【正文】 加適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)，能夠有效地使汽車停下。 轉(zhuǎn)彎力和汽車的方向操縱性有關(guān)， 它保證了汽車能夠按照駕駛員的意愿轉(zhuǎn)向；側(cè)向力和汽車的方向穩(wěn)定性有關(guān)， 它保證了汽車的行進(jìn)方向。 地面制動(dòng)力決定制動(dòng)距離的長(zhǎng)短，側(cè)滑摩擦力則決定了汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。 若汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)制動(dòng)或在制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)彎，也將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦力使汽車能夠轉(zhuǎn)向。Ｆｙ 為地面作用在每個(gè)車輪上的側(cè)滑摩擦力，側(cè)滑摩擦力的大小取決于側(cè)向附著系數(shù)和車輪所受的載荷，當(dāng)車輪抱死時(shí)，側(cè)滑摩擦力將變得很小，幾乎為零。其中 Ｆ：為地面作用在每個(gè)車輪上的地面制動(dòng)力，他的大小決定于路面的縱向附著系數(shù)和車輪所受的載荷。 地面對(duì)汽車的作用力又分為： 作用在車輪上垂直于地面的支承力和作用在車輪上平行于地面的力。所以，要對(duì)ABS系統(tǒng)進(jìn)行研究，就必須先了解汽車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)特性。我國(guó)目前己著手制定有關(guān)車輛安全性方面的法規(guī)，并決定首先在重型汽車和大客車上安裝ABS系統(tǒng)。 重慶公路研究所相繼開發(fā)出了兩代 ABS產(chǎn)品，第一代 ABS的ECU采用了Ｚ80芯片。國(guó)內(nèi)研制ABS的單位主要有東風(fēng)汽車公司、交通部重慶公路研究所、重慶宏安ABS有限公司、陜西興平514廠、西安公路學(xué)院、清華大學(xué)、西安艾韋機(jī)電科技公司等單位和部門。 隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及汽車保有量和車速的不斷提高，行車安全問(wèn)題變得越來(lái)越突出。 目前多使用 CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò) （Controller Area Network)用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。 5) 控制系統(tǒng)總線技術(shù) 隨著汽車技術(shù)科技含量的不斷增加，必然造成龐大的布線系統(tǒng)。車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)目的是改善車輛操縱的穩(wěn)定性，它可以在車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于危險(xiǎn)狀態(tài)下自動(dòng)進(jìn)行控制。同時(shí)由輪速、橫擺角速度和側(cè)向加速度傳感器測(cè)出車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 4) 車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng) 車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)VDC(Vehicle Dynamics Control)是在ABS的基礎(chǔ)上通過(guò)測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)角、橫擺角速度和側(cè)向加速度對(duì)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制。最重要的特點(diǎn)是各個(gè)車輪上制動(dòng)力可以獨(dú)立控制。 3) 電子控制制動(dòng)系統(tǒng) 由于ASS在功能方面存在許多缺陷,如氣壓系統(tǒng)的滯后，主車與接車制動(dòng)相容性問(wèn)題等。制動(dòng)部分是當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪（后輪）在低附著系數(shù)路面工作時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，則產(chǎn)生打滑，當(dāng)ASR制動(dòng)部分工作時(shí)，通過(guò)傳感器將非驅(qū)動(dòng)輪及驅(qū)動(dòng)輪的輪速信號(hào)采集到控制器中，控制器根據(jù)輪速信號(hào)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)車輪滑移率及車輪減、加速度，當(dāng)滑移率或減、加速度超過(guò)某一設(shè)定閥值時(shí)，則控制器打開開關(guān)閥，氣壓由儲(chǔ)氣筒直接進(jìn)入制動(dòng)氣室進(jìn)行制動(dòng)，由于三通單向閥的作用氣壓只能進(jìn)入打滑驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)氣室，在低附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，輪速對(duì)壓力十分敏感，壓力稍稍過(guò)大，車輪就會(huì)抱死。 2) 防滑控制系統(tǒng) 　　　　防滑控制系統(tǒng)ASR(Acceleration Slip Regulation)或稱為牽引力控制系統(tǒng)TCS(Traction Contro System)是驅(qū)動(dòng)時(shí)防止車輪打滑，使車輪獲得最大限度的驅(qū)動(dòng)力，并具有行駛穩(wěn)定性，減少輪胎磨損和發(fā)動(dòng)機(jī)的功耗，增加有效的驅(qū)動(dòng)牽引力。但是，它還有不少問(wèn)題需要解決，如驅(qū)動(dòng)能源問(wèn)題，控制系統(tǒng)失效處理，抗干擾處理等。 全電制動(dòng)控制系統(tǒng)BBW(BrakeByWire)是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。 基于滑移率的控制算法容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，且有十分明確的理論加以指導(dǎo)，但目前制約其發(fā)展的瓶頸主要是實(shí)現(xiàn)的成本問(wèn)題。 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 1) ABS本身控制技術(shù)的提高。進(jìn)入70年代后，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路的發(fā)展和微機(jī)的運(yùn)用，電子控制式ABS日趨成熟，成本不斷降低，并且體積小、質(zhì)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(rèn)可，為其迅速普及創(chuàng)造了條件。70年代后期出現(xiàn)了數(shù)字式電子控制的ABS，從而揭開了現(xiàn)代ABS大發(fā)展的序幕。 20世紀(jì)3050年代，西方國(guó)家研制出純機(jī)械式的ABS并少量裝備于汽車。該公司于 1975年研制出部分集成模擬信號(hào)處理的第一代 ABS產(chǎn)品，以后又相繼研制出全數(shù)字化和高度集成化的ABS產(chǎn)品，并將微機(jī)控制用于制動(dòng)系統(tǒng)中。這種較為現(xiàn)代的ABS體積小、質(zhì)量輕、動(dòng)作更快、更準(zhǔn)確。數(shù)字計(jì)算機(jī)不易受干擾，速度快，可以把降低增加制動(dòng)液壓循環(huán)的次數(shù)增加到每秒十余次。 制動(dòng)廠家終于在70代中期停止了ABS汽車的生產(chǎn)。裝在后輪上的傳感器能發(fā)送訊號(hào)到雜物箱后面的計(jì)算機(jī)，當(dāng)傳感器向計(jì)算機(jī)發(fā)出制動(dòng)器將要抱死訊號(hào)時(shí)，計(jì)算機(jī)便控制制動(dòng)管路上的真空操縱閥，以降低后制動(dòng)器的油壓。1969年，林肯大陸牌III型汽車安裝了由凱。由于飛機(jī)對(duì)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性要求高，而 ABS的價(jià)格占飛機(jī)總價(jià)格比例較小，機(jī)場(chǎng)的場(chǎng)面條件簡(jiǎn)單，尾部機(jī)輪可以精確測(cè)量機(jī)速，從而可獲得正確的滑移率，實(shí)現(xiàn)精確控制等一系列有利條件，使 ABS在飛機(jī)上的應(yīng)用取得成功，普及率很快上升，并很快成為飛機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)裝備。隨后又應(yīng)用于飛機(jī)上，以防止飛機(jī)著陸后制動(dòng)跑偏、 甩尾和輪胎劇烈磨損，縮短滑行距離。20世紀(jì)30年代至50年代，這一時(shí)期是 ABS誕生和初步發(fā)展的時(shí)期。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有故障，就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)為常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)。 6)使用方便，工作可靠，維修簡(jiǎn)便。經(jīng)測(cè)定，汽車在緊急制動(dòng)時(shí)，車輪抱死所造成的輪胎累加磨損費(fèi)，己超過(guò)一套防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的造價(jià)，縮短輪胎的使用壽命，ABS系統(tǒng)可以防止這種情況出現(xiàn)。 4) 改善車輪的磨損狀況。如果車輪抱死，橫向附著系數(shù)（也稱側(cè)向附著系數(shù)）就非常小，汽車極易側(cè)滑。 如果汽車的前輪抱死滑拖，駕駛員就無(wú)法控制汽車的行駛方向，汽車就失去了轉(zhuǎn)向操縱能力，只能按慣性力的方向運(yùn)行，無(wú)法避開行人和障礙物：若后輪先抱死，則會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至使汽車整個(gè)調(diào)頭等嚴(yán)重事故。 2) 改善汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。 ABS與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1)改善制動(dòng)效能。它是設(shè)計(jì)制動(dòng)器及選材中必須認(rèn)真考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。 ３) 制動(dòng)效能的恒定性汽車在連續(xù)多次制動(dòng)或涉水后仍具備必要的制動(dòng)功能的能力，即抗衰退性。 ２) 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性它是汽車制動(dòng)時(shí)，維持原有的行駛方向，不發(fā)生跑偏，側(cè)滑的性能。距離越短，越有利于避免交通事故的發(fā)生。汽車的制動(dòng)性還應(yīng)包括汽車能在一定坡度的坡道上長(zhǎng)時(shí)間停車不動(dòng)的性能。統(tǒng)計(jì)資料顯示，在道路交通事故中，大約10%。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(duì)汽車行駛安全性的要求越來(lái)越高，汽車行駛的安全性當(dāng)然是最應(yīng)受到關(guān)注的問(wèn)題。這將導(dǎo)致汽車可能會(huì)出現(xiàn)下面三種情況： 　　1) 制動(dòng)距離變長(zhǎng) 　　2) 方向穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)掉頭 　　3) 方向操縱性喪失，駕駛員不能控制汽車的行駛方向 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS（Antilock Braking System） 是一種主動(dòng)安全裝置，它在制動(dòng)過(guò)程中根據(jù) “車輛一路面”狀況，采用電子控制方式自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力矩來(lái)達(dá)到防止車輪抱死的目的。 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的產(chǎn)生 當(dāng)汽車以較高的車速在表面潮濕或有冰雪的路面上緊急制動(dòng)時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)這樣一些危險(xiǎn)的情況：車尾在制動(dòng)的過(guò)程中偏離行進(jìn)的方向，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)汽車旋轉(zhuǎn)掉頭，汽車失去方向穩(wěn)定性，這種現(xiàn)象稱為側(cè)滑；另一種情況是在制動(dòng)過(guò)程中駕駛員控制不了汽車的行駛方向，即汽車失去方向可操縱性，若在彎道制動(dòng)，汽車會(huì)沿路邊滑出或闖入對(duì)面車道，即便是直線制動(dòng)，也會(huì)因?yàn)槭?duì)方向的控制而無(wú)法避讓對(duì)面的障礙物。產(chǎn)生這些危險(xiǎn)狀況的原因在于汽車的車輪在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，此時(shí)，車輪相對(duì)于路面的運(yùn)動(dòng)不再是滾動(dòng)，而是滑動(dòng)，路面作用在輪胎上的側(cè)滑摩擦力和縱向制動(dòng)力變得很小，路面越滑，車輪越容易出現(xiàn)抱死現(xiàn)象；同時(shí)汽車制動(dòng)的初速度越高，車輪抱死所產(chǎn)生的危險(xiǎn)性也越大。即在汽車制動(dòng)時(shí)使車輪的縱向處于附著系數(shù)的峰值，同時(shí)使其側(cè)向也保持著較高的附著系數(shù)，防止車輪抱死滑拖，提高制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動(dòng)距離，使制動(dòng)更為安全有效。 影響汽車安全性的因素很多，諸如汽車的制動(dòng)性、操縱性、行駛的穩(wěn)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。 汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車速的能力稱為汽車的制動(dòng)性。 汽車的制動(dòng)性主要由下列三個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)： １) 制動(dòng)效能 在一定車速行駛時(shí)，采取制動(dòng)措施后能使車停下的距離稱為制動(dòng)效能。它是制動(dòng)性最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。汽車制動(dòng)過(guò)程中，不能失去方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力 ?？顾ネ诵允侵钙囋诜敝毓ぷ鳁l件下制動(dòng)時(shí)（如下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)制動(dòng)），制動(dòng)器溫度升高后，其制動(dòng)效能的保持程度。 以上三項(xiàng)指標(biāo)中，前兩項(xiàng)指標(biāo)采用 ABS裝置后，其性能都會(huì)有明顯的改善和提高，對(duì)避免交通事故的發(fā)生能起到很好的作用，因此 ABS是汽車上十分重要的主動(dòng)安全裝置。這是因?yàn)樵谕瑯泳o急制動(dòng)情況下，ABS系統(tǒng)可以將滑移率控制在20%左右，充分利用縱向峰值附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，使車輪和地面間產(chǎn)生最大的地面制動(dòng)力，縮短了制動(dòng)距離。汽車制動(dòng)時(shí)，四個(gè)輪子的制動(dòng)力是不一樣的。 3)改善汽車制動(dòng)時(shí)的橫向穩(wěn)定性。ABS把滑移率控制在8%~25%之間，橫向附著系數(shù)較大，有足夠的抵抗橫向干擾的能力。汽車車輪抱死滑拖會(huì)造成輪胎局部杯型磨損，輪胎面磨損也會(huì)不均勻，使輪胎磨損消耗增加。 5)減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少駕駛員緊張情緒，提高了乘客的乘坐舒適性和安全性。制動(dòng)時(shí)只要把腳踏在制動(dòng)踏板上，ABS系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)情況自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，如遇雨雪路滑，駕駛員也沒有必要用一連串的點(diǎn)剎車方式進(jìn)行制動(dòng)，ABS系統(tǒng)會(huì)使制動(dòng)狀態(tài)保持在最佳點(diǎn)。 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史 ABS發(fā)展至今，其發(fā)展史大致可劃分為三個(gè)階段。 制動(dòng)防抱死系統(tǒng)最初不是用在汽車上，而是首先用在鐵路機(jī)車上，以防止火車車輪制動(dòng)抱死后在鋼軌上滑行使制動(dòng)距離延長(zhǎng)，同時(shí)造成局部摩擦，致使車輪、鋼軌早期損壞和車輪不能平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。在30年代機(jī)械式防抱死制動(dòng)系統(tǒng)就開始在飛機(jī)上獲得應(yīng)用。 汽車上使用 ABS始于20世紀(jì)50年代，福特汽車公司首先將它裝配在汽車上，這開創(chuàng)了汽車使用 ABS的先河。海斯研制成功的奧托一林納防抱死裝置。 裝用 ABS的轎車在光滑路面制動(dòng)時(shí)確實(shí)提高了其穩(wěn)定性，但在不好路面上制動(dòng)，其制動(dòng)距離較一般制動(dòng)系的汽車長(zhǎng)，加上ABS的體積、質(zhì)量大，價(jià)格高，銷路很有限。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，歐洲隨后研制成由數(shù)字計(jì)算機(jī)組成的較為現(xiàn)代型的 ABS。其速度完全可以與數(shù)字計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度相匹配。 波許公司在 20世紀(jì) 60年代初就開始ABS的開發(fā)工作，于 1978年正式生產(chǎn)出ABS１型汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，以后相繼開發(fā)出將汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置有機(jī)結(jié)合的ABS／ASR系統(tǒng)。德國(guó)的坦威斯公司 （TEVES）于1984 年首次推出了整體式 ABS— 坦威斯MK11 ，該系統(tǒng)將防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置與制動(dòng)主缸和液壓制動(dòng)助力器組合為一個(gè)整體，而在該系統(tǒng)出現(xiàn)以前，所有的ABS都是將制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置作為一個(gè)單獨(dú)的整體，附加在常規(guī)的制動(dòng)系統(tǒng)中，即采用的都是分離式結(jié)構(gòu)。到了60年代，模擬電子技術(shù)在 ABS上開始使用，但因成本太高，可靠性也不穩(wěn)定，未能在汽車上廣泛使用。通過(guò)數(shù)字化和集成化，使ABS的組件數(shù)目大大減少，降低了成本，提高了可靠性，歐、美、日的汽車公司逐步在汽車上裝備了ABS。20世紀(jì)80年代ABS向著提高效能成本比的方向發(fā)展，是汽車ABS研制生產(chǎn)應(yīng)用迅速發(fā)展的階段，加之法規(guī)的推動(dòng)作用，ABS已成為汽車上標(biāo)準(zhǔn)裝備或選擇裝備。 現(xiàn)代制動(dòng)防抱死裝置多是電子計(jì)算機(jī)控制，這也反映了現(xiàn)代汽車制動(dòng)系向電子化方向發(fā)展。 隨著體積更小、價(jià)格更便宜、可靠性更高的車速傳感器的出現(xiàn)，ABS 系統(tǒng)中增加車速傳感器成為可能，確定車輪滑移率將變得準(zhǔn)確而快速。它不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，其傳遞的是電，而不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(dòng)反應(yīng)時(shí)間，維護(hù)簡(jiǎn)單，易于改進(jìn)，為未來(lái)的車輛智能控制提供條件。目前電制動(dòng)系統(tǒng)首先用在混合動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)車輛上，采用液壓制動(dòng)和電制動(dòng)兩種制動(dòng)系統(tǒng)。防滑控制系統(tǒng)包括兩部分：制動(dòng)防滑與發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力控制。為此利用ABS電磁閥對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)，即用小步長(zhǎng)增壓或減壓，以達(dá)到最佳的車輪滑移的效果既可以得到最大驅(qū)動(dòng)力，也可保持行駛的穩(wěn)定性。為改善這些,出現(xiàn)了電子制動(dòng)控制系統(tǒng)EBS(Electronics Break System)它是將氣壓傳動(dòng)改為電線傳動(dòng)，縮短了制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間。 控制強(qiáng)度則由司機(jī)踏板位移信號(hào)的大小來(lái)決定，由壓力調(diào)節(jié)閥、氣壓傳感器及控制器構(gòu)成閉環(huán)的連續(xù)壓力控制，這樣可以在外環(huán)形成一個(gè)控制回路，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制功能，如制動(dòng)力分布控制、減速控制、牽引車與掛車處禍合力控制等。VDC系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向角、油門、制動(dòng)壓力