很多厂商一直致力于制动安全系统的电子化技术发展，首先体现在ABS的引入，到目前它已经成为车辆的标准配置，20世纪80年代末，开发出了防驱动轮打滑系统ASR，通过对制动过程的调节来改善牵引力。又推出了基于ABS的拓展功能如EBD/EBL、TPM、RSC和ESC等，同时新概念气压电子制动控制系统EBS和电子控制液压制动系统EHB也开始应用，安全性和经济性都得以大大提高（如图1）。现在，电子机械制动EMB和线控制动BBW已成为焦点，但目前还没有开始广泛应用和推广。基于EBS的自适应巡航控制系统ACC，也开始在欧洲等国家应用，可以大大降低撞车交通事故的发生。ACC自适应巡航控制系统开拓了新型助驾系统的第一步，接下来将开发防撞警告系统和自动转向及制动干涉系统，最终的发展方向是具有汽车自动防撞系统和全自动驾驶系统等的安全车辆。

制动安全系统在世界范围的技术应用趋势如图2所示，在北美洲，目前主要是常规制动+ABS系统，正由常规制动+ABS系统向EBS电子控制制动系统快速发展，预计在2015年装车率将达到60％左右；在欧洲，目前EBS系统的装车率已超过60％，预计EBS系统将逐渐完全取代常规制动+ABS系统；在亚洲， 目前主要是常规制动系统和常规制动+ABS系统，预计在2010年常规制动+ABS系统将成为主导，在2015年EBS系统也将占有较高的装车率。

在欧洲，制动安全系统的主要技术参数的发展现状如图3所示，制动系统压力在逐步提高，目前主要是12bar，连接方式向安装方便的VOSS快插接头发展，盘式制动器的应用也越来越广泛，并且系统逐步向电子化和低噪声的方向发展。

基于ABS的拓展技术

1．ASR/TCS防驱动打滑系统

ASR（Anti-Slip Regulation）/TCS（Traction Control System）防驱动打滑系统也叫牵引力控制系统，其主要优点是维持了车辆的驱动力和转向力；当车辆在湿滑的路面起步、加速和转弯时保证了驾驶的稳定性；可以通过警告灯提醒驾驶员路面的湿滑（ASR起作用时灯亮）；将轮胎因打滑的磨损减少到最小程度；进一步减少了事故的可能性。

ASR的原理是使打滑的驱动轮的滑移率与非驱动的前轮比较，使其保持在理想牵引力和稳定性的范围，即获得良好的牵引力，又保持车辆的稳定性。根据路面状况在车轮打滑时，ASR将启动发动机控制和/或制动控制。对于相同的路面，主要通过减小发动机转速，同时在两个轮子上产生制动控制来实现防驱动打滑。如果两侧车轮与地面的摩擦状况不一样，差速制动控制将给压力到打滑轮子的制动气室，这样将发动机扭矩传给非打滑的轮子，这种情况下发动机控制将不起作用，直到两个轮子都打滑或一个轮子的打滑超过了一个临界值才启动发动机控制。

2．越野路面功能

越野路面（OFF ROAD）模式可以允许在特殊路面上更大的制动滑移率（瞬时抱死）。越野路面ABS在车辆速度小于15km/h时使ABS控制失去作用，并且允许更大的制动滑移率直到40km/h。在速度超过40km/h时，ABS控制与通常的控制模式相同。

在故障导致ABS灯常亮的情况下之外，选择的越野路面模式由ABS灯慢闪提示给驾驶员。可以通过参数设置，改变速度范围和警告灯的功能变化，ECE R13系列7要求：当点火开关打开，ABS OFFROAD功能可以自动重设。目前越野路面功能的输入通常用一按键式开关实现。

3．改善牵引力模式

在深雪条件下或类似条件，牵引力可以通过激发一特殊模块得到增加，ECU将根据不同的临界值，通过发动机控制和差速制动分配来允许更高的滑移率。

通过使按键式开关接地150ms来启动这种控制模式，也可以通过再次接地而中断改善牵引力模式。如果设置了相应的参数，也可以用常规开关改变模式。改善牵引力模式通过ASR灯的慢闪来确认，并以此通知驾驶员车辆稳定性可能降低。

4．TPM轮胎气压监测功能

TPMS（Tire pressure monitoring systems）轮胎气压监测系统，目前，TPMS主要有两种类型，一种是Wheel-Speed Based TPMS（间接式TPMS）。另一种是Pressure-Sensor Based TPMS（直接式TPMS）。

间接式TPMS是借用ABS中的轮速传感器测量4个车轮的转速。当某只轮胎的气压下降时，轮胎滚动半径减小，车轮转速相应增大，系统主要通过比较两条对角线上车轮转速的总和判断压力是否下降。这是因为在车辆任意角度的转向中，外侧车轮的转速一定比内侧车轮的转速高，如果间接式TPMS把某个车轮的转速与4个车轮转速的平均值相比较，则车辆在转弯或曲线行驶时，系统会发出出错警报。

基于ABS上的间接轮胎压力监控系统：根据轮胎转动圈数及ABS齿圈齿数，ABS传感器产生相应的信号脉冲，ECU累计每个车轮的信号脉冲数值，同时计算对角线间轮胎周长的差别（在不超过1公里的行驶距离的范围内累计一次）。并且考虑转向、温度及载荷变化等的影响，对计算结果有一定的补偿。如果差别超出了预先设定的限值，ECU通过显示终端通知驾驶员轮胎压力降低。

5．BPM制动性能监控功能

基于ABS轮速监控的原理开发出了车辆制动性能监控BPM（braking performance monitoring）系统，其主要功能为制动期间主动监控不同车轮的制动性能，一旦有车轮制动性能异常，该系统会发出警告信息。

工作原理与TPMS类似，根据轮胎转动圈数及ABS齿圈齿数，ABS传感器产生相应的信号脉冲，ECU累计每个车轮的信号脉冲数量，同时计算对角线间车轮的脉冲数量总和的差别（在制动工况下，大约1公里的范围内累计一次）。并且考虑转向、对称载荷及滑移变化等的影响，对计算结果有一定的补偿。如果差别超出了预先设定的限值一次或多次，ECU通过显示终端通知驾驶员制动能力降低。

BPM的理论基础：如图4所示，没有制动或者制动性能较差的（w1）车轮与其它车轮（w2，3，4）相比，滑移率较低并且相差较远，其轮速就相差较大，因此w1车轮可以通过对角线车轮计数差异被监测到制动能力降低。

6．EBD/EBL电子制动力分配/限制

电子制动力分配（Electronic Brake force Distribution，简称EBD）是在汽车防抱制动系统ABS的基础上拓展的制动力调节功能，此功能与传统的感载阀装置相似，并且优化了车辆的制动性能。

EBD的理论基础和原理：在汽车制动过程中，后轴侧滑是造成车辆不稳定的主要因素，经过大量的试验，在制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑，为了防止后轮抱死而发生危险的侧滑，汽车制动系的实际前后制动力分配曲线（β线）总应在理想制动力分配线（I曲线）下方，为了减少前轮失去转向能力的机会和提高制动效率，β线应越接近I曲线越好，EBD功能可以实现此目的，比前后桥制动器制动力具有固定的比例的汽车具有更大的优越性。EBD功能是滑移率平衡功能，是在ABS系统中通过修改ECU内部的程序来实现的，ABS系统中不需要安装额外的零部件，就是基于ABS系统的轮速传感器计算出后桥的滑移率和车辆减速度，在制动过程中超过设定的范围，EBD开始起作用，后桥的输出压力会随着载荷的不同而变化。

EBL的工作原理：WABCO公司目前在ABS基础上集成的电子制动力限制EBL（Electronic Brake force Limitation）功能与EBD功能相似，是在制动过程中以车轮速度和后桥的制动压力为输入参数，以转向桥和驱动桥的滑移率差值为参考值来调整后桥的制动压力。EBL可以替代感载阀，而EBD并不能真正的替代感载阀，因为车辆在制动过程中90％的车辆减速度小于0.25g，而传统的EBD功能只有在车辆减速度大于0.25g时才开始工作，而EBL功能安装有压力传感器，车辆在制动过程中ABS能监测出后桥的制动压力，能使EBL功能在更低的车辆减速度下实现压力的调整，最低允许车辆的减速度在0.1g时工作，这样几乎在所有的制动过程中，EBL都可以作用，因此EBL功能是更加优化的一种功能。

7．RSC防侧翻稳定性控制

为了有效避免翻车事故，提高车辆稳定性，开发出了防侧翻稳定性控制（Roll stability control，简称RSC），相对于ESC/ESP而言，它主要应用于高附着系数路面，相对成本较低，而且也较容易实现。

RSC是基于ABS的防侧翻稳定性控制，在高附着系数路面上，翻车通常都是由于在转弯时，车速过高造成车辆横向加速度过大而导致的。当横向加速度接近临界点时，驾驶员通常无法及时感知到这一危险，往往无法避免翻车事故的发生。在RSC系统的ECU中集成了一个横向加速度传感器，这个传感器实时测量车辆相应的横向加速度，并计算临界加速度限制，当横向加速度接近这一临界点时，系统就会激活原有的ASR电磁阀和驱动桥的ABS电磁阀，从而对驱动桥进行制动，以使车辆减速，同时对于带挂车的牵引车，系统将激活额外的一个电磁阀，对挂车控制阀输出制动信号，从而对挂车进行制动。

在RSC工作的过程中，系统对相应的车轮进行制动（如图5所示），进而控制车辆的行驶稳定性，同时，RSC系统还会通过SAEJ 1939 CAN总线控制发动机和缓速器的输出扭矩，从而有效的避免翻车事故的发生。

8．ESC/ESP电子稳定性控制

电子稳定控制系统（Electronic stability control，简称ESC或者Electronic stability program，简称ESP）是一种全功能的电子稳定控制系统，不仅包含防侧翻电子稳定系统，还具备了纠正车辆转向的能力，覆盖了低附着系数路面的工作情况，是一个闭环控制系统，当车辆在转向、制动或打滑时，通过对制动、动力系统的干涉，稳定车辆的行驶，让车辆更安全也更稳定。

ESC的工作过程如图6所示，当车辆在低附着系数路面上避让障碍物时，不带稳定性控制系统的整个过程如图中红色车辆所示，整个过程中转向轮角度调整非常大，但仍然无法避免车辆滑出车道，而且整个过程中车辆也有折叠的危险。当稳定性控制系统激活时，如绿色车辆所示，整个过程，转向轮角度调整不大，和在正常道路上避让障碍物的调整情况类似。车轮上的红色箭头表示该车轮的制动情况。

整个过程中，首先当车轮转向变道时，系统监测横向加速度，对车辆所有车轮进行制动，以降低车辆横向加速度，防止翻车，接着当司机向左转向时，由于路面附着系数低，车辆出现转向过度，系统对左侧转向轮进行制动，以纠正车辆的转向过度，帮助车辆进入正确行驶车道，防止车辆滑出车道，出现危险。当车辆进入车道后，由于路面附着力不够，而导致了车辆向左转向过度，这时根据ESC控制器中的偏航角传感器和转向管柱内的转向角度传感器测得的差异进行计算，对车辆右侧转向轮进行制动，使车辆完成整个避让过程，回复到直线行驶状态

从图中所示的两个相同的避让过程中，显而易见的，由于电子稳定控制系统的介入，在这种湿滑道路情况下，让驾驶员对车辆的操纵变得更容易，也让整个过程更安全。

ESC和RSC性能比较：ESC控制策略的适用范围覆盖了RSC的范围，RSC系统适用于在高附着系数路面对车辆的侧翻控制，而ESC系统适用于在高、低附着系数路面上对侧翻控制，偏航控制和侧向滑移的控制。从偏航控制和侧翻控制两个角度进行对比，右表列出了它们的区别。