ABS의 작동 원리에 대해 물어보고 자세한 답변을 부탁드립니다!

ABS(자동 잠김 방지 브레이크 시스템)는 운전 안전 역사상 가장 중요한 3대 발명이라고 할 수 있습니다(나머지 두 개는 에어백, 안전벨트도 그 예입니다). 안전 장치(예: ESP 주행 동적 안정성 시스템 및 EBD 제동력 분배 시스템의 기초) 올해는 ABS 시스템이 탄생한 지 25주년이 되는 해입니다. 지난 25년 동안 ABS 시스템은 거의 15,000명의 북미 운전자의 생명을 구했습니다. 이번 기회에 ABS 시스템의 개발과 그것이 자동차 산업에 미치는 영향을 검토해 보겠습니다.

2004 올해는 역사상 최초로 민간용 ABS(잠금방지제동장치) 양산이 탄생한 지 25주년이 되는 해입니다. 지난 25년 동안 ABS 시스템은 지속적으로 개선되고 개선되었을 뿐만 아니라 많은 자동차 소유자가 죽음에서 벗어날 수 있도록 도왔습니다. 지난 25년간 ABS 시스템의 큰 공헌을 소개하는 것 외에도 ABS의 개발 역사를 검토하고 싶습니다.

'자동 잠김 방지 제동'의 원리는 이해하기 어렵지 않습니다. 긴급 상황 발생 시 ABS 시스템이 없는 차량은 단계적으로 속도를 늦추고 제동할 시간이 없으며 단지 브레이크를 밟을 수밖에 없습니다. 즉시 짓밟혀 죽었습니다. 차량의 질주 관성으로 인해 옆면 미끄러짐, 주행 궤적 이탈, 차량 방향 통제 불능 등의 위험한 상황이 순간적으로 발생할 수 있습니다! ABS 시스템을 탑재한 차량의 바퀴가 잠김 임계점에 도달하려 할 때 1초에 60~120회 브레이크가 작동할 수 있는데, 이는 지속적으로 제동과 이완을 반복하는 것과 같다. 제동" 기계 자동화 동작. 이를 통해 비상 제동 중 방향 상실과 휠 미끄러짐을 방지할 수 있으며 동시에 타이어 마찰이 증가하여 제동 효율이 90% 이상에 도달합니다.

현미경으로 분석한 결과, 타이어가 롤링에서 슬라이딩으로 전환되는 임계점에서 타이어와 지면 사이의 마찰이 최대에 도달합니다. 차량이 출발하면 엔진 출력을 최대한 활용할 수 있고(가속 시간 단축), 제동 시 감속 효과가 가장 크다(제동 거리가 가장 짧음). ABS 시스템의 컨트롤러는 유압 장치를 사용하여 타이어가 미끄러지는 임계 지점에서 브레이크 압력을 제어하여 타이어 그립을 이론상 최대에 가장 가깝게 유지하면서 브레이크 디스크가 지속적으로 접촉 및 분리 과정을 반복하도록 합니다. 최고의 제동 효과를 얻기 위한 값입니다.

ABS의 작동 원리는 간단해 보이지만 처음부터 프로세스가 진행되면서 많은 어려움(핵심 기술 부족)을 겪었습니다! 1908년 영국 엔지니어 J. E. 프랜시스(J. E. Francis)는 "철도 차량용 바퀴 잠금 및 슬라이딩 컨트롤러" 이론을 제안했지만 실제로 적용하지는 못했습니다. 이후 30년 동안 Karl Wessel의 "제동력 컨트롤러", Werner Mhl의 "유압식 브레이크 안전 장치", Richard Trappe의 "휠 잠금 방지 장치"를 포함한 모든 시도가 실패했습니다. 그는 1941년에 출판된 『자동차 기술 핸드북』에서 “지금까지 기계 장치를 통해 바퀴 잠김의 위험을 방지하려는 시도는 성공하지 못했습니다. 이 장치가 성공하는 날은 역사에 획기적인 이정표가 될 것입니다. 교통 안전." "중요한 이정표". 불행하게도 이 책의 저자는 이날이 또 30년을 기다려야 할 것이라고는 예상하지 못했을 것입니다.

당시 잠김 방지 제동 장치 개발에 있어서 기술적인 병목 현상은 무엇이었나요? 우선, 이 장치에는 타이어 속도 변화를 실시간으로 모니터링하고 유압 시스템을 통해 즉시 브레이크 압력을 조정하는 시스템이 필요합니다. 집적 회로와 컴퓨터가 없었던 그 시대에는 어떤 기계 장치도 이렇게 빠른 응답을 달성할 수 없었습니다. ABS 시스템의 탄생이 빛을 발할 무렵에는 이미 반도체 기술이 초기 규모에 도달한 1960년대 초였습니다.

독일의 자동차 전자 시스템 전문 기업인 보쉬가 개발한 ABS 시스템의 기원은 1936년 보쉬가 '자동차 브레이크 방지 잠금 장치'에 대한 특허를 출원하면서 시작된다. ".

1964년(집적회로가 탄생한 해이기도 함) 보쉬는 ABS 연구개발 계획을 다시 시작했고, 마침내 "전자장치 제어를 통해 바퀴 잠김을 방지하는 것이 가능하다"는 결론에 이르렀다. 이것이 바로 ABS(Antilock)라는 용어이다. 브레이크 시스템) 사상 최초로 등장! 1966년 세계 최초의 ABS 프로토타입이 등장해 '제동거리 단축'이 불가능한 일이 아니라는 사실을 세계에 입증했다. 투자금액이 너무 커서 초기 ABS 적용은 철도차량이나 항공기에만 국한됐다. Teldix GmbH는 1970년 Mercedes-Benz와 협력하여 최초의 도로 차량용 프로토타입인 ABS 1을 개발했습니다. 이 시스템은 대량 생산의 기반을 갖추고 있지만 신뢰성이 부족하고 제어 장치에 1,000개 이상의 부품이 있을 뿐만 아니라. 비용이 너무 높으면 실패하기 쉽습니다.

1973년 Bosch는 Teldix GmbH의 지분 50%를 매입하고 ABS 분야의 연구 개발 결과를 얻었습니다. 1975년 AEG, Teldix 및 Bosch는 개발 계획을 Bosch에 전적으로 맡기기로 합의했습니다. 통합 및 실행을 위한 ABS 시스템의 구성입니다. 3년의 노력 끝에 탄생한 "ABS 2"! 아날로그 전자 부품을 사용하는 ABS 1과 달리 ABS 2 시스템은 제어 장치의 부품 수가 1,000개에서 140개로 대폭 줄어들 뿐만 아니라 비용을 절감하고 신뢰성을 크게 향상시킵니다. 가속화의 세 가지 주요 이점은 컴퓨팅 속도를 크게 향상시킵니다. 독일의 두 자동차 제조업체인 메르세데스 벤츠와 BMW는 1978년 말 S클래스와 7시리즈 모델에 첨단 시스템인 ABS 2를 장착하기로 결정했습니다.

ABS 시스템은 출시 후 처음 3년 동안 높은 비용으로 인해 시장을 발전시키지 못했습니다. 1978년부터 1980년 말까지 보쉬는 ABS 시스템을 24,000대만 판매했습니다. 다행히 2년차에는 7만6000대까지 늘어났다. 시장으로부터 긍정적인 반응을 얻은 보쉬는 TCS 추적 제어 시스템의 연구 개발 계획을 시작했습니다. 1983년 출시된 ABS 2S 시스템의 무게는 5.5kg에서 4.3kg으로 줄었고, 제어 부품 수도 70개로 줄었다. 1985년 중반까지 전 세계적으로 새로 제조된 차량에 설치된 ABS 시스템의 비율은 처음으로 1%를 초과했으며, General Motors도 ABS를 주요 Chevrolet 모델의 표준 기능으로 만들기로 결정했습니다.

1986년은 Bosch가 100만 번째 ABS 시스템 판매를 축하한 것 외에도 민간 차량용 TCS/ASR 사이클러를 출시한 해이기도 합니다. TCS/ASR의 기능은 자동차의 출발 및 가속 과정에서 구동륜의 미끄러짐을 방지하는 것, 특히 차량이 코너링 시 구동륜의 헛돌기를 방지하고 미끄러짐을 10%~10% 범위 내에서 제어하는 것입니다. 20%. ASR은 구동륜의 토크를 조절하여 제어하므로 구동력 제어 시스템이라고도 하며, 일본에서는 TRC 또는 TRAC라고도 합니다.

ASR과 ABS의 작동 원리에는 많은 유사점이 있으며, 두 가지를 결합하면 휠 방지 잠금 장치 및 구동 휠 미끄럼 방지 제어(ABS/ASR) 시스템을 형성할 수 있어 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 이 시스템은 주로 휠 속도 센서, ABS/ASR ECU 컨트롤러, ABS 드라이버, ASR 드라이버, 보조 스로틀 컨트롤러, 메인 및 보조 스로틀 위치 센서로 구성됩니다. 자동차의 시동, 가속 및 주행 과정에서 엔진 ECU는 휠 속도 센서에 의해 입력된 신호를 기반으로 구동 휠의 미끄러짐이 상한을 초과한다고 판단하면 공회전 방지 프로그램에 진입합니다. 먼저, 엔진 ECU는 보조 스로틀을 낮추어 연료 흡입량을 줄여 엔진 출력 토크를 줄인다. ECU가 구동륜의 개입이 필요하다고 판단하면 ASR 운전자에게 신호를 보내 구동륜(보통 앞바퀴)을 제어하여 구동륜이 미끄러지는 것을 방지하거나 금고 내에서 구동륜이 미끄러지는 것을 방지합니다. 범위. 1987년 ASR 시스템을 탑재한 최초의 신모델이 등장하며, 메르세데스-벤츠 S클래스는 다시 한번 역사의 메이커가 되었습니다.

ABS 시스템의 단가가 점차 낮아지면서 ABS 시스템을 탑재한 신차 수가 1988년 폭발적 성장의 한계점을 돌파하고 그해 보쉬의 연간 ABS 판매량이 급격히 증가하기 시작했다. 시스템이 처음으로 300만 대를 초과했습니다. 기술적 혁신을 통해 1989년 보쉬가 출시한 ABS 2E 시스템은 원래 엔진룸(유압 구동 부품)과 센터 콘솔(전자 제어 부품)로 분리되어 처음으로 복잡한 배선 연결에 의존해야 했던 설계를 변경할 수 있었습니다. "두 가지 구성요소 통합" "하나를 위한 설계"로 전환하는 시간입니다! 또한 ABS 2E 시스템은 집적회로를 버리고 8KB 컴퓨팅 속도의 마이크로프로세서(CPU)를 사용해 모든 제어 작업을 담당하는 역사상 최초의 ABS 시스템으로 다시 한 번 새로운 이정표를 썼다. 그해 포르쉐는 모든 자동차 시리즈에 ABS가 장착되었다고 공식 발표했습니다. 3년 후인 1992년, 메르세데스-벤츠도 포르쉐의 뒤를 따르기로 결정했습니다.

1990년대 전반에는 ABS 시스템이 점차 양산차에 탑재되기 시작했다. Bosch는 1993년에 ABS 5.0 시스템의 개선된 버전을 출시했습니다. ABS 5.0은 더 작고 가벼울 뿐만 아니라 컴퓨팅 속도도 두 배(16kbyte) 향상된 프로세서를 탑재했습니다. 같은 해 천만 번째 ABS 시스템이 판매되었습니다.

ABS 및 ASR/TCS 시스템은 전 세계 자동차 소유자에게 인정을 받았지만 보쉬 엔지니어링 팀은 이에 만족하지 않고 대신 ESP(Electronic Stabilty Program, Driving Dynamics)라는 더 도전적인 목표를 설정했습니다. 시스템) 앞으로! 제동 및 가속 시에만 안정성을 높일 수 있는 ABS, TCS와 달리 ESP는 주행 중 언제든지 차량의 최적의 동적 균형과 주행 경로를 유지할 수 있습니다. ESP 시스템에는 조향 센서(핸들 회전 각도를 모니터링하여 자동차가 올바른 방향으로 이동하고 있는지 확인), 휠 센서(각 바퀴의 속도를 모니터링하여 바퀴가 미끄러지는지 확인) 및 흔들림 속도가 포함됩니다. 센서(세로 축을 중심으로 자동차의 움직임을 기록하여 자동차가 미끄러지는지 확인) 및 횡가속도 센서(코너링 시 원심 가속도를 측정하여 코너링 시 자동차가 접지력을 잃는지 확인). 제어 장치는 이러한 센서의 데이터를 사용하여 차량의 작동 상태를 판단한 다음 또는를 표시합니다. 엔진 토크가 가장 정밀한 정밀도(경우에 따라 최대 150초)로 조정되는 동안 여러 바퀴의 브레이크 압력이 설정되거나 해제됩니다. 초당 횟수. ABS, EBD, EDL, ASR 등의 시스템을 통합한 ESP는 자동차 소유자가 운전에 집중할 수 있도록 하고 컴퓨터가 다양한 응급 상황에 쉽게 대처할 수 있도록 해줍니다.

ABS와 ASR이 탄생했던 과거의 관행을 이어가며 메르세데스-벤츠 S클래스는 ESP 시스템을 최초로 사용한 모델(1995년)이다. 4년 후, 메르세데스-벤츠는 모든 자동차 시리즈에 ESP가 표준 장비로 포함될 것이라고 공식 발표했습니다. 동시에 보쉬가 1998년과 2001년에 출시한 ABS 5.7과 ABS 8.0 시스템은 여전히 우수성을 위해 노력하고 있으며, 전체 시스템의 총 무게는 2.5kg에서 1.6kg으로 줄어들었고 프로세서의 컴퓨팅 속도도 업그레이드되었습니다. Mercedes-Benz의 주요 경쟁사인 BMW와 Audi도 2001년에 모든 자동차 시리즈에 ESP를 표준 장비로 포함할 것이라고 발표했습니다. 보쉬 자동차 공장은 2003년에 1억 대 이상의 ABS 시스템과 1천만 대 이상의 ESP 시스템 판매를 축하했습니다. ACEA(유럽 자동차 제조 협회)의 조사에 따르면 오늘날 유럽 대륙에서 생산되는 모든 신차에는 ABS 시스템이 장착되어 있습니다. 전 세계 신차의 60% 이상이 이 장치를 갖추고 있습니다.

Robert Bosch GmbH(보쉬 회사의 전체 이름) 이사회 구성원인 볼프강 드리스(Wolfgang Drees)는 "ABS 시스템은 제동 안정성을 크게 향상시키고 제동에 필요한 거리를 단축시킵니다"라고 말했습니다.

에어백이나 안전벨트(사망자 수를 자동차 사고 건수로 나누어 분석할 수 있음)와 달리 '싹트기' 시스템인 ABS 시스템은 실제 데이터로 증명하기 어렵다. 그것이 죽음에서 구원을 얻을 것인가? 그러나 독일보험협회와 자동차안전협회가 대형 교통사고의 원인을 분석한 연구에 따르면, 사망한 교통사고의 60%는 측면 충돌에 의해 발생하고, 30~40%는 과속, 급회전에 의해 발생하는 것으로 나타났다. 또는 부적절한 작동. 우리는 ABS와 그 파생 ASR 및 ESP 시스템이 긴급 상황에서 차량이 통제력을 잃을 가능성을 크게 줄일 수 있다고 믿을 만한 이유가 있습니다. NHTSA(북미고속도로안전국)는 ABS 시스템이 북미 운전자 14,563명의 생명을 구한 것으로 추정한 바 있습니다!

ABS부터 ESP까지, 주행 안정성을 향상시키려는 자동차 엔지니어들의 노력은 한계에 도달한 것 같지만(민간용 ESP 시스템이 탄생한 지 거의 10년이 지났습니다) 컴퓨터가 아무리 발전하더라도 , 최대 효과를 얻으려면 여전히 운전자의 적절한 작동이 필요합니다. 기사 마지막에는 ABS 시스템을 잘 활용하는 방법이 나와 있습니다.

대부분의 자동차 소유자는 긴급 상황에 직면한 적이 없지만(그러지 않기를 바라지만) 중요한 순간에 대처하는 방법을 알아야 합니까? 긴급 상황에서 브레이크를 밟으면 ABS 시스템의 브레이크 실린더가 빠르게 작동하고 브레이크 페달에서 즉시 비정상적인 진동과 큰 소음이 발생합니다(이때 ABS 시스템 작동 시 정상적인 현상). (EBD 제동력 보조 장치가 장착되지 않은 차량의 경우 대부분의 운전자는 제동력이 부족합니다.) 또한 ABS는 긴급 제동 시 바퀴 잠김을 방지하므로 앞바퀴가 계속 방향을 제어할 수 있습니다. 차체의. 운전자는 긴급 회피를 위해 브레이크를 밟고 조향해야 합니다. 예를 들어, 왼쪽 도로의 장애물을 피하려면 브레이크 페달을 세게 밟고, 핸들을 빠르게 왼쪽으로 90도 돌리고, 휠을 오른쪽으로 180도 돌려야 합니다. 마지막으로 다시 왼쪽으로 90도 돌아갑니다. 마지막으로 언급할 점은 ABS 시스템이 정교한 휠 속도 센서를 사용하여 잠금이 발생했는지 여부를 판단한다는 것입니다. 각 바퀴의 센서는 진흙, 기름, 특히 자성 물질이 표면에 달라붙지 않도록 항상 깨끗하게 유지해야 합니다. 이로 인해 센서가 고장나거나 잘못된 신호를 입력하여 ABS 시스템의 정상적인 작동에 영향을 줄 수 있습니다. 운전 전 항상 계기판의 ABS 고장 표시등이 깜박이거나 계속 켜져 있으면 ABS 시스템이 고장난 것일 수 있으므로(특히 초기 시스템), 즉시 정비소에 가서 문제를 해결해야 합니다. 가능한 한.

마지막으로 ABS/ASR/ESP 시스템이 첨단기술의 결정체임에도 불구하고 이러한 능동형 운전안전 시스템만으로는 만능이 아니며 빠르게 운전하지 않는다는 점을 독자 여러분께 상기시켜 드리고 싶습니다. ABS는 과거에도 많은 운전자의 생명을 구했지만, 모든 운전자를 위험으로부터 구해준다고 보장할 수는 없겠죠?

ABS에 관한 정보도 있는데, 다음과 같이 공유된다.

현재 최신 ABS는 5세대까지 발전했다(어떤 정보에서는 8세대라고 하는데, 그것이 사실인지 아닌지는 모르겠습니다.) 오늘날의 ABS는 다음과 같은 다른 전자 제어 시스템도 파생했습니다.

1. 전자 견인 시스템(ETC).

2. 전자 안정성 프로그램(ESP)

3. 보조 브레이크(BA)

(참고: 위 시스템의 이름은 제조업체마다 다릅니다. 그러나 원리는 동일하며 대부분의 ESP 시스템은 Bosch 제품입니다.)

ABS 분류에 대해 이야기해 보겠습니다.

기계 및 전자 분류에 따르면 두 시스템은 다음과 같은 차이점이 있습니다.

1. 전자 ABS는 다양한 자동차 모델에 맞게 설계되었으며, 다른 차량에 설치하는 경우에는 회로 설계 및 배터리 용량을 변경해야 합니다. 다용도성이 뛰어나며 유압 브레이크 장치가 있는 모든 차량에 사용할 수 있습니다. 한 차량에서 다른 차량으로 교체할 수 있으며 설치 시간은 30분 밖에 걸리지 않습니다.

2. 전자식 ABS는 크기가 커서 완성차에 전자식 ABS를 장착할 공간이 부족할 수 있는 반면, 기계식 ABS는 크기가 작고 공간을 덜 차지합니다.

3. 전자식 ABS는 바퀴가 잠겨 있을 때 작동을 시작해 초당 6~12회 작동하며, 기계식 ABS는 브레이크를 밟으면 작동을 시작해 차량 속도에 따라 1초마다 작동할 수 있다. 60~120회 사용.

4. 이에 비해 전자식 ABS를 사용하는 것이 더 경제적이고 실용적입니다.

제어 채널 분류에 따르면 다음과 같은 유형이 있습니다.

4채널 유형, 특징: 접착 계수 활용도가 높고, 각 휠의 최대 접착력을 활용하여 제동 중 가장 큰 범위. 그러나 자동차의 왼쪽과 오른쪽 바퀴의 접착 계수가 크게 다른 경우(예: 도로 표면의 물이나 얼음) 자동차 제동 방향의 안정성에 영향을 미칩니다. 광저우 혼다는 4채널 ABS 장치를 사용합니다.

3채널형, 특징: 다양한 조건에서 제동 시 차량의 방향 안정성이 좋습니다. 3채널 ABS는 일반적으로 자동차에 사용됩니다.

2채널형, 특징: 2채널 ABS는 방향 안정성, 조향 제어, 제동 성능 등 모든 측면을 고려하기 어려워 현재 거의 사용되지 않습니다.

1채널형, 특징: 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 경트럭에 널리 사용됩니다.

잠금 방지 제동 시스템의 기본 구성 요소:

ABS는 일반적으로 휠 속도 센서, 브레이크 압력 조절기, 전자 제어 장치 및 ABS 경고등으로 구성됩니다. 브레이크 압력 조절 장치의 구조 형태와 작동 원리가 다른 경우가 많으며 전자 제어 장치의 내부 구조와 제어 논리도 다를 수 있습니다.

모든 종류의 ABS는 다음 측면에서 동일합니다.

(1) ABS는 자동차 속도가 특정 속도(예: 5km/h 또는 8km/h)를 초과한 후에만 작동합니다. ) 제동 중에 잠기는 경향이 있는 바퀴에 대해 잠김 방지 브레이크 압력이 조정됩니다.

(2) 제동 과정 중에 제어된 휠이 잠기는 경향이 있는 경우에만 ABS는 제어된 휠이 잠기는 경향이 있는 휠의 제동 압력에 대해 잠금 방지 조정을 수행합니다. 잠기지 않으면 제동 과정은 기존 제동 시스템과 완전히 동일합니다.

(3) ABS에는 자가 진단 기능이 있으며 일단 발견되면 시스템의 작동 상태를 모니터링할 수 있습니다. 시스템의 정상적인 작동에 영향을 미치는 결함이 발생하면 ABS가 자동으로 꺼지고 ABS 경고등이 켜져 운전자에게 경고 신호를 보냅니다. 차량의 브레이크 시스템은 기존 브레이크 시스템처럼 제동할 수 있습니다.

ABS 사용 특징:

1. 접착 계수가 낮은 도로에서 브레이크를 밟을 때 브레이크 페달을 한 발로 밟아야 합니다

2. 최단 제동 거리 내에서 정지

3. 제동 시 차량의 방향 안정성이 높습니다.