的理论可以指导，但目前制约其发展的瓶颈主要是实现的成本问题。 随着体积更小、价格更便宜、可靠性更高的车速传感器出现，ABS 系统中增加车速传感器成为可能，确定车轮滑移率将变得准确而快速。

全电制动控制系统BBW（Brake-By-Wire）是未来制动控制系统的发展方向之一。它与传统制动系统不同，其传递的是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间，维护简单，方便改进，为未来的车辆智能控制提供条件。但是，它还有不少问题需要解决，如驱动能源问题，控制系统失效处理，抗干扰处理等问题。目前电制动系统首先用在混合动力制动系统车辆上，采用液压制动及电制动两种制动系统。

2. 防滑控制系统

防滑控制系统ASR（Acceleration Slip Regulation）或称为牵引力控制系统TCS（Traction Control System）是驱动时防止车轮打滑的装置，使车轮获得最大限度的驱动力，并具有行驶稳定性，减少轮胎磨损和发动机的功耗，增加有效驱动牵引力。防滑控制系统包括两部分：制动防滑与发动机牵引力控制。当ASR制动部分工作时，通过传感器将非驱动轮和驱动轮的轮速信号采集到控制器中，控制器根据轮速信号计算出驱动车轮滑移率及车轮减、加速度，当滑移率或减、加速度超过一个设定阀值时，则控制器打开开关阀，气压从储气筒直接进入制动气室进行制动，由于三通单向阀的作用气压只能进入打滑驱动轮的制动气室，在低附着系数路面上制动时，轮速对压力十分敏感，压力过大，车轮就会抱死。为此利用ABS电磁阀对制动压力进行的调节，以达到最佳的车轮滑移的效果既可以得到最大驱动力，也可保持行驶的稳定性。

3. ABS/ASR与自动巡航装置ACC集成。

汽车ACC（Adaptive Cruise Control）装置是近几年迅速发展起来的一项汽车主动安全技术，它能够让汽车在行驶过程中保持一定的安全车距，能够主动避免碰撞，很大程度上提高公路交通运输能力。同时，ABS/ASR和ACC都要用到相同的轮速采集系统、制动力调节装置，因此ABS/ASR与ACC的集成，不仅可以提高汽车的增提安全行驶性能，而且可以大大降低生产成本。

4. 车辆动力学控制系统。

车辆动力学控制系统VDC（Vehicle Dynamics Control）是在ABS基础上通过测量横摆角速度、方向盘转角和侧向加速度对车辆运动状态进行控制。VDC系统根据油门、转向角、制动压力等实际状态与名义状态的差值即为控制的状态变量，控制目的就是使这种差值处于向角、制动压力，通过观测器决定车辆应具有的名义运动状态。车辆动力学控制系统的目的是使车辆操纵得更加稳定，当车辆处于危险的情况实现自动控制，最终可以使驾驶员能够更容易地驾驶车辆。

5. 控制系统总线技术

现代汽车技术的迅速发展，汽车布线系统越来越复杂。因此，需要汽车技术的迅速发展，汽车布线系统越来越复杂。因此，需要采用总线结构将各个系统连接起来，实现数据和资源信息随时共享，并可以减少传感器数量。目前汽车领域，多使用CAN控制器局域网络用于汽车内部测量与只想部件之间的数据通信协议。

6. 在ABS中嵌入电子制动力分配装置EBD，构成了ABS+EBD系统。

EBD的功能就是在汽车ABS调节制动压力之前，快速地计算出各个轮胎与路面间的附着力大小，从而更好地提高车辆制动时的方向稳定性。

参考文献

[1] 王望予. 汽车设计 机械工业出版社，2003

[2] 程军. 汽车防抱死制动系统的理论与实践 [M].北京理工大学出版社，1999

[3] 宋年秀. 汽车防抱死制动系统[M].人民交通出版社，2004.

[4] 侯光钰. 车辆防抱死制动系统的控制技术研究[D]. 东南大学 2005

[5] 周志立 汽车ABS原理与结构 北京： 机械工业出版社 2005

作者简介：

潘磊（1989-1--），男，汉族，湖北襄阳人，讲师，长安大学汽车学院硕士，主要从事汽车方向专业教育工作。