采用防抱死制動(dòng)系統提高摩托車(chē)安全性

防抱死制動(dòng)系統(ABS)可減少事故發(fā)生并幫助挽救生命。對于雙輪或四輪機車(chē)來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)已廣為人知并久經(jīng)驗證。雖然目前雙輪摩托車(chē)和滑板車(chē)還未像四輪機車(chē)那樣廣泛采用ABS系統，但有越來(lái)越多的理由支持他們在未來(lái)廣泛采用ABS系統。

飛思卡爾半導體公司是ABS系統的領(lǐng)先半導體供應商，自20世紀80年代該技術(shù)廣泛用于地面車(chē)輛時(shí)便是如此。飛思卡爾具有悠遠的歷史和有關(guān)應用方面的洞察，能戰略性地了解并解決單輪摩托車(chē)、雙輪摩托車(chē)和滑板車(chē)應用的行業(yè)要求。

ABS系統為摩托車(chē)和滑板車(chē)帶來(lái)的益處

ABS系統最初于1978年開(kāi)始用于高端汽車(chē)，自2007年開(kāi)始，在歐盟銷(xiāo)售的所有新出廠(chǎng)轎車(chē)均須安裝ABS系統[1]。在美國，國家公路交通安全管理局于2011年9月1日頒布了《美國聯(lián)邦機動(dòng)車(chē)安全標準》(FMVSS 126)，要求毛重在4536公斤(10000($0.1020)磅)或以下的乘用車(chē)、多用途車(chē)、卡車(chē)和公共汽車(chē)必須使用電子穩定控制系統(ESC，內置ABS) [2]。在印度，2015年政府開(kāi)始要求新出廠(chǎng)乘用車(chē)和其他四輪車(chē)輛必須安裝ABS系統[3]。

2013年，全球的摩托車(chē)銷(xiāo)量為9950萬(wàn)輛，摩托車(chē)業(yè)預計將實(shí)現5.9%的年增長(cháng)，2018年銷(xiāo)量將達1.324億輛[4]。與汽車(chē)采用ABS系統的歷史相似，第一個(gè)雙輪ABS制動(dòng)系統于1988年在高端摩托車(chē)上安裝。雖然有幾個(gè)廠(chǎng)商現在提供ABS系統，這些系統都主要用于高端機型，并未擴展至小排量機車(chē)。在印度和中國，銷(xiāo)量最大的是排量為150cc以下的雙輪機車(chē)、摩托車(chē)和滑板車(chē)，占市場(chǎng)銷(xiāo)量的90%[5]。圖1表明，中國和印度的雙輪機車(chē)銷(xiāo)量日益增長(cháng)。2014年，全球ABS普及率預計將接近4%，而印度和中國目前的ABS普及率為0%[5]。

圖1. 中國和印度雙輪機車(chē)增長(cháng)趨勢 – 按生產(chǎn)商統計 [6]。

事實(shí)勝于雄辯，以下事實(shí)說(shuō)明在雙輪機車(chē)中安裝ABS系統的成效：

• 2006年，在歐盟25國，摩托車(chē)里程占行車(chē)總里程2%，但摩托車(chē)事故死亡人數占道路交通死亡總人數的16%。

• 根據2013年公路事故統計數據，全球26.3%的道路交通事故與雙輪機車(chē)有關(guān)，此類(lèi)事故死亡人數達39353人 [3]。

• 根據美國公路安全保險協(xié)會(huì )(IIHS)2013年統計，與未安裝ABS的同型號摩托車(chē)相比，選裝ABS的摩托車(chē)致死事故數量要低31%[8]。

采用ABS(防抱死制動(dòng)系統)提高摩托車(chē)安全性

• 美國公路損失數據研究所2013年統計數據表明，與未安裝ABS的摩托車(chē)相比，裝有ABS的摩托車(chē)碰撞險索賠率要低20% - 若安裝了ABS組合控件(前輪和后輪均安裝ABS)則要低31%[8]。

• 對于時(shí)速100公里的一般駕駛者來(lái)說(shuō)，ABS可將剎車(chē)距離縮短15%[9]。

• 借助ABS，有經(jīng)驗的摩托車(chē)駕駛員和駕車(chē)新手均可縮短剎車(chē)距離[8]。

圖2對比說(shuō)明了已安裝和未安裝ABS系統對摩托車(chē)產(chǎn)生的影響。

圖2. 安裝ABS后，摩托車(chē)剎車(chē)距離(一般情況下，駕駛者初始速度為100公里/小時(shí))通常會(huì )大大縮短。安裝ABS系統后，剎車(chē)距離縮短，摩托車(chē)駕駛者遭遇致命碰撞的可能性就會(huì )降低31%[9]。

消費者報告將ABS稱(chēng)為“摩托車(chē)最寶貴的功能” [10]。

立法推動(dòng)實(shí)施

即使上文關(guān)于安全因素的論述還不足以說(shuō)服雙輪機車(chē)生產(chǎn)商加裝ABS系統，但世界各地的政府已被說(shuō)服并要求它們加裝此裝置。

2016年，歐盟將強制要求發(fā)動(dòng)機排量超過(guò)125CC(立方厘米)的新出廠(chǎng)摩托車(chē)必須安裝ABS[8]。到2019年，歐盟所有排量50CC以上的雙輪機車(chē)必須安裝ABS。該項歐盟指令預期將在亞洲和美洲采用。

現有及未來(lái)立法將鼓勵更多供應商開(kāi)發(fā)適用于雙輪機車(chē)的ABS制動(dòng)系統。

適用于雙輪機車(chē)的ABS制動(dòng)系統

在A(yíng)BS制動(dòng)系統中，用輪速傳感器或音輪測量機車(chē)駕駛速度。ABS電子控制單元(ECU)中的微控制器(MCU)利用這些測量結果判斷車(chē)輛是否將停轉。這種情況發(fā)生時(shí)，MCU向ECU中的集成電路(IC)發(fā)出模擬混合信號(AMS) ，驅動(dòng)液壓閥并調整制動(dòng)缸對踏板的壓力。這種制動(dòng)可每秒發(fā)生幾次。圖3顯示了這些制動(dòng)單元在摩托車(chē)上的位置。

采用ABS(防抱死制動(dòng)系統)提高摩托車(chē)安全性

圖3. 摩托車(chē)ABS組件與四輪汽車(chē)系統上的ABS組件相似 [7]。

通常，摩托車(chē)生產(chǎn)商的一級供應商提供的是雙輪和單輪系統。借助雙輪系統，也可使用針對乘用車(chē)設計的ABS AMS IC，因為它擁有足夠的功能。然而，若要保證單輪系統的成本效益，必須采用一種完全不同的方法來(lái)實(shí)現單輪制動(dòng) – 也就是一種獨立設計。這就需要采用兩種完全不同的設計/開(kāi)發(fā)路徑。圖4展示了雙輪系統中ABS AMS IC的組合輸出和未使用輸出，以及相關(guān)劣勢，還顯示了一個(gè)獨立的單輪系統解決方案。

圖4. 目前(b)雙輪ABS設計中采用的(a)四輪ABS IC以及單輪ABS采用的(c)分立法。各種設計中的通用模塊包括：脈寬調制(PWM)低邊(LS)驅動(dòng)器、輪速傳感器(WSS)、告警燈(WLD)驅動(dòng)器以及馬達泵預驅動(dòng)模塊。

目前雙輪ABS和單輪ABS制動(dòng)系統中采用的ABS技術(shù)未經(jīng)過(guò)優(yōu)化，需要進(jìn)行額外設計以實(shí)現其在兩種系統中的應用。在過(guò)去，半導體行業(yè)對于如何應對這些情形具有很大影響。飛思卡爾預期，若有一種完全集成的解決方案，即可提高供應商的競爭力并提高業(yè)界對政府關(guān)于雙輪機車(chē)安裝ABS立法的應對速度。

采用ABS(防抱死制動(dòng)系統)提高摩托車(chē)安全性

結論：更安全的雙輪機車(chē)

在雙輪運輸工具中，防抱死制動(dòng)系統已證明了其對于事故預防和減少傷亡的價(jià)值。除日益增加的消費者需求外，通過(guò)立法也可驅動(dòng)在全球各地將該技術(shù)更廣泛地應用于雙輪機車(chē)。自該技術(shù)在20世紀80年代用于地面車(chē)輛以來(lái)，作為領(lǐng)先的ABS半導體供應商，飛思卡爾已蓄勢待發(fā)，致力于繼續維護自己的領(lǐng)先地位，推出面向雙輪和單輪摩托車(chē)和滑板車(chē)應用的高集成電路。