隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對汽車的需求正日益加強，與之相應(yīng)，汽車的消費群體也變得越來越成熟，主要表現(xiàn)在消費者除了關(guān)注汽車的外型外還越來越重視汽車的內(nèi)在品質(zhì)，其中，汽車的安全特性逐漸成為用戶考慮的首要選購條件。由此，作為主要的安全系統(tǒng)之一的汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)正引起越來越多的關(guān)注。下表(表1)是世界著名咨詢公司StrategyAnalyTIcs對中國ABS市場的預(yù)測，從中我們可以明顯地看出這種不斷增長的趨勢，預(yù)計在2006-2015年期間中國的ABS市場的年復(fù)合增長率將達到9.0%。

　　這種不斷增長的需求也促使眾多的企業(yè)和科研單位加大了對ABS的研發(fā)和生產(chǎn)的投入，從而催生了許多新的ABS系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)。這種現(xiàn)象在中國、韓國和印度表現(xiàn)得尤為明顯。但這些企業(yè)生產(chǎn)ABS產(chǎn)品的歷史都不長，所以一個成熟而可靠的方案對他們來說尤為重要。下面將簡單介紹一下ABS系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和特性。

　　ABS簡介

　　ABS要通過監(jiān)測汽車制動時各車輪的速度變化來判斷汽車的所處的路面狀況和即將發(fā)生的運動狀態(tài)并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的算法令車輪做出調(diào)整動作以避免被抱死。

　　如圖1所示，通常一個帶ABS功能的制動系統(tǒng)由以下部件組成：制動主缸、比例分配閥、制動壓力調(diào)節(jié)裝置、制動輪缸、輪速傳感器、ABS主控單元、ABS警報燈和剎車指示燈。

　　在這個系統(tǒng)中，與ABS相關(guān)的部件主要是：輪速傳感器、ABS主控單元、制動壓力調(diào)節(jié)裝置和ABS警報燈。其中輪速傳感器主要用于測量車輪的轉(zhuǎn)速，并將其信號經(jīng)過初步處理后輸入到ABS主控單元中去。在主控單元中一般含有一到兩個微控制器，在ABS作用時，它們接收來自傳感器的信息，解析出輪速，在此基礎(chǔ)上計算出輪加速度、參考車速和滑移率等參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定的算法推算出汽車所應(yīng)采取的相應(yīng)動作，然后向同樣位于主控單元上的執(zhí)行器件發(fā)出相應(yīng)的指令。制動壓力調(diào)節(jié)裝置則接收此執(zhí)行器件的發(fā)出的指令調(diào)節(jié)各車輪上的制動壓力，以使車輪處于附著系數(shù)最大狀態(tài)并防止車輪被抱死而出現(xiàn)純滑動摩擦。在此過程中，輪速傳感器是信號輸入裝置，而主要的控制部分是由ABS主控單元完成的。因此ABS主控單元必須符合下列要求：

　　(1)具有高速處理傳感器信號的能力

　　由于一些比較低端的傳感器只有信號傳輸能力而本身沒有計算能力，所以傳感器的信號處理工作往往由主控單元來完成。在車輛速度較高的情況下，從傳感器端輸入信號的速度也會提高，而且一般的系統(tǒng)需要同時處理至少四個輪速信號。為了及時處理這些信號信息，主控單元必須有較強的信號處理能力。

　　(2)高速計算的能力

　　ABS的主控單元肩負著執(zhí)行預(yù)定算法的能力。它需要根據(jù)車輪的速度信息計算出汽車的各種狀態(tài)信息，如車速、車加速度、滑移率等等，并根據(jù)此信息搜尋算法中的與之相符的狀態(tài)，然后根據(jù)此狀態(tài)預(yù)設(shè)的算法計算出應(yīng)采取的各種動作和參數(shù)。這一切都需要在極短的時間內(nèi)完成，所以要求主控單元有較強的計算能力。通常會在此單元上采用至少一顆16位微控制器。

　　(3)快速有效執(zhí)行的能力

　　ABS必須在車輛高速的狀態(tài)下也能起到相應(yīng)的作用，也就是要不斷完成加壓、保壓、減壓這個過程以控制車輛的行駛狀態(tài)，所以執(zhí)行器件也必須快速有效。

　　(4)處理大電流的能力

　　由于ABS要控制多達八個閥門的運動，整個系統(tǒng)的峰值電流會達到一個較高的值，所以主控單元必須要有處理大電流的能力，比如器件要能通過較大的容量，器件和系統(tǒng)要有較強的散熱能力。

　　(5)與其它系統(tǒng)通訊的能力

　　ABS的輪速信息經(jīng)常要被其他系統(tǒng)所利用，所以ABS和其他系統(tǒng)之間經(jīng)常需要交換信息。另外，當(dāng)ABS被擴展成牽引力控制系統(tǒng)(TCS)或者電子穩(wěn)定系統(tǒng)(有ESC/ESP/VSC/DSC等不同名稱，下文中將采用ESC這一名稱)時，需要對發(fā)動機進行控制，所以需要與發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)間的通訊。因此，ABS主控單元應(yīng)該包括CAN或LIN接口。

　　(6)系統(tǒng)診斷監(jiān)控和失效保護性能

　　ABS是汽車最重要的安全系統(tǒng)之一，它的性能往往關(guān)系著車內(nèi)乘員的生命安全。所以它必須能對自身進行診斷和監(jiān)控，即使在失效時也能提供緊急的替代和保護措施，以保證車輛不會失控。

　　上面已經(jīng)提及，ABS是車輛制動系統(tǒng)智能化的基本形式，如在此基礎(chǔ)上增加一些額外的設(shè)備和功能，它可以擴展成其他的系統(tǒng)，在此將簡單介紹一下汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESC)。與ABS只在制動時起作用不同，ESC可以實時地監(jiān)控車輛的行駛狀態(tài)并在車輛出現(xiàn)失控可能之前通過調(diào)節(jié)相應(yīng)車輪上的制動力和發(fā)動機的牽引力來及時糾正行車狀態(tài)，做到防范于未然。所以ESC系統(tǒng)需要更多的傳感器，除了輪速傳感器外通常還包括橫擺角傳感器、橫向加速度傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器。另外，ESC還需要增加4個閥門以控制相同回路中液壓液的流向。由于ESC系統(tǒng)要實時處理復(fù)雜的行車狀況，它的軟件系統(tǒng)也更加龐大和復(fù)雜，這就要求它要有更快信號處理和計算能力，以及更快的響應(yīng)速度。

　　針對ABS/ESC的這些要求，作為一個能提供完整產(chǎn)品鏈的芯片供應(yīng)商，英飛凌公司結(jié)合了與世界各主要ABS/ESC供應(yīng)商幾十年合作開發(fā)的成功經(jīng)驗推出了自己的參考解決方案。在下面的章節(jié)中，我們將對此進行詳細的介紹。