ABSシステムの構造と動作原理

現代の自動車のアクティブセーフティキットには、緊急事態を防止したり、事故時の人的傷害を最小限に抑えたりするためのさまざまなアシスタントとシステムが含まれています。

これらの要素の中には、アンチロックブレーキシステムがあります。 それは何ですか？ 最新のABSはどのように機能しますか？ このシステムがオンの場合、ABSはどのように機能し、車を運転する方法は？ これらの質問への回答は、このレビューで見つけることができます。

アンチロックブレーキシステムとは

アンチロックブレーキシステムとは、車のシャーシに取り付けられ、ブレーキに関連付けられている一連の電気油圧要素を意味します。

路面でのトラクションが向上し、不安定な路面でのブレーキ時にホイールが完全に停止するのを防ぎます。 これは、氷や濡れた道路でよく発生します。

ストーリー

この開発は、1950年代に最初に一般に公開されました。 しかし、このアイデアは1908世紀初頭に開発されたため、コンセプトとは言えませんでした。 そのため、XNUMX年にエンジニアのJ.フランシスは、鉄道輸送におけるホイールの滑りを防止する彼の「レギュレーター」の作業を実証しました。

同様のシステムが、メカニック兼エンジニアのG.Voisinによって開発されました。 彼は、ブレーキの結果として航空機の車輪が滑走路上で滑らないように、ブレーキ要素への油圧効果を独立して調整する航空機用のブレーキシステムを作成しようとしました。 彼は20年代にそのような装置を改造して実験を行った。

初期のシステム

もちろん、あらゆる発明の最初の開発すべての場合のように、最初はブロッキングを防ぐシステムは複雑で原始的な構造を持っていました。 そのため、前述のGabriel Voisinは、彼の設計で、ブレーキラインに接続されたフライホイールと油圧バルブを使用していました。

システムはこの原則に従って機能しました。 フライホイールはホイールのドラムに取り付けられ、一緒に回転しました。 スキッドがない場合、ドラムとフライホイールは同じ速度で回転します。 ホイールが停止するとすぐに、ドラムはそれに伴って減速します。 フライホイールが回転し続けるため、油圧ラインバルブがわずかに開き、ブレーキドラムにかかる力が減少しました。

このようなシステムは、スキッドが発生した場合、ドライバーがこの手順をスムーズに実行するのではなく、本能的にさらにブレーキをかけるため、車両にとってより安定していることが証明されています。 この開発により、ブレーキ効率が30％向上しました。 もうXNUMXつの良い結果は、破裂や摩耗したタイヤが少ないことです。

しかし、ドイツのエンジニアであるKarl Wesselの努力のおかげで、このシステムは正当な評価を受けました。 その開発は1928年に特許を取得しました。 それにもかかわらず、その設計に重大な欠陥があるため、この設備は輸送には使用されませんでした。

真に機能する滑り止めブレーキシステムは、50年代初頭に航空で使用されました。 そして1958年に、Maxaretキットは最初にオートバイに取り付けられました。 Royal Enfield Super Meteorには、作動するアンチロックブレーキシステムが装備されていました。 システムは道路研究所によって監視されました。 研究によると、ブレーキシステムのこの要素により、オートバイの事故が大幅に減少します。事故のほとんどは、ブレーキ中にホイールがロックされたときに横滑りが原因で発生します。 そのような指標にもかかわらず、オートバイ会社の技術部門のチーフディレクターはABSの大量生産を承認しませんでした。

自動車では、機械式滑り止めシステムが一部のモデルでのみ使用されていました。 それらの60つはフォードゾディアックです。 この状況の理由は、デバイスの信頼性が低いことでした。 XNUMX年代からのみ。 電子アンチロックブレーキシステムは、有名なコンコルド航空機に採用されました。

最新のシステム

電子的変更の原理は、フィアット研究センターのエンジニアによって採用され、発明をアンチスキッドと名付けました。 開発はボッシュに売却され、その後、ABSと名付けられました。

1971年、自動車メーカーのクライスラーは完全で効率的なコンピューター制御システムを発表しました。 同様の開発は、その象徴的なリンカーンコンチネンタルでアメリカンフォードによって70年前に使用されました。 徐々に、他の大手自動車メーカーもバトンを引き継ぎました。 XNUMX年代半ばまでに、ほとんどの後輪駆動車は、駆動輪に電子アンチロックブレーキシステムを備えていました。一部の車には、XNUMX輪すべてで機能する改造が装備されていました。

1976年以来、同様の開発が貨物輸送で使用され始めました。 1986年に、このシステムは完全に電子機器で機能したため、EBSと名付けられました。

アンチロックブレーキシステムの目的

多くの場合、不安定な表面（氷、転がった雪、アスファルト上の水）でブレーキをかけると、ドライバーは予想とはまったく異なる反応を観察します-減速する代わりに、車両は制御不能になり、まったく停止しません。 さらに、ブレーキペダルを強く押しても効果はありません。

ブレーキが急にかかると、ホイールがブロックされ、トラックのグリップが不十分なため、単に回転が停止します。 この影響を防ぐには、スムーズにブレーキをかける必要がありますが、緊急時にはドライバーが手に負えないほどペダルを床に押し付けます。 一部の専門家は、不安定な路面で車両を減速させるために、ブレーキペダルを数回押したり放したりします。 このおかげで、車輪がブロックされたり、滑ったりすることはありません。

悲しいことに、誰もがこのスキルを習得できるわけではなく、これを行う必要があるとさえ考えていない人もいますが、グリップの信頼性が高い高価なプロ用タイヤを購入するだけです。 このような場合、メーカーはほとんどのモデルにアンチロックブレーキシステムを装備しています。

ABSを使用すると、緊急時に車の制御を維持し、ブレーキをかけたときに車輪が完全に停止するのを防ぐことができます。

ABS装置

最新のABSのデバイスには、少数の要素が含まれています。 構成：

• ホイール回転センサー。 このようなデバイスは、すべてのホイールに取り付けられています。 電子制御ユニットは、これらの各センサーからのパラメーターを分析します。 受信したデータに基づいて、ECUはシステムを個別にアクティブ化/非アクティブ化します。 ほとんどの場合、このような追跡デバイスはホールセンサーの原理で動作します。
• 電子制御ユニット。 それがないと、情報を収集してシステムをアクティブ化するのに「頭脳」が必要になるため、機能しません。 一部の車では、各システムに独自のECUがありますが、メーカーは、アクティブな安全システムのすべての要素（方向安定性、ABS、トラクション制御など）を処理するXNUMXつのユニットを設置することがよくあります。
• エグゼクティブデバイス。 古典的な設計では、これらの要素は、バルブ、蓄圧器、ポンプなどのセットを備えたブロックです。 技術文献には、これらの要素に適用されるハイドロモジュレーターという名前が記載されている場合があります。

ABSシステムの特徴は、最新の車でもないブレーキシステムに接続できることです。 ほとんどの場合、それらは単にブレーキラインと機械の電気システムに接続されるキットです。

ABSのしくみ

従来、アンチロックブレーキシステムの作業は3つの段階に分かれています。

1. ホイールロック-ECUはシステムをアクティブにするための信号を送信します。
2. アクチュエーターの作動-油圧ブロックがシステム内の圧力を変化させ、ホイールのロックを解除します。
3. ホイールの回転が回復したときのシステムの非アクティブ化。

プロセス全体が、コントロールユニットソフトウェアに組み込まれているアルゴリズムによって制御されていることを考慮する価値があります。 システムの信頼性は、ホイールがトラクションを失う前にトリガーされるという事実にあります。 ホイールの回転に関するデータに基づいてのみ機能するアナログは、より単純なデバイスと動作原理を備えています。 ただし、このようなシステムは、GabrielVoisinの最初の設計よりもうまく機能しません。

このため、ABSはホイール速度の変化ではなく、ブレーキペダルを押す力に反応します。 言い換えれば、システムは、スキッドの可能性を警告するかのように事前にトリガーされ、ホイールの回転速度とペダルを押す力の両方を決定します。 制御ユニットは可能なスリップを計算し、アクチュエーターを作動させます。

このシステムは、次の原則に従って動作します。 緊急事態が発生すると（ドライバーがブレーキペダルを強く押したが、ホイールがまだロックされていない）、ハイドロモジュレーターはコントロールユニットから信号を受信し、XNUMXつのバルブ（入口と出口）を閉じます。 これにより、ライン圧力が安定します。

次に、アクチュエータはブレーキ液を脈動させます。 このモードでは、ハイドロモジュレーターはホイールをゆっくりとクランキングするか、ブレーキ液の圧力を個別に増減させることができます。 これらのプロセスは、システムの変更に依存します。

ABSがトリガーされると、ドライバーは頻繁な脈動によってすぐにそれを感じます。これはペダルにも伝達されます。 アクティベーションボタンを愛撫することで、システムがアクティブかどうかを確認できます。 システムの動作原理は、経験豊富なドライバーのスキルを繰り返しますが、それだけがはるかに高速で、20秒間に約XNUMX回実行されます。

アンチロックブレーキシステムの種類

アクティブセーフティシステムの改善のおかげで、ABSのXNUMXつのバリエーションが自動車部品市場で見つかります。

• 単一チャネル。 コントロールユニットへの信号と制御ユニットへの信号は、XNUMX本の有線回線を介して同時に供給されます。 ほとんどの場合、前輪駆動車にはそれが装備されており、その後は駆動輪にのみ装備されています。 このシステムは、どのホイールがロックされているかに関係なく機能します。 この変更では、ハイドロモジュレーターの入口にXNUMXつのバルブがあり、出口にXNUMXつのバルブがあります。 また、XNUMXつのセンサーを使用します。 この変更は最も効果がありません。
• XNUMXチャンネル。 このような変更では、いわゆるオンボードシステムが使用されます。 左側とは別に右側を制御します。 緊急時には車が道路の脇に運ばれるため、この変更は非常に信頼できることが証明されています。 この場合、右側と左側のホイールは異なる表面にあるため、ABSはアクチュエータにも異なる信号を送信する必要があります。
• XNUMXチャンネル。 この変更は、安全にXNUMX番目とXNUMX番目のハイブリッドと呼ぶことができます。 このようなABSでは、最初の場合と同様に、後部ブレーキパッドはXNUMXつのチャネルによって制御され、前輪はオンボードABSの原理で動作します。
• XNUMXチャンネル。 これは、これまでで最も効率的な変更です。 ホイールごとに個別のセンサーとハイドロモジュレーターがあります。 ECUは、最大の牽引力を得るために各ホイールの回転を制御します。

動作モード

最新のABSシステムの操作は、次のXNUMXつのモードで実行できます。

1. インジェクションモード。 これは標準モードであり、ブレーキシステムのすべての古典的な種類で使用されます。 アンチロックブレーキシステムでは、排気バルブが閉じ、吸気バルブが開いています。 このため、ブレーキペダルを踏むと、回路内で液体が動き始め、各ホイールのブレーキシリンダーが動き始めます。
2. ホールドモード。 このモードでは、コントロールユニットは、ホイールのXNUMXつが他のホイールよりもはるかに速く減速していることを検出します。 道路との接触が失われるのを防ぐために、ABSは特定のホイールラインのインレットバルブをブロックします。 このおかげで、キャリパーに力はかかりませんが、同時に他のホイールは減速し続けます。
3. 圧力解放モード。 このモードは、前のモードが結果として生じるホイールロックに対処できなかった場合にアクティブになります。 この場合、ラインのインレットバルブは閉じたままになり、逆にアウトレットバルブは開いてこの回路の圧力を解放します。

ABSシステムがオンになっているときのブレーキの効果は、あるモードから別のモードにどれだけ効果的に変化するかによって異なります。 ABSがオンになっている標準のブレーキシステムとは異なり、車輪がトラクションを失うのを防ぐためにブレーキを繰り返しかける必要はありません。 この場合、ドライバーはブレーキペダルを完全に踏む必要があります。 残りの作業は、システム自体によって行われます。

ABSで車を運転する特徴

車のブレーキシステムと同じくらい信頼性がありますが、ドライバーの注意を払う必要があります。 アンチロックブレーキシステムには独自の特性があります。 それらが考慮されていない場合、車は安定性を失う可能性があります。 緊急事態の基本的なルールは次のとおりです。

1. 車にシンプルなABSが装備されている場合、それをアクティブにするには、ブレーキペダルを強く踏み込む必要があります。 一部の最新モデルにはブレーキアシスタントが装備されています。 この場合、コントロールユニットはトラクションが失われる可能性を検出し、このアシスタントのスイッチを入れます。 ペダルをわずかに踏んだ場合でも、システムがアクティブになり、ライン内の圧力を独立して目的のパラメーターまで上げます。
2. すでに述べたように、システムがアクティブになると、ブレーキペダルが脈動します。 経験の浅いドライバーはすぐに車に何かが起こったと思い、ブレーキを解除することにしました。
3. スタッド付きタイヤで運転するときは、ABSをオフにすることをお勧めします。これは、ホイールがブロックされたときにタイヤのスタッドが効果を発揮するためです。
4. ゆるい雪、砂、砂利などで運転中。 ABSはまた、役に立つというよりも役に立たない。 事実、その前にあるロックされたホイールは、道路を構成する材料から小さなバンプを収集します。 これにより、追加の滑り抵抗が作成されます。 ホイールが回転しても、そのような影響はありません。
5. また、凹凸のある路面を高速で走行すると、ABSシステムが正常に機能しない場合があります。 わずかなブレーキをかけた場合でも、空中のホイールがすぐに停止し、制御ユニットが必要のないときにデバイスをアクティブにするように促します。
6. ABSがオンになっている場合は、操作中にブレーキも使用する必要があります。 通常の車では、これはスキッドまたはアンダーステア​​を引き起こすだけです。 ただし、ABSを搭載した車は、アンチロックシステムがアクティブなときにステアリングホイールをより積極的に聞きます。

ブレーキ性能

ABSシステムは、停止距離を短縮するだけでなく、車両を最大限に制御します。 このシステムを搭載していない車と比較して、ABSを搭載した車は間違いなくより効果的にブレーキをかけます。 証明する必要はありません。 このような車では制動距離が短くなるだけでなく、ブレーキ力がすべての車輪に均等に分散されるため、タイヤの摩耗がより均等になります。

このシステムは、アスファルトが濡れている場合や滑りやすい場合など、路面が不安定な道路を運転することが多いドライバーに特に高く評価されます。 すべてのエラーを完全に排除し、緊急事態からドライバーを保護するシステムはありませんが（ドライバーの注意力と先見性をキャンセルした人は誰もいません）、ABSブレーキは車両をより予測可能で管理しやすくします。

高いブレーキ性能を考えると、多くの専門家は、初心者がABSで車両を運転することに慣れることを推奨しています。これにより、道路の安全性が向上します。 もちろん、ドライバーが追い越しや制限速度のルールに違反した場合、ABSシステムはそのような違反の結果を防ぐことはできません。 たとえば、システムがどれほど効果的であっても、ドライバーが車を防寒しておらず、夏用タイヤで運転し続けている場合は役に立ちません。

ABS操作

最新のABSシステムは、信頼性が高く安定したシステムであると考えられています。 長期間正常に動作しますが、それでも適切な操作とタイムリーなメンテナンスが必要です。 コントロールユニットが故障することはめったにありません。

しかし、ホイール回転センサーを使用する場合、これはそのようなシステムで最も脆弱な場所です。 その理由は、センサーがホイールの回転速度を決定するためです。つまり、センサーはホイールハブのすぐ近くに設置する必要があります。

車が泥、水たまり、砂、または湿った雪の中を走行すると、センサーが非常に汚れ、すぐに故障したり、誤った値を示したりして、システムが不安定になる可能性があります。 バッテリーが低いか、車の車載システムの電圧が低い場合、電圧が低すぎるためにコントロールユニットがシステムをオフにします。

システムに障害が発生しても、車はブレーキを失うことはありません。 この場合、ドライバーは、従来のブレーキシステムを使用して、不安定な道路で減速できる必要があります。

ABS性能

そのため、ABSシステムにより、緊急ブレーキをより安全に行うことができ、ブレーキペダルを完全に踏み込んだ状態での操作も可能になります。 これらのXNUMXつの重要なパラメータにより、このシステムは高度なアクティブセーフティシステムを搭載した車両の不可欠な部分になっています。

経験豊富なドライバーにとって、ABSの存在はオプションです。 しかし、初心者は最初の数年で多くの異なるスキルを学ぶ必要があるので、そのようなドライバーの車はセーフティネットを提供するいくつかのシステムを備えていることが望ましいです。

経験豊富なドライバーは、ブレーキペダルの踏み込みを変えることで、簡単に（特に長年車を運転している場合）ホイールスリップの瞬間を制御することができます。 しかし、長い運転経験があっても、マルチチャネルシステムはそのようなスキルと競争することができます。 その理由は、ドライバーは個々のホイールにかかる力を制御できませんが、ABSは制御できます（シングルチャネルシステムは経験豊富なドライバーのように機能し、ブレーキライン全体にかかる力を変更します）。

しかし、ABSシステムは、どの道路でも緊急事態が発生した場合の万能薬とは見なされません。 たとえば、車が砂の上を滑ったり、雪が降ったりすると、逆に制動距離が長くなります。 それどころか、そのような道路では、車輪をブロックする方が便利です。車輪は地面に潜り込み、ブレーキングをスピードアップします。 車があらゆるタイプの路面で普遍的であるために、現代の車モデルのメーカーは彼らの製品に切り替え可能なABSを装備しています。

誤動作は何ですか

アンチロックブレーキシステムの信頼性に関しては、これは車の中で最も信頼性の高いシステムのXNUMXつです。 その要素が失敗することはめったになく、ほとんどの場合、これは運用と保守のルールの違反が原因です。 すべての電子部品は、ヒューズとリレーによって過負荷から確実に保護されるため、コントロールユニットが故障することはありません。

最も一般的なシステムの誤動作は、ホイールセンサーの故障です。これは、ホイールセンサーが水、ほこり、または汚れの侵入を排除することが非常に困難な場所にあるためです。 ハブベアリングが緩すぎると、センサーが誤動作します。

他の問題はすでに車の付随するシステムにもっと関連しています。 この例は、マシンの電気ネットワークの電圧降下です。 この場合、リレーがアクティブになっているため、ABSは無効になります。 同じ問題は、ネットワークの電力サージでも観察できます。

アンチロックブレーキシステムが自動的にシャットダウンした場合でも、慌てる必要はありません。車は、ABSがないかのように動作します。

ABS搭載車のブレーキシステムの修理・整備には独自の特徴があります。 たとえば、ブレーキ液を交換する前に、イグニッションをオフにして、ブレーキを数回（約20回）押して放します。 これにより、バルブ本体のアキュムレータ内の圧力が解放されます。 ブレーキ液を適切に交換してからシステムをブリードする方法については、以下をお読みください。 別の記事で.

ドライバーは、ダッシュボードの対応する信号によって、ABSの誤動作についてすぐに知ることができます。 警告灯が点灯してから消える場合は、ホイールセンサーの接触に注意する必要があります。 ほとんどの場合、接触が失われたために、制御ユニットはこれらの要素から信号を受信せず、誤動作を通知します。

システムの利点と欠点

アンチロックブレーキシステムの主な利点は、ブレーキング中にホイールがスリップした場合に車を安定させることであるため、アンチロックブレーキシステムの利点について多くを語る必要はありません。 このようなシステムを搭載した車の利点は次のとおりです。

• 雨の中や氷上（滑りやすいアスファルト）では、車は優れた安定性と制御性を示します。
• 操作を実行するときは、ブレーキを積極的に使用してステアリングの応答を向上させることができます。
• 滑らかな表面では、ブレーキ距離はABSのない車よりも短くなります。

このシステムの欠点のXNUMXつは、柔らかい路面にうまく対応できないことです。 この場合、車輪が詰まっているとブレーキ距離が短くなります。 最新のABS修正はすでに土壌の特性を考慮に入れており（対応するモードはトランスミッションセレクターで選択されています）、与えられた道路状況に適応します。

さらに、ABSの動作原理とその利点について、次のビデオで説明します。

ABS作業の原則

関連動画

レビューの最後に、ABSの有無にかかわらず車にブレーキをかける方法についての短いビデオを提供します。

ABSありまたはなしのブレーキ

質問と回答：

アンチロックブレーキシステムとはどういう意味ですか？ ブレーキフルードの圧力を短時間下げることで、ブレーキ時に車輪がロックするのを防ぐ電子システムです。

アンチロックブレーキシステムとは何ですか？ 急ブレーキをかけると、車輪のトラクションが失われ、車が不安定になることがあります。 ABSはインパルスブレーキを提供し、車輪がトラクションを維持できるようにします。

アンチロックブレーキシステムはどのように機能しますか？ 電子機器は、ホイールロックとホイールスリップを監視します。 各ブレーキキャリパーのバルブのおかげで、特定のピストンのTJ圧力が調整されます。

アンチロックブレーキシステムでブレーキをかける方法は？ ABSを搭載した車では、ペダルを完全に踏む必要があり、システム自体がインパルスブレーキを提供します。 ブレーキング中にペダルを踏んだり離したりする必要はありません。