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ABS技术拓展方向有哪些?

核心技术的直接演进:从ABS到更高级的制动系统

ABS是基础,它的核心功能是“点放”来防止抱死,在此基础上,衍生出了更强大、更智能的制动系统。

ABS技术拓展方向有哪些?-图1
(图片来源网络,侵删)

EBD (Electronic Brake-force Distribution) - 电子制动力分配

  • 技术定位:ABS的“黄金搭档”或“初级拓展”。
  • 工作原理:在ABS防抱死的基础上,EBD根据车辆在不同负载(如乘客、载重)和不同路况(如上坡、下坡)下的车轮附着力,实时动态地分配前后轴、左右轮的制动力。
  • 价值与拓展
    • 解决了ABS的盲区:ABS在紧急制动时平均分配制动力,但后轮(尤其是空载时)先于前轮抱死的风险很高,EBD通过施加更小的制动力给后轮,有效防止了侧滑和甩尾。
    • 提升制动效率:确保每个车轮都发挥其最大附着力,从而缩短制动距离。
    • 技术融合:在现代汽车中,EBD和ABS通常被集成在一起,统称为“ABS+EBD系统”。

TCS/ASR (Traction Control System / Acceleration Skid Regulation) - 牵引力控制系统

  • 技术定位:从“制动”拓展到“驱动”。
  • 工作原理:当车辆加速时(尤其在湿滑路面),如果驱动轮打滑,TCS会通过ECU判断,并采取以下措施:
    • 降低发动机输出扭矩(如减少喷油、延迟点火)。
    • 对打滑车轮施加制动,将动力转移到有附着力的车轮上。
  • 价值与拓展
    • 提升操控性和安全性:防止车辆起步或加速时失控,尤其是在雨雪天气。
    • 与ABS的硬件共享:TCS和ABS共享轮速传感器、ECU和液压控制单元,只是在控制逻辑上从“防抱死”变成了“防打滑”,这体现了ABS作为硬件平台的价值。

ESC/ESP (Electronic Stability Control / Electronic Stability Program) - 车身电子稳定系统

  • 技术定位:ABS技术的集大成者最高形态,这是目前最重要、最成功的拓展。
  • 工作原理:ESC是ABS、EBD、TCS等所有功能的上位系统,它通过方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器等多个传感器,实时监控驾驶员的转向意图和车辆的 actual 运动状态。
    • 当系统检测到车辆即将出现转向不足(推头)或转向过度(甩尾)时,它会独立、精准地对单个或多个车轮施加制动力,并协同发动机管理系统调整动力输出,从而产生一个纠正车身姿态的“横摆力矩”,帮助驾驶员稳定车辆。
  • 价值与拓展
    • 从“防抱死”到“防失控”:ABS解决了“刹得住”的问题,而ESC解决了“转得稳”的问题,据权威机构研究,ESC能将单车致命事故率降低约30%-50%。
    • 硬件与软件的深度融合:ESC不仅需要ABS的液压执行机构,更需要强大的中央控制单元和复杂的控制算法,它是一个集成了制动、驱动、转向(的车辆动态控制核心。

向智能化和主动安全方向的拓展

ABS/ESC系统本质上还是“被动式”的,即车辆已经出现不稳定趋势时才进行干预,未来的拓展方向是主动化、预测化和网联化

AEB (Autonomous Emergency Braking) - 自动紧急制动

  • 技术定位:从“驾驶员操作”到“系统自主决策”。
  • 工作原理:AEB系统通过摄像头、毫米波雷达或激光雷达等传感器,持续监测前方车辆、行人、骑行者等障碍物,当系统判断出存在碰撞风险,且驾驶员未及时采取有效制动措施时,系统会主动发出警报,并在必要时自动触发ABS/ESC系统进行全力制动
  • 价值与拓展
    • 终极目标:避免碰撞或减轻碰撞伤害,AEB被视为实现L2/L3级自动驾驶功能的关键前提技术。
    • 技术依赖:AEB严重依赖于ESC的液压执行能力,没有ESC的强大、快速、精确的制动控制,AEB的制动效果将大打折扣,可以说,ESC是AEB的“肌肉”。

ACC (Adaptive Cruise Control) - 自适应巡航控制

  • 技术定位:从“纵向速度控制”到“纵向距离控制”。
  • 工作原理:在传统定速巡航的基础上,ACC通过传感器(雷达/摄像头)探测前方车辆,并自动调整本车的车速和跟车距离,在需要减速时,它会主动请求发动机降扭和/或激活ABS系统进行制动
  • 价值与拓展
    • 提升驾驶舒适性和安全性:大大减轻了长途驾驶的疲劳。
    • ABS的“软应用”:ABS不再是用于紧急情况下的极限制动,而是用于平顺、精准地控制车辆减速,实现“跟车”功能。

预测性制动系统

  • 技术定位:从“当前状态响应”到“未来场景预判”。
  • 工作原理:结合高精地图(HD Map)、V2X(车与万物互联)以及车载传感器,车辆可以“预知”前方几秒甚至几百米后的路况,如:
    • 前方弯道的曲率。
    • 红绿灯即将变为红灯。
    • 前方有事故或拥堵。
  • 价值与拓展
    • 平顺、高效、节能:系统会提前、平顺地降低车速,而不是等到危险临近时才猛踩刹车,这不仅提升了乘客的舒适性,也减少了能量浪费和轮胎磨损。
    • ABS/ESC的“智能大脑”:为ABS/ESC的介入提供了更长的时间和更丰富的决策依据,使其从“被动补救”变为“主动预防”。

与新能源和自动驾驶技术的深度融合

线控制动系统

  • 技术定位:ABS的“颠覆性”升级。
  • 工作原理:传统的ABS/ESC是通过机械连接(刹车踏板)和液压管路来传递制动力的,而线控制动(如Brake-by-Wire)则取消了物理连接,驾驶员踩下踏板的动作仅被作为“信号”传递给ECU,ECU再指令电机或电动液压泵来产生制动力。
  • 价值与拓展
    • 响应速度更快:电子信号传递速度远快于机械/液压传递,制动响应时间缩短,安全性提升。
    • 支持高级别自动驾驶:线控制动是实现L4/L5级自动驾驶的必要条件,因为自动驾驶系统需要完全、精确、独立地控制车辆,不能依赖任何人类驾驶员的物理输入。
    • 集成度高:可以与能量回收系统无缝结合,在制动时优先回收电能,提高续航里程,这也是为什么电动汽车成为了线控制落地的最佳载体

集成式电驱动桥

  • 技术定位:将制动、驱动、转向功能高度集成。
  • 工作原理:在新能源汽车的“轮边电机”或“轮毂电机”架构中,每个车轮都可以被独立地控制转速(驱动/制动)和扭矩。
  • 价值与拓展
    • 极致的车辆动态控制:每个车轮都是一个独立的执行单元,系统可以像玩电子游戏一样,对每个车轮进行毫秒级的扭矩分配和制动控制,实现比ESC更强大的车身稳定控制、更灵活的扭矩矢量分配。
    • ABS/ESC的终极形态:在这种架构下,ABS/ESC的功能被“分布式”地融入到每个电机/车轮控制器中,其控制精度和潜力是传统液压系统无法比拟的。

ABS技术拓展的演进路径

技术阶段 核心技术 主要功能 控制维度 拓展方向
基础阶段 ABS 防止车轮抱死 单一车轮纵向 -
功能拓展 EBD, TCS 优化制动力分配、防止驱动轮打滑 轴间/轮间纵向力分配 从点到线
系统集成 ESC 防止车辆转向不足/过度 纵向+横向(横摆)耦合控制 从线到面(车身姿态)
智能主动 AEB, ACC 主动避撞、自适应巡航 环境感知与自主决策 从被动响应到主动干预
未来融合 线控制动、电驱动桥 快速响应、高度集成、精确控制 分布式、电子化、网联化 从独立系统到车辆大脑

ABS技术拓展的路径是一个从简单到复杂,从被动到主动,从独立到融合的演进史,它从一个单一的制动防抱死功能,逐步发展成为现代汽车车辆动态控制的核心基石,并正与感知、决策、网联、电动化等前沿技术深度融合,最终目标是实现更安全、更高效、更智能的出行。

ABS技术拓展方向有哪些?-图2
(图片来源网络,侵删)
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