Diagrama dinámico del principio de funcionamiento del ABS

Se puede decir que el ABS (sistema de frenos antibloqueo automático) son los tres inventos más importantes en la historia de la seguridad (los otros dos son los airbags y los cinturones de seguridad), el ABS también son otros dispositivos de seguridad (como como base del sistema de estabilidad dinámica ESP flow con sistema de distribución de la fuerza de frenado EBD). Este año se cumple el 25 aniversario del nacimiento del sistema ABS. Durante los últimos 25 años, los sistemas ABS han salvado casi 15.000 preciosas vidas de conductores norteamericanos. Aprovechemos esta oportunidad para revisar el desarrollo y el impacto de los sistemas ABS y el impacto que han traído a la industria automotriz.

2004 fue el primero El 25 aniversario del nacimiento del primer ABS (sistema de frenos antibloqueo, sistema de frenos antibloqueo automático) civil producido en masa. Durante el último cuarto de siglo, los sistemas ABS no sólo han seguido mejorando y esforzándose por alcanzar la excelencia, sino que también han hecho que muchos propietarios escapen por las puertas del infierno. Además de presentar el sistema ABS que ha hecho grandes contribuciones en los últimos 25 años, necesitamos revisar la historia del ABS. El principio de "frenado antibloqueo automático"

No es difícil entender que en caso de emergencia, si el sistema ABS no está instalado en el vehículo, solo reducirá la velocidad y pisará los frenos inmediatamente. antes de que sea demasiado tarde. Debido a la inercia del tablero del vehículo, el deslizamiento puede ocurrir instantáneamente, provocando que la dirección de conducción y la trayectoria del movimiento del cuerpo se desvíen en una situación incontrolada y peligrosa. Cuando las ruedas bloqueadas están a punto de alcanzar un punto crítico en un vehículo equipado con un sistema ABS, los frenos se pueden aplicar de 60 a 120 veces por segundo, lo que equivale a mantener los frenos y relajarlos, es decir, similar al efecto mecánico de "bombeo" de automatización. Esto evita el frenado de emergencia, el control del deslizamiento de las ruedas y aumenta la fricción de los neumáticos, lo que hace que la eficiencia de frenado supere el 90%.

A partir del análisis microscópico, cuando el neumático se rueda hasta un punto crítico entre el neumático y la máxima fricción de deslizamiento. Cuando esté en el automóvil, la potencia del motor se utilizará por completo (acortando el tiempo de aceleración) y, si se logra la desaceleración, el efecto de frenado será máximo (la distancia de frenado será la más corta). El controlador del sistema de control de la unidad hidráulica ABS utiliza la presión de los frenos para hacer girar repetidamente el neumático hasta el punto crítico de deslizamiento, de modo que durante el contacto repetido, se elimina el agarre más cercano al neumático mientras se mantiene el valor teórico máximo para lograr un frenado óptimo.

Funcionamiento

El principio del ABS parece simple, ¡pero ha experimentado muchos contratiempos en el proceso de empezar desde cero (falta de tecnologías clave)! En 1908, el ingeniero británico JE Francis propuso la teoría del "controlador de deslizamiento de sujeción de ruedas para vehículos ferroviarios", pero no resultó práctico. En los siguientes 30 años, intentos como el "controlador de fuerza de frenado" de Carl Wessel, el "dispositivo de seguridad de freno hidráulico" de Werner MHL y el "bloqueo de ruedas" de Richard Trapp fracasaron. El "Manual técnico del automóvil" publicado en 1941 escribió: "Hasta ahora, cualquier intento mediante dispositivos mecánicos para evitar el peligro de bloqueo de las ruedas ha sido infructuoso. Este día es un hito importante en la historia del éxito de los equipos de seguridad vial". Desafortunadamente, El autor de este libro probablemente no esperaba que tuviera que esperar 30 años para llegar a este día.

¿Cuál es el obstáculo en el desarrollo de la tecnología del sistema de frenos antibloqueo? En primer lugar, es necesario monitorear el dispositivo del sistema de cambio de velocidad de los neumáticos en tiempo real y ajustar el tamaño del sistema hidráulico de frenos de inmediato. En la era sin computadoras integradas, no se necesita ningún dispositivo mecánico para lograr una respuesta tan rápida. No fue hasta el nacimiento del sistema ABS a principios de la década de 1960 que se reveló un rayo de esperanza y ya existía una tecnología de semiconductores a escala preliminar.

La historia del sistema ABS desarrollado por la alemana Bosch (BOSCH), empresa especializada en sistemas electrónicos para automóviles, se remonta a 1936, cuando Bosch solicitó una patente para un "sistema de frenado de vehículos de motor, anti -dispositivo de bloqueo". En 1964 (año también del nacimiento de los circuitos integrados) se reinició el plan de investigación y desarrollo de la empresa Bosch ABS, y finalmente se llegó a la conclusión de que "es factible controlar las ruedas mediante dispositivos electrónicos para evitar el bloqueo de las ruedas". (sistema de frenos antibloqueo) ) ¡el sustantivo apareció por primera vez en la historia! El primer prototipo del mundo que utiliza ABS apareció en 1966, lo que demostró que "acortar la distancia de frenado" no es una tarea imposible. Debido a una inversión de capital excesiva, las solicitudes se limitan a vehículos ferroviarios o aviones ABS iniciales. La empresa Teldix GmbH codesarrolló en 1970 el primer prototipo Mercedes-Benz para un vehículo de carretera: el ABS 1. El sistema ya tenía una base de producción, pero los elementos de control dentro de la unidad carecían de fiabilidad, y más de 1.000, no sólo es el cuesta alto, pero también es propenso al fracaso.

En 1973, Bosch compró el 50% de las acciones y adquirió el ABS desarrollado por Teldix Co., Ltd. En 1975, AEG celebró un acuerdo con Bosch Teldix y se planificó el sistema ABS desarrollado por Bosch. para ser completamente Delegado de ejecución. ¡Después de tres años de arduo trabajo, nació "ABS 2"! A diferencia de la electrónica analógica ABS 1, el sistema ABS 2 es completamente digital y los componentes están diseñados no solo para controlar la cantidad de unidades de componentes que se redujo de 1000 a 140, sino también para tener un menor costo, confiabilidad y velocidad de operación significativamente mayor que la Aceleración 3. Principal ventaja. A finales de 1978, los dos fabricantes de automóviles alemanes, Mercedes-Benz y BMW, decidieron equipar los sedanes de las series S 2 y 7 con sistemas ABS de alta tecnología.

En los tres años anteriores a su nacimiento, el sistema ABS era demasiado costoso y no se vio afectado por el desarrollo del mercado.

Desde 1978 hasta finales de 1980, Bosch vendió sólo 24.000 sistemas ABS en total. Afortunadamente, el crecimiento llegó al año siguiente hasta las 76.000 unidades. Gracias a una respuesta positiva del mercado, Bosch inició un plan de investigación y desarrollo del sistema de control de tracción TCS. El sistema ABS 2S introducido en 1983 redujo el peso de 4,3 kg a 5,5 kg, y el módulo de control también se redujo a 70. A mediados de 1985, por primera vez, la proporción de sistemas ABS instalados en plantas de automóviles nuevos en el mundo superó el 1%, y General Motors también decidió fabricar su principal equipo ABS estándar en los vehículos Chevrolet.

1986 fue otro año memorable; además de celebrar que Bosch vendió un millón de sistemas ABS, lo más importante es que Bosch lanzó el primer TCS para automóviles con sistema de control de tracción civil/ASR. La función del TCS/ASR es evitar que las ruedas patinen durante la aceleración del vehículo, especialmente para evitar que las ruedas patinen en las curvas. El deslizamiento se controla dentro del rango del 10% al 20%. Dado que el ASR se controla ajustando el par de las ruedas motrices, el sistema de control de la fuerza motriz también se conoce como TRC o TRAC en Japón.

ASR y ABS funcionan en muchas áreas similares, y los dos se combinan para formar un mejor efecto y formar la rueda con sistema antibloqueo y control antideslizante (ABS/ASR). El sistema consta de un sensor de velocidad de la rueda, un controlador ECU ABS/ASR, un controlador ABS, un controlador ASR, un controlador, sensores de posición del acelerador principal y auxiliar del acelerador auxiliar, etc. Durante el proceso de arranque, aceleración y movimiento del automóvil, según la señal de entrada del sensor de velocidad de la rueda, cuando el cálculo del deslizamiento de la rueda motriz excede el límite superior, la ECU del motor ingresa secuencialmente al programa de defensa aérea. La ECU del motor utiliza el primer par para reducir el acelerador y reducir el par motor al ingresar combustible y reducir la potencia de salida. Cuando la ECU determina que es necesaria una intervención en las ruedas motrices, se transmite una señal al control del ASR de las ruedas motrices (generalmente las ruedas delanteras) para evitar que las ruedas motrices patinen o para mantener la estabilidad dentro de un rango seguro. El primer modelo nuevo equipado con un sistema ASR apareció en 1987 y la Clase S de Mercedes-Benz volvió a hacer historia.

A medida que el precio de los sistemas ABS disminuye y el número de automóviles nuevos equipados con sistemas ABS alcanza un punto crítico en 1988, ha experimentado un crecimiento explosivo y ha comenzado a crecer rápidamente las ventas anuales de sistemas ABS de Bosch. superó por primera vez este año los 3 millones de aparatos. Un avance tecnológico que llevó a Bosch a lanzar el primer sistema ABS 2E en 1989 fue inicialmente aislado del compartimiento del motor (conjunto de transmisión hidráulica) y de la consola (unidad de control electrónico), y el cableado tuvo que depender de complejos cambios de diseño para "integrar estos dos". " El componente es "¡Diseño!" El sistema ABS 2E también volvió a marcar un nuevo hito al descartar y sustituir el primer circuito integrado de la historia responsable de todo el trabajo del sistema de control ABS por un microprocesador informático (CPU) de 8 Kbytes. El fabricante de automóviles anunció oficialmente que un Porsche llevaba instalado ABS y tres años más tarde (1992) Mercedes-Benz Porsche también decidió mantenerse al día.

A mitad de la década de 1990 los sistemas ABS se fueron popularizando poco a poco en los coches de producción. En 1993 se lanzó la versión mejorada del ABS 2E de Bosch: el sistema ABS 5.0 Además de ser más pequeño y ligero, la unidad ABS 5.0 tiene el doble de velocidad de cálculo (16 Kbytes) que el procesador. Vendido todos los años. Sistema ABS del mismo año.

Los sistemas ABS y ASR/TCS han sido reconocidos en todo el mundo como propietarios, pero el equipo de ingeniería de Bosch no está satisfecho y ha puesto la mira en un objetivo más desafiante: ESP (Electronic Stability Program, Driving Dynamic Stability System). ) ¡Adelante! A diferencia del ABS y el TCS, que sólo pueden aumentar la estabilidad durante el frenado y la aceleración, el ESP puede mantener el equilibrio dinámico del vehículo en todo momento durante la conducción por la ruta óptima. El sistema ESP incluye un sensor de dirección (monitorea el ángulo del volante para determinar que el vehículo viaja en la dirección correcta), un sensor de rueda (monitorea cada rueda para determinar la velocidad de deslizamiento), un sensor de velocidad de guiñada (alrededor del eje vertical al capturar los movimientos dinámicos del automóvil) y (para determinar si un automóvil está fuera de control) y el sensor de aceleración lateral (la aceleración centrífuga medida al girar para determinar si el vehículo ha perdido agarre al girar). Los datos de estos sensores se utilizan para determinar el estado de conducción del vehículo de la unidad de control, lo que indica que la presión de freno en una o más ruedas se genera o libera al mismo tiempo que se ajusta el par del motor para obtener la respuesta más precisa, en algunos casos. incluso 150 veces por segundo. Los sistemas integrados ABS, EBD, EDL, ASR, como el ESP, permiten a los propietarios de automóviles concentrarse en la conducción y permiten que la computadora pueda hacer frente fácilmente a diversas emergencias.

Siguiendo con las prácticas de nacimiento del ABS y ASR en el pasado, el Mercedes-Benz Clase S fue el primer modelo en utilizar un sistema ESP (1995). Cuatro años más tarde, Mercedes-Benz anunció oficialmente que todas las series de coches estarán equipadas con ESP como equipamiento de serie.

Al mismo tiempo, Bosch lanzó ABS 5.7 en 1998 y 2001, el sistema ABS 8.0 es aún mejor, el peso total del sistema se actualizó de 2,5 kg a 1,6 kg y el procesador se actualizó de 48 KB a 128 KB en 2001. , todos los coches de los principales competidores de Mercedes-Benz, BMW y Audi, también anunciaron que estarían equipados con ESP de serie. Bosch celebra las ventas del fabricante de automóviles de más de 10.000 y 100.000 sistemas ABS ESP en 2003. Según una encuesta de ACEA (Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles), hoy en día se fabrican en todo el continente europeo más de 60 coches nuevos equipados con un sistema ABS. El % de todos los coches nuevos del mundo tienen este dispositivo.

“Los sistemas de frenos ABS mejoran enormemente la estabilidad y acortan la distancia de frenado”, afirma Wolfgang Dries, miembro de la junta directiva de Robert Bosch GmbH (nombre completo de Bosch). A diferencia de los airbags y los cinturones de seguridad (la relación entre el número de accidentes de tráfico es divisible por el número de muertes), ¿es más difícil sacar a muchas personas de las puertas del infierno de "prevención" del sistema ABS? Sin embargo, según un estudio de la Asociación Alemana de Seguros, que analiza las lesiones graves provocadas por los coches de seguridad tras los accidentes, se demuestra que el 60%, el 30% y el 40% de las víctimas mortales en accidentes de tráfico laterales provocados por colisiones se deben al exceso de velocidad. dirección repentina o funcionamiento inadecuado. Tenemos motivos para creer que los sistemas ABS, ASR y ESP dan como resultado una reducción significativa en la incidencia de pérdida de control de vehículos de emergencia. ¡La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) estima que los sistemas ABS han salvado a 14,563 automovilistas que viven en América del Norte!

Desde el ABS hasta el ESP, los ingenieros automotrices parecen haber llegado al límite en sus esfuerzos por mejorar la estabilidad de conducción (los sistemas ESP civiles existen desde hace casi 10 años), pero incluso las computadoras más avanzadas aún requieren la adecuada La operación del controlador logra los máximos resultados. Al final del artículo, le mostraremos cómo utilizar el sistema ABS.

La mayoría de los propietarios de viviendas nunca se han enfrentado a una emergencia (espero que nunca), pero ¿no saben cómo afrontar un momento crítico? Al frenar en una situación de emergencia, para un sistema de cilindro de freno ABS de movimiento rápido, el pedal del freno vibra significativa y anormalmente y hace ruido (fenómeno normal en el funcionamiento del sistema ABS), entonces no debe dudar en forzar los frenos ( a menos que el vehículo tenga un dispositivo de asistencia de fuerza de frenado EBD (de lo contrario, la fuerza de frenado no es suficiente para la mayoría de los conductores) y el ABS evita que las ruedas se bloqueen durante el frenado de emergencia, por lo que el mecanismo aún puede controlar la dirección de las ruedas delanteras. El conductor debe frenar de lado mientras juega con la dirección para evitar peligros y evitar obstáculos en la carretera hacia la izquierda. Por ejemplo, debe presionar el pedal del freno con fuerza, girar rápidamente el volante 90 grados hacia la izquierda y hacia la derecha, girar el volante 180 grados y. Finalmente regresa a la izquierda 90 grados. Lo último que hay que mencionar es que el sistema ABS se basa en sofisticados sensores de velocidad de las ruedas para determinar si se ha producido una situación de bloqueo. Por lo general, cada sensor de rueda debe mantenerse limpio para evitar que la suciedad, el aceite y especialmente el material magnético se adhieran a la superficie, lo que puede causar que el sensor falle o ingrese una señal errónea y afecte el funcionamiento normal del sistema ABS. Antes de conducir, siempre debe prestar atención a si la luz indicadora de falla del ABS en el tablero parpadea o dura mucho tiempo. Es posible que el sistema ABS haya fallado (especialmente el sistema anterior), y el taller de reparación debe eliminar la falla lo antes posible.

Finalmente, me gustaría recordar a los lectores que los sistemas ABS/ASR/ESP no son una panacea para el exceso de velocidad del tráfico, pero debido a que estos sistemas de seguridad activa son la cristalización de la tecnología de alta tecnología, no deben usarse. contra el exceso de velocidad del tráfico. De hecho, el ABS ha salvado la vida de muchos conductores en el pasado, pero no puede garantizar que todos los conductores se salven del peligro, ¿verdad?

Hay información sobre el ABS, que se comparte de la siguiente manera:

Actualmente, el último ABS se ha desarrollado hasta la quinta generación (algunos dicen que es la octava generación, yo no). No sé la verdad) Falso), el ABS actual aún deriva de otros sistemas de control electrónico, como por ejemplo:

1. Sistema Electrónico de Tracción (ETC).

2. Programa Electrónico de Estabilidad (ESP)

3. Asistencia de Frenado (BA)

(Nota: Todos los fabricantes tienen diferentes sistemas de denominación, pero el principio es iguales, pero la mayoría de categorías de sistemas ESP son de Bosch)

Excepto ABS:

En cuanto a clasificación mecánica y electrónica, las diferencias entre ambos son las siguientes:

1. El ABS electrónico está diseñado según diferentes modelos de automóviles. Su instalación requiere habilidades profesionales y puede transferirse a otro vehículo si es necesario cambiar el diseño del circuito y la capacidad de la batería, no existe universalidad. duradero, puede cambiarlo de un vehículo a otro siempre que el sistema de frenado hidráulico del vehículo esté operativo y su instalación solo demora 30 minutos.

2. Hay una gran cantidad de ABS electrónico y es posible que el producto terminado no tenga suficiente espacio para instalar ABS electrónico en el automóvil. Por el contrario, el pequeño tamaño del ABS mecánico ocupa menos espacio.

3. El ABS electrónico comienza a funcionar en el momento en que se activa el bloqueo de las ruedas, 612 veces por segundo; el ABS mecánico comienza a funcionar en el momento de frenar, y funciona el 60% la segunda vez dependiendo de la velocidad. -120. Mayor

4. El coste del ABS electrónico es más económico que el del ABS mecánico.

Según la clasificación de los canales de control, existen los siguientes tipos:

Cuatro canales, función: utilizando un alto coeficiente de adherencia, puede maximizar la máxima adherencia de cada rueda al frenar. Sin embargo, si los coeficientes de las dos ruedas unidas a la izquierda y a la derecha del automóvil tienen una gran diferencia (como agua o secciones de carretera heladas), afectará la estabilidad de la dirección de frenado del automóvil. Guangzhou Honda utiliza un sistema ABS de cuatro canales.

Tipo de tres canales, características: buena estabilidad direccional en diversas condiciones al frenar con un vehículo. El ABS de tres canales se utiliza ampliamente en automóviles.

Función de doble canal: el ABS de doble canal es difícil de controlar en todos los aspectos de la estabilidad direccional, la dirección y el rendimiento de frenado, y actualmente rara vez se utiliza

Tipo de un canal, características: Con una estructura simple y un bajo costo, los vehículos tipo camioneta son adecuados para una amplia gama de aplicaciones.

Componentes básicos del sistema de frenos antibloqueo:

El sensor de velocidad de la rueda ABS suele incluir un dispositivo de ajuste de la presión de frenado, una unidad de control electrónico y una luz de advertencia del ABS, que se componen de diferentes sistemas ABS. La estructura y el principio de funcionamiento del dispositivo regulador de presión de freno suelen ser diferentes, y la estructura interna de la unidad de control electrónico y el circuito lógico de control también pueden variar.

Las variedades de ABS son las mismas en los siguientes aspectos:

(1) ABS para automóviles que exceden una determinada velocidad (como 5 kilómetros por hora u 8 km/h) únicamente Después de ajustar la presión del freno antibloqueo durante el frenado, a menudo se ajustará el bloqueo de las ruedas.

(2) Al frenar, el control se realiza solo cuando la rueda tiene tendencia a bloquearse, el ABS tiende a ajustar la presión del freno antibloqueo para bloquear la rueda no está bloqueada; El efecto de bloqueo de las ruedas está controlado. El proceso de frenado del sistema es exactamente el mismo que el del frenado convencional.

(3) El ABS tiene una función de autodiagnóstico y puede ser monitoreado por el sistema en funcionamiento una vez que está en funcionamiento. Si se descubre que afecta el funcionamiento normal del sistema, se apagará automáticamente. Cuando el ABS falla y la luz de advertencia del ABS alerta al conductor, el sistema de frenos del automóvil aún puede frenar como un sistema de frenos convencional.

Características de uso del ABS:

1. El pedal del freno debe ser un pedal para lograr un bajo coeficiente de fricción en la carretera durante el frenado.

2. Puede ser. utilizado en el menor tiempo La distancia de frenado del estacionamiento

3. Cuando el automóvil frena con alta estabilidad direccional