汽车ABS技术的变迁
晓青洲参
ABs最早应用于30年代以前的火车上,是为
了防止火车车轮与钢轨的早期损坏,列车制动
如果车轮抱死,将会在钢轨上滑行,使制动距离延
长,同时造成车轮与钢轨磨损。
随后又应用于飞机,为防止飞机着陆后制动
跑偏、甩尾,缩短滑行距离,开发了飞机用的ABs。
1950年,世界上第一台防抱死系统(ABs)研制成
功并首先被应用于航空领域的飞机上。德国博世
公司是汽车ABS的发明、研制单位,60年代初就
开始ABs的开发工作,于1978年正式生产出
ABS】型汽车防抱死制动系统。1984年推出ABs2
型,1986年开始生产ABs3型,以后相继开发出
ABs2s型及将汽车防抱死制动系统与驱动力自动
调节装置有机结合的ABs/AsR系统。该公司在
80年代末期已达到年生产ABs2型100万套的能
力,自1985年起已向欧洲、美国、日本和韩国的22
家轿车生产厂和9家载货车生产厂的66种汽车
提供大量的ABs。德国瓦布科公司(WABSc0)从
1974年就开始研制生产用于商用车辆的ABs,是
世界上最大的ABs生产厂家之一。于1975年研
制出部分集成模拟信号处理的第一代ABs产品,
以后又相继研制出全数字化和高度集成化的ABs
产品,并将微机控制用于制动系统中。该公司还
准备将其产品打入我国汽车市场,目前正将其
ABs产品在东风和斯泰尔汽车上试用。
汽车上使用ABs始于50年代中期福特汽车
公司首先将它装配在汽车上,开创了汽车使用
ABs的先河。60—70年代初,由于技术水平有限,
受电子技术限制,开发的产品主要用于后轮控制
的ABs。70年代后期,电脑由模拟电路发展为数
字电路,促进了四轮控制ABs的开发,因此在奔
驰、宝马等豪华汽车上陆续开始装备。德国的戴蓑萎≮;一蔫
维斯公司于1978年,在法兰克福投资组建了一个ABs生产厂,1988年其ABs的生产能力就达年产60万套。1990年,该公司开始生产第四代ABs,年产量达50万套。并予1989年推出ABs/AsR汽车防抱死制动和车轮防打滑电子控制系统。
80年代后期,ABs在汽车上才获得较为广泛的应用。80年代是汽车ABs研制生产应用迅速发展的阶段。美国的凯尔西・海斯公司研制和生产后轮制动防抱死装置(EBc)。美国通用汽车公司子公司达科公司研制出ABsvI防抱死制动系统。德国的科诺尔公司研制生产出KB90型防抱死制动装置。英国格林公司研制生产出DGx型货车用防抱死制动装置。
据报载:我国ABs的研究开始于80年代初。国内研制ABs的单位主要有东风公司、交通部重庆公路研究所、重庆宏安ABs有限公司、陕西兴平514厂、西安公路学院等单位和部门。东风公司从80年代初就开始研究ABS,是较早研究ABs的厂家之一,现研究工作的主要目标是对国外的产品进行消化吸收,如将德国瓦布科公司的ABs装于EQl141G型汽车上进行各种试验。重庆公路研究所相继开发出了两代ABs产品,第一代ABs的Ecu采用了z80芯片。第二代ABs产品为FKx—Acl型,该装置的ECU中的cPu微处理器采用了美国INl:EL公司的Mcs一96系列8098单片机。重庆宏安ABs公司是我国批量生产ABs的厂家,该公司生产的A
Bs21型防抱死制动系统和ABsl4l型防抱死制动系统的年生产能力可达30万套。目前国内研制生产的ABs产品中比较成熟的主要有FKx—Acl型、ABSl2l型和ABsl41型等型号。我国目前已着手制定有关车辆安全性方面的法规,并决定首先在重型汽车和太客车上安
嚣瑟要翟墨l
装ABs系统。
进入90年代后,ABs的发展和应用非常迅速,并开发出第五代产品,成为许多汽车,特别是轿车的标准装备。据了解:目前世界各国已有300多种汽车装有ABs。至20世纪末,ABs在汽车上的装有率近达80%。
近几年来,由于电子技术的迅速发展,为ABs的发展和应用提供了良好的机遇。ABs一方面朝着低成本、高可靠性方向发展;另一方面其控制器的功能得到了增强,扩大了使用范围,还扩展了AsR功能,从而成为电控制动系统(EBs)。
EBs系统的原理如图l所示。EBs系统主要由气压制动系统和电子控制系统组成。气压制动系统包括制动踏板、储气筒、气压控制阀、气压制动管路和制动气室等。电子控制系统主要包括Ecu控制器、各种传感器(如3D力传感器、制动器摩擦片磨损传感器、隅合力传感器等)及电子控制线路等。
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130(傩)山忙搏嚣2摩擦片磨损传礴器3控制嘲
4前轴制动气室5制动踏板6Ecu拄制器7后轴制
曲气寰日至挂车的储气楠软管9一拌车电于摔制线路
10耦☆力传感器11储气筒
制动时,制动踏板信号传给Ecu控制器,经Ecu计算处理后,向气压控制阀输出指令,控制气压制动阀开启。这时储气筒与前、后轮制动气室接通,产生相应的制动力,使车轮制动器制动。装在车轮内的3D(三维)力传感器和制动摩擦片磨损传感器把载荷、地面附着力和制动气压等信号,通过网络传递给Ecu控制器,由Ecu控制器自动调节制动压力,形成了对制动压力的闭环控制。系统还可以集中控制AsR,实现各种不同要求的复杂控制功能,使电子控制取代了传统的机械传动。
由于使用了电子系统,减少了制动系统机械传动的滞后时间,缩短了制动距离,从而增加了交通安全性。它在低制动强度时,使制动摩擦片磨损最小;在中等制动强度时,利用ABs功能达到最佳的道路附着系数利用率;而在高制动强度时,则可以施加最大的制动压力,从而获得最佳的控制制动力。EBs系统中的制动摩擦片磨损传感器不仅可监测并显示制动摩擦片磨损情况,同时还可控制各制动
器的压力分配,延长制动器使用寿命。由于使用了载荷传感器及压力传感器,可根据轴荷分布进行制动力匹配,由制动踏板传感器反映驾驶员的制动意图,从而只须改动ECu的控制软件,便可使EBs系统适用于各种不同制动要求的车辆。EBs系统改善了主车与挂车制动时的相容性,提高了制动安全性。具有良好的诊断功能。EBs系统可只在ABs系统的基础上,增加较少的附加装置来扩展ABs系统的功能,并可通过网络与未来的驾驶辅助系统(如车辆间距控制系统、导航系统、防撞系统等),由一个中央控制器进行集中统一控制。目前,EBs系统价格较高,但其具有诸多的优点,必将在不久的将来广泛地应用于各种汽车上。
ABs已成为世界上公认的提高汽车安全性必不可少的系统。目前在我国生产的部分车型中已安装ABs系统,借助于电子控制技术制动防抱死系统反应更灵敏,成本更低,安装更方便。今后的ABs应提高技术性能,并进一步简化系统,使之小型轻量化,这是汽车ABs的发展方向。
汽车防撞系统上海汽车20038