ABS の仕組み

31.03.2021

アクティブセーフティシステムは、自動車の長年の使用を通じて数万件以上の事故を防止し、何百人もの命を救ってきたと言っても過言ではありません。そのようなシステムの 1 つがアンチロックブレーキシステム (ABS) です。 ABS とは何か、車のアンチロックブレーキシステムがどのように機能するかを考えてみましょう。

目的

ABS は、ブレーキをかけたときに車輪がロックするのを防ぐシステムです。緊急減速中のブロックには多くの危険が伴います。

4 つの車輪がロックされた車は、道路に沿って滑る無誘導の発射体に変わります。回転車軸のロックされた車輪は進行方向を設定できないため、ドライバーは車両を制御する能力を失います。
平坦で硬い路面でホイールがブロックされると、路面に対するタイヤの粘着係数が低下します。その結果、制動距離が増加します。実験によれば、車輪は 10 ～ 15% の滑りで路面に対して最大のグリップ力を持つことが判明しています。言い換えれば、車は車輪がロックする寸前にあるときに最も効果的に停止します。
道路との粘着係数が異なる状況では、片側の車輪がブロックされると車のスキッドにつながります。あなたの人生で同様の状況に遭遇したことがない場合は、緊急訓練コースの訓練場で、ブレーキをかけているときに車の片側が硬い表面にあり、もう一方の側が水で湿った滑りやすいキャンバスの上にあるときに、そのような影響を観察することができます。経験豊富なドライバーであっても、適切なトレーニングがなければ、このような状況で車の横滑りに反応するのは困難です。

開発の歴史

2008 年の時点で、すべての新車の約 75% にアシスタントが装備されているという事実にもかかわらず、最初の連続 ABS モデルが車に搭載されてからそれほど時間が経過していません。車輪のロックを防止するシステムの特許は 1936 年にボッシュによって出願されましたが、この技術が開発されたのは 1960 年代になってからであり、半導体技術の出現によって刺激されました。 ABS システムの作業は、ボッシュの専門家に加えて、ハインツ・リーバーがチーフエンジニアを務めた Teldix によっても行われました。 1970年、ダイムラー・ベンツ自動車会社、当時同じハインツ・リーバーが所属していた電気・電子部門の責任者は、最初の実用可能なABSサンプルの作成を発表した。通常のオプションとして、アンチロックブレーキシステムは 1978 年に初めて搭載されました (メルセデスベンツ W116 および BMW 7 シリーズ)。

デバイス

アンチロックブレーキシステムの主なコンポーネント:

速度センサーはすべてのホイールのハブに取り付けられています。車輪速度の測定はホール効果に基づいています。油圧ユニットには、各ブレーキチャンネルの入口バルブと出口バルブがあります。最も効果的なのは 4 チャンネル ABS (各車輪のブレーキシリンダーの力が個別に調整される) です。多くの古い後輪駆動車や全輪駆動車では、共通の高速道路が後輪駆動用である 3 チャンネルシステムが使用されていました。回路内の圧力が解放されると、ブレーキ液がアキュムレータに入ります。蓄圧器の容積が回路内の圧力をすぐに解放するのに十分でない場合、電動油圧逆ポンプがオンになり、ブレーキ液が送り出されます。減衰チャンバーは、圧力が解放されたときに脈動を減衰するように設計されています。

動作原理

ABS は、車輪速度に関する情報を受信することによって開始されます。回転速度の違いにより、ABS ユニットはどちらの車輪がブロックされているかを把握できます。油圧ユニットは 3 つのモードで動作できます。

ライン圧力を維持します。コントロールユニットは車輪の回転角速度を常に比較しているため、車輪がブロックされる危険がある場合、ブレーキペダルを踏む力が増加しても、対応する回路内の圧力は上昇しません。
圧力解放。ホイールロックセンサーからの信号送信が停止されるため、ABS コントロールユニットは対応する排気バルブを開きます (吸気バルブは閉じます)。ブレーキ液がアキュムレータに流入し、ロックされたホイールのブレーキパッドにかかる圧力が軽減されます。バッテリー容量が不足するとリバース電動油圧ポンプによる強制液圧送液が始まります。同時に、ブレーキペダルに特有の振動が感じられますが、これはABS付きの車の所有者にはよく知られています。
ブレーキパッドへの圧力が増加します。ホイールが再び回転し始め、詰まりの危険がなくなるとすぐに、排気バルブが閉じ、ABS ECU が吸気バルブを開きます。したがって、流体は再び加圧されてブレーキシリンダに供給される。

説明した作業プロセスは周期的であり、車が完全に停止するかブレーキを停止するまで、アンチロックブレーキシステムの動作モードが変化します。

大丈夫ですか

ABS ブレーキの利点は明らかですが、このシステムにはいくつかの欠点があることを忘れないでください。

これらの重大な欠点にもかかわらず、アンチロックブレーキシステムが運転にもたらす利点の総量ははるかに重要です。 ABS を使用すると、以下の実装が可能になります。

トラクションコントロールシステム (ASR);
ダウンヒルアシストシステム (HDC、DAC、または DDS);
リフトアシストシステム。

最初は、適切なスキルがあれば、ドライバーは間欠ブレーキ技術を使用して、アンチロックシステムの動作をシミュレートできました。 ABS 開発の現段階では、電子システムの効率を超えるドライバーは存在しません。

最新のアンチロックブレーキシステムのユニットは非常に信頼性が高いため、ABS が操作中にオーナーに問題を引き起こすことはありません。ただし、他のシステムと同様に、ABS にもメンテナンスが必要です。過酷な環境に位置するため、速度センサーと電源線には特別な注意を払う必要があります。