ABS的概述及发展趋势

张祎阳 朱亮

摘 要：ABS能极大地改善和提高制动性能，是提高车辆主动安全性的重要途径。本文对ABS的定义、结构组成及工作原理作了精简的介绍，同时论述了ABS未来的发展趋势等。

关键词：ABS；制动；四通道；ECU滑移率；大规模集成电路

Abstract： ABS can greatly improve and elevate brake performance， which is one of the important means of improving safety of vehicles from themselves. In this paper condensed presentation about ABSs definition，components of structure and working principle are made. In the mean time ，the future development trend of ABS etc.

1 前言

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术，其中ABS的出现是汽车安全史上的又一里程碑。

ABS是防抱死制动系统的英文缩写，英文的全称是Anti-lock Braking System。该系统既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮抱死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。

2 ABS系统的基本构成

现在汽车上普遍采用的电子ABS防抱死制动系统是以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动的。主要由传感器、控制器（电脑）和执行器三个部分组成。

3 ABS工作原理

图1 ABS工作原理示意图

由装在车轮上的转速传感器采集4个车轮的转速信号，送到电子控制单元计算出每个车轮的转速，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率。

ABS 的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。

在ABS不起作用时，电子制动力分配系统仍可调节后轮制动力，保证后轮不会在先于前轮抱死，以保证车辆的安全，如图1所示。

4 ABS的发展趋势

4.1 低成本化

ABS已从高级轿车逐渐向中低档轿车普及。今后，为了向普及型轿车和商用车普及，要求ABS小型化、低成本，特别要减少执行组件的数量和传感器的通道数，并简化结构。

4.2 小型轻量化

为了确保汽车行驶的安全性，同时也为了减轻汽车质量，加之现代发动机的安装空间非常紧凑，要求尽可能减小ABS机构的体积和轻量化。目前普遍采用提高ABS的集成度、改进电磁阀的结构与控制方式、优化电子控制器（ECU）内部电路等。

4.3 采用传感器等附加装置

现在许多ABS只备有车轮转速传感器（也称轮速传感器），只用这种信号进行控制，很难确保不同车辆的ABS性能。为了补偿控制功能的下降，在车辆上增加了检测前后轮或横向减速度的G传感器（减速度传感器），改善了发动机怠速升高功能。如果能确保可靠性，这是一项极其有效的措施，不仅能补偿控制功能的不足，而且可以提高整个装置的功能。

4.4 与驱动防滑转控制等装置形成一体化控制

目前普遍采用一种做法，即在ABS原有硬件基础上，通过扩展ABS的软件内容，实现电子制动力分配（EBD）功能。在ABS未动作之前，使前、后轮制动力分配更加合理，使前、后桥的制动力分配接近理想的制动力分配曲线，以利于汽车行驶的稳定性和减速行驶。

随着对汽车性能要求的提高，不仅要求在制动过程中防止车轮抱死，而且要求在驱动过程中（主要指在起步、加速，特别在非对称摩擦路面行驶时）防止驱动车轮滑转，使汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向控制能力和加速性能也都得到提高，因而开始广泛装用一种驱动防滑转系统（Acceleration Siip Regulation），简称ASR，也有的译为加速滑转控制（调节）系统或加速防滑系统。由于驱动防滑转系统多是通过调节驱动车轮的驱动力实现控制的，因而又称为驱动力（或牵引力）控制系统（Traction Control System），简称TCS，在日本则称为TRC或 TRAC。可以说ASR（或TCS）是ABS的完善和补充，也可以说是ABS的延伸。ASR或TCS可以独立设立，但因ASR（或TCS）与ABS两种控制极其类似，多数是组合在一起的，两个系统形成一体化，常用ABS/ASR或ABS/TCS表示，该系统既具有制动防抱死功能，又具有驅动防滑功能。

另外，在上述ABS+EBD+ASR（或TCS）的基础上，有的还增加了一种动态稳定控制（DSC）或自动稳定控制（ASC）功能，主要作用是防止车辆转弯时引起侧滑，确保汽车行驶的稳定性，从而形成全面的整合型的主动安全系统，使汽车行驶更加稳定和安全。

可以预计，今后最新的控制技术是提高传感器技术的性能，增加新功能，普及型ABS则尽量向确保必要功能、简化结构以降低成本的方向发展。今后的汽车通过信息收集处理，在安全性、经济性等方面，可以向驾驶人提供尽可能多的信息和最佳的适应方法，在这方面ABS担负着重要的使命。

5 我国ABS的发展

我国对ABS的研究始于20世纪80年代初，近年来，ABS技术在我国也正在推广和应用。1999年我国制定的国家强制性标准GB12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用ABS技术，但这些ABS技术我国均没有自主的知识产权。目前国内一些院校、科研单位和生产厂家正在加快技术攻关和技术引进步伐，而且已取得了重大成果，并已开始批量生产。虽然国内ABS技术含量与国外有一定的差距，但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下，相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域赶超国际水平。目前在国内生产的轿车上，都已陆续装用ABS装置，并且装载国产ABS装置的车辆在逐年增加。预计不久的将来，我国生产的汽车上都会装用我国自己生产的ABS装置。

参考文献

[1]李春亮主编. 汽车防抱死制动系统结构与维修. 山东：山东科学技术出版社，2007

[2]周志立 徐斌 卫尧编著. 汽车ABS原理与结构. 北京：机械工业出版社，2005

[3]田沛然主编. 汽车防抱死制动系统（ABS）结构与使用维修. 北京：金盾出版社，1999