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汽車電子:ABS的發展方向

  采用ISO9141作為硬件標準,應用層協議由廠商自定。目前的趨勢是延續ISO9141的硬件接口,應用層協議則是采用ISOKW2000。

電子制動將是發展方向

ABS技術在20世紀90年代初期就已成熟,近十年來沒有突破性的發展,但在ABS技術進行的擴展,將ABS的內涵給予了很大的提升。ABS最初的擴展是防滑控制系統,它分為制動防滑(EDS)和驅動防滑(TCS)兩部分,有時統稱為ASR。在此基礎上擴展了后軸制動力感載控制,即EBD功能,以及電子助力制動EBA,這些擴展仍是以ABS為主。90年代中期,ABS進入了一個全新的發展,ABS只是作為全新系統的一個子系統,而不是一個主要的系統,但它仍把ABS作為一個重要組成部分。

氣動ABS演化為EBS,即電子制動系統,在此基礎上發展為穩定性控制系統ESP,穩定性控制系統主要利用車輛加速度傳感器和橫擺角速度傳感器,對車輛橫向穩定性進行控制,如對過度轉向及不足轉向進行糾正,防止車輛失去穩定性。還有一些系統將傾翻警告集成到這類系統中,這種系統的控制主要以制動為主,所以ABS是其重要的組成部分。

液壓ABS目前演化成穩定

性控制,即ESP系統。它是控制操作過程中的橫向穩定性,通用制動成驅動力的調節來調整整車的橫向穩定性,目前這種系統已批量裝車,國內中高檔轎車已開始裝車,在此基礎進行擴展的功能有:將助力轉向系統與ESP相結合,更好地控制車輛穩定性。下一代產品已進行了批量生產,即電子制動系統,將傳統的制動液壓傳動部分改為電傳動,但制動力仍靠液壓及主缸分泵產生,這樣可以提高制動的響應速度,減小制動距離,同時可以實現Brake-by-wire的功能。未來液壓ABS系統將向全電子系統過渡,但可靠性及成本是一個非常大的障礙,全電子制動要求制動電機有足夠的制動力,但目前的12伏電源很難滿足要求,要求未來的42伏電源系統的實施后才可能變成現實。

總之,現代汽車制動控制技術正朝著電子制動控制方向發展。全電制動控制因其巨大的優越性,將取代傳統的以液壓為主的傳統制動控制系統而占據下一代制動控制系統統治地位。同時,隨著其他汽車電子技術特別是超大規模集成電路的發展,電子元件的成本及尺寸不斷下降。汽車電子制動控制系統將與其他汽車電子系統如汽車電子懸架系統、汽車主動式方向擺動穩定系統、電子導航系統、無人駕駛系統等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統,未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統,各種控制單元集中在較少的ECU中,并將逐漸代替常規的控制系統,實現車輛控制的智能化。

國內汽車安全應從ABS做起

汽車制動控制技術的發展受整個汽車工業發展的制約。有一個巨大的汽車市場的吸引,各種先進的電子技術、生物技術、信息技術以及各種智能技術才會陸續應用到汽車制動控制系統中來。

國內外在此領域內的差距還是比較大的,國外ABS技術早已成熟,目前主要集中在ESP及電子制動領域的研究方面。國內還主要集中在ABS方面的研究,一些高校已開始介入ESP等領域的研究,但僅僅偏重于理論,缺少實用化方面的工作。國內外在這方面另一大不同是,國外在ABS領域的研發是以企業為主進行的,主要發表的論文也是以企業為主,高校僅是做一些理論研究工作。而國內幾乎是高校來做研發,企業只是待產品成熟后再來生產,企業缺少自己的開發能力。而高校由于有較好的人力資源及國家政策的支持,往往能很好地進行研發,但又缺少產業化生產基礎與能力,導致我們的技術進步緩慢。

圍繞著汽車安全產品,除大家熟知的ABS安全氣囊外。近幾年在ABS基礎擴展的系統有ESP穩定系統、EBS電子制動系統、ACC自動巡航系統、抗傾翻系統、自動防撞系統,這些都與ABS有關。另外還有輪胎壓力監測系統TMPS、夜視系統。這些系統絕大部分都已進入商業化及批量生產階段。但ABS可以說是一個最基礎的系統,如果ABS不能開發成功,其他更高級的系統則無法進入,要么不完善。但有些系統與ABS關系小些,如TMPS(汽車輪胎氣壓報警技術),由于它比較簡單,目前國內很多企業都在開發和生產TMPS系統,這也不一定是十分好的事情。

另一方面國內介入ABS研發及生產的企業逐步增多,已開始導致市場混亂,使國內ABS的聲譽受到很大的影響。國內進入安全領域應該從ABS作起,否則,更高端的產品很難切入。國外ESP等系統的廠商都是從ABS產品開始,而且經歷了十幾年的奮斗,才達到今天的輝煌。國內企業雖然面臨著很大的市場壓力,但由于技術的進步、開發能力的提高及政府的大力支持,加之國內豐富的人力資源,相信國內可以經過較短的時間走完國外十幾年的發展歷程,并盡快切入到ESP、EBS等系統的研發中去。


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