制動防抱死裝置

這是一項在80年代末才興起應用的新技術，但發展得很快，已經成為許多轎車的必裝件了。據統計，汽車突然遇到情況制動時，百分之九十以上的駕駛者往往會一腳將制動踏板踩到底來個急剎車，這時候的車子十分容易產生純粹性滑移併發生側滑，即人們俗稱的“甩尾”，這是一種非常容易造成車禍的現象。造成汽車側滑的原因很多，例如行駛速度，地面狀況，輪胎結構等都會造成側滑，但最根本的原因是汽車在緊急制動時車輪輪胎與地面的滾動摩擦會突然變為滑動摩擦，輪胎的抓地力幾乎喪失，此時此刻駕駛者儘管扭動方向盤也會無濟於事。針對這種產生側滑現象的根本原因，汽車專家早在60年代就研製出車用ABS這樣一套防滑制動裝置。 ^[1] 

主要由車速傳感器、泵、電磁閥和控制器組成。

防抱死制動系統需通過某種途徑來了解輪胎將何時抱死。安裝在每個輪胎上（在某些情況下安裝在差速器中）的車速傳感器可以提供此信息。

由ABS控制的每個制動系統的制動管路中都有一個電磁閥。對於某些制動系統而言，電磁閥可處於三個位置：

在位置1，電磁閥處於打開狀態；來自總泵的壓力直接傳遞到制動系統。

在位置2，電磁閥阻斷管路，將制動系統與總泵隔離。 如果駕駛員用力踩下制動踏板，這將防止壓力繼續升高。

在位置3，電磁閥釋放制動系統的部分壓力。

既然電磁閥可以釋放制動系統的壓力，那就必需有辦法恢復壓力。泵正是在這時發揮作用。如果電磁閥降低了管路中的壓力，泵可以恢復壓力。

控制器是汽車中的計算機。 它可以監視車速傳感器並控制電磁閥。

控制器時刻監視着車速傳感器。它查找不正常的車輪減速情況。車輪即將抱死之前，其速度將驟減。如果放任不管，那麼在汽車停駛之前，車輪就早已停止轉動（抱死）了。對於時速達96.6公里的車輛而言，理想狀況下需5秒鐘才能停下來，而抱死的車輪不到1秒即可停止轉動。

ABS控制器知道這樣急促的減速是不可能的，因此它會不斷降低制動系統的壓力，直到監測到車輪加速。然後，它將提升壓力，直到再次監測到車輪減速。 控制器可以在輪胎實際大幅變速之前非常迅速地完成上述過程。這樣，制動系統使輪胎始終保持在接近抱死的邊緣狀態，最終達成輪胎與汽車的同步減速。制動系統由此可以發揮出最佳制動效果。

在ABS系統工作時，您會感覺到制動踏板在不斷地抖動。這是由電磁閥的頻繁開關造成的。某些ABS系統每秒最多可以開關閥15次。

目前有三種常用的ABS控制策略用於控制車輪制動壓力，分別是單輪控制、低選控制和高選控制。具體介紹如下。

要使車輛實現最大的制動強度，首先需保證每個車輪都最大程度地利用了可用的附着係數。針對每個車輪的獨立控制策略可以實現這一目標。為此，每個車輪都有一套傳感器用於信號測量及其參數計算，都有各自的制動管路以實現對每個車輪制動壓力的獨立控制，而與其他車輪的工作情況無關。

缺點：在左右車輪附着係數岸不同的路面上，如單側光滑的路面，由於左右制動力差別較大，會產生很大的橫擺力矩，使車輛運動不穩定，一定程度上使得單輪獨立控制可獲得最大制動強度的優勢被削減。

所謂低選控制就是對同一車軸兩側車輪同時施加制動壓力控制，大小由附着係數低的那側車輪來決定。

這種控制策略可以通過安裝於每個車輪上的傳感器或安裝於差速器驅動齒輪上的傳感器完成。

採用低選控制策略，雖不能充分發揮行駛於高附着係數路面上的那側車輪的附着能力，但卻能獲得較大的轉彎側向力。並且由於左右車輪的制動力相差不多，車輛不會產生橫擺，保證了車輛的穩定性。由於上述優點，低選控制廣泛適用於後軸車輪的制動控制。

高選控制是由高附着係數路面上的那側車輪來決定車橋兩側車輪的制動壓力，因此每個車輪上均需分別安裝傳感器。

優點：與低選控制相比，高選控制可獲得更高的制動強度。

缺點:低附着路面上的那個車輪可能會抱死，因而導致車輛喪失轉向能力。由於作用於兩側的制動力不等，還會產生橫擺力矩。但因高選控制能獲得較高的制動強度，這種控制方式通常用於前軸車輪的制動控制。

防抱死制動系統（ABS）的控制方法有多種，比如PID控制方法、最優控制方法、滑模變結構控制方法、模糊控制方法、魯棒控制方法等。

有文獻研究了其中的4中控制方法，對比發現單一的控制系統很難兼顧魯棒性和控制精度，同時從實施的角度，難易也各不相同。模糊控制可實施性好，魯棒性強，但控制精度略差。滑模變結構與模糊控制相類似，精度有所提高，但是以系統的高速切換為代價，對作動系統的要求較高。PID簡單實用，精度較好，但魯棒性要差些，實施成本也高些。傳統邏輯門限控制需要較多的經驗摸索，算法實施複雜，但硬件成本低。

所以適當結合不同的控制方法應該可以得到比較好的控制效果，如模糊+PID，結合模糊的魯棒性和PID的控制精度等。

防抱死制動系統採用不同的方案，具體視使用的制動系統類型而定。我們將按照通道數（即受獨立控制的電磁閥的數量）以及車速傳感器的數量來對方案進行具體説明。

四通道、四傳感器ABS：這是最佳的方案。採用此方案，四個車輪各配有一個車速傳感器和一個獨立的電磁閥。在這種配置下，控制器分別對各個車輪進行監視，以確保各個車輪均獲得最大制動力。三通道、三傳感器ABS：配備有四輪ABS的輕型卡車通常採用此方案。採用此方案，每個前輪各配有一個車速傳感器和一個電磁閥，兩個後輪共用一個傳感器和一個電磁閥。後輪的車速傳感器位於後軸中。這種ABS系統可以單獨控制每個前輪，因此每個前輪都可獲得最大制動力。因為對兩個後輪一起監測，因此，只有當兩個後輪同時臨近抱死時，後輪ABS裝置才會啓動。使用這種系統，在停車過程中可能會出現一個後輪抱死，從而降低制動效果的情況。

單通道、單傳感器ABS ：配備了後輪ABS裝置的輕型卡車通常採用這種系統。它由一個同時控制兩個後輪的電磁閥和一個安裝在後軸中的車速傳感器組成。此係統的工作原理與三通道ABS系統後部的工作原理相同。它同時監測兩個後輪，只有當兩個後輪同時臨近抱死時，ABS才會啓動。使用這種系統，在停車過程中也可能會發生一個後輪抱死而降低制動效果的情況。

這類系統很容易識別。因為這種系統中通常有一個制動管路通過一個T字形裝置連接到兩個後輪。通過後軸箱上差速器附近的電氣連接，即可順藤摸瓜地找到車速傳感器。

1.在打滑的路面狀況下停車，我該踩制動踏板嗎？

對於配備了ABS的汽車而言，絕對不要點剎制動踏板。有時人們在路面打滑的情況下會使用點剎技術，以防止車輪抱死，並使汽車儘量沿直線停車。而在配備了ABS的汽車上，車輪決不會鎖死，因此點剎只會讓車停得更慢。

對於配備了ABS的汽車，在緊急剎車時，應用力踩下制動踏板，並在ABS起作用的整個過程中踩住踏板不放。您會感覺到踏板在抖動，有時甚至非常劇烈，但這是正常現象，因此不要鬆開制動踏板。

2.防抱死制動系統真的有效嗎？

防抱死制動系統確實可以幫助您更好地停車。它可以防止車輪抱死，如果在打滑的路面上使用，您就可以在最短的距離內停車。但是，ABS真的可以防止交通事故嗎？這一點才是衡量ABS系統使用效果的真正標準。為確定汽車在配備ABS裝置之後發生重大交通事故的幾率是增大還是減小，美國公路安全保險協會（IIHS）展開了幾項研究工作。1996年度的研究結果表明，總體來看，配備ABS的汽車發生的重大交通事故並不比未配備ABS的汽車少。而且，儘管配備ABS的汽車在交通事故中確實較少造成其他車輛人員傷亡，但所造成的自身傷亡（尤其是ABS汽車單方事故）卻比未配備ABS的汽車更多。

箇中緣由眾説紛紜。有人認為，配備ABS的汽車的駕駛員使用ABS的方法不對。他們要麼是點剎制動踏板，要麼是在感到制動踏板抖動時鬆開了制動踏板。也有人認為，由於ABS允許駕駛員在緊急剎車過程中操控汽車方向，因此導致更多的駕駛員偏離路面，發生撞車。

較新的統計信息表明，ABS汽車在事故發生率方面有所改善，但仍無證據表明ABS提高了整體安全性。 ^[2]