1、武汉科技大学高职毕业论文I摘 要随着世界汽车工业的迅猛发展，当前汽车已成为人们日常生活中不可或缺的一部分，因此人们对汽车的各个方面也提出了更为高的要求，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。为提高汽车的制动安全性能，越来越多的汽车装备上了制动安全电子控制系统。目前广泛采用的防抱死制动系统（ABS）一定程度上提高了汽车制动的安全性能。在此基础上研究出的电子制动力分配系统（EBD） 、牵引力控制系统（TCS） 、电子稳定程序（ESP） 、紧急刹车辅助系统（EBA）等电子控制系统使得汽车的制动安全性能有了更好的保障。本文主要分析了 EBD、TCS、ESP 、EBA 等电子控制系统的作用，并对这些制动
2、安全电控系统的类型、结构特点、作用原理、应用现状及未来的发展趋势等方面加以探讨。关键词：制动安全电子控制系统; 结构特点； 应用现状； 作用原理；发展趋势武汉科技大学高职毕业论文IIABSTRACTWith the rapid development of the automotive industry, the current cars has become a daily part of everyday life, so people all aspects of about cars also put forward some more high demand, safety incr
3、easingly become the important basis of people choose and buy cars. In order to improve the safety performance of car brake, more and more vehicles equipment on the brake safety electronic control system. Widely used at present ant-ilock braking system (ABS) to a certain extent, improve the safe perf
4、ormance of auto brake. Based on this study out of power distribution system ( EBD), traction control system (TCS), electronic stability program (ESP), emergency brake auxiliary system (EBA) and other electronic control system makes the car brake safety performance has a better protection. This paper
5、 mainly analyses the EBD, TCS, ESP, the EBA etc electronic control system, and the role of electric control system of brake security types, structure characteristics, working principle, application situation and future development trends etc explored. Keywords: brake safety electronic control system
6、; Structural characteristics; Application status; Action principle; Development trend 武汉科技大学高职毕业论文III目 录1 绪论1.1 汽车制动系统的发展历史11.2 现代制动电控系统的种类及防抱死制动系统（ABS）的简介22 现代汽车制动安全电控系统作用与原理分析2.1 制动力分配系统（EBD）的作用原理浅析32.1.1 制动力分配系统（EBD）的基本组成32.1.2 制动力分配系统（EBD）的作用原理32.2 牵引力控制系统（TCS）的作用原理浅析42.2.1 牵引力控制系统（TCS）的基本组成42.2
7、.2 牵引力控制系统（TCS）的作用原理52.3 电子稳定程序（ESP）的作用原理浅析5武汉科技大学高职毕业论文IV2.3.1 电子稳定程序（ESP）的基本组成52.3.2 电子稳定程序（ESP）的作用原理62.4 紧急刹车辅助系统（EBA）的作用及工作原理浅析72.4.1 紧急刹车辅助系统（EBA）的作用72.4.2 紧急刹车辅助系统（EBA）的工作原理73 制动安全电子控制系统的应用现状和发展趋势3.1 制动安全电子控制系统的应用现状93.2 制动安全电子控制系统的未来发展趋势104 小结14参考文献15致武汉科技大学高职毕业论文V谢16武汉科技大学高职毕业论文11 绪论从汽车诞生时起，车
8、辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现的越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。1.1 汽车制动系统的发展历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时候的车辆质量比较小，速度比较低，机械制动虽然已经能够满足制动的需要，但是随着汽车质量的增加，助力装置对机械制动器来说已经显得十分的必要。这时候开始出现真空助力装置。随着科学技术及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发
9、展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。到 20 世纪 50 年代，液压助力制动器才成为现实。20 世纪 80 年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱死制动系统（ABS）的实用和推广。ABS 集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。1936 年，博世公司申请一项电液控制的
10、ABS 装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969 年的福特使用了真空助力的 ABS 制动器；1971 年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的 ABS 装置。这些早期的 ABS 装置性能有限，可靠性不够理想，且成本高。1979 年，默本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的 ABS 制动装置。1985 年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的 ABS 防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS 已成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992 年 A
11、BS 的世界年产量已超过武汉科技大学高职毕业论文21000 万辆份，世界汽车 ABS 的装用率已超过 20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规，使 ABS 成为汽车的标准设备。直到今天为止，出现了更多的更先进制动安全电子控制系统，使得人们对汽车制动安全方面需求有了更多的选择，也使得人们在汽车的使用上越来越舒心。下面就让我们来简单的介绍一下现代汽车制动安全电子控制系统。1.2 现代制动电控系统的种类及防抱死制动系统（ABS）的简介1.现代汽车制动电控系统现代制动安全电子控制系统除了包含目前广泛使用的防抱死制动系统（ABS）之外，还有电子制动力分配系（EBD）、牵引力控制系统（TC
12、S）、电子稳定程序（ESP ）、紧急刹车辅助系统（ EBA）等系统。它们共同配合、相互补充，一起保障了人们在车辆制动方面的安全性，让我们可以更舒心的使用汽车。2.汽车防抱死制动系统的基本组成汽车防抱死系统（ABS）是汽车制动安全的主要电子控制装置，一般主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。汽车防抱死系统（ABS）既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，在一定程度上保障了汽车制动时的安全性。汽车防抱死系统（ABS）的基本作用原理是通过传感器侦测到的各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，由此了解车轮是
13、否已抱死，再命令执行机构调整制动压力，使车轮处于理想的制动状态（快抱死但未完全抱死），由此达到制动的效果。武汉科技大学高职毕业论文32 现代汽车制动安全电控系统作用与原理分析2.1 电子制动力分配系统（EBD）的作用原理浅析2.1.1 电子制动力分配系统（EBD）的基本组成电子制动力分配系统（EBD）是一套集成于 ECU 内的程序，用于根据车况、路况以及制动状态动态向四个车轮分配制动力的电子主动式安全系统。现今流行的 EBD 系统有四大部分组成：车轮转速传感器、整车质量传感器、运算模块和制动力分配器。各部件的主要作用如下：车轮转速传感器主要用于采集车轮转速、摩擦力、倾斜度、转向角度等资料。整车
14、质量传感器主要负责监控整车质量。运算模块主要用于把传输来的资料进行整理并计算，然后确定制动方案。制动力分配器顾名思义，就是用于根据运算模块制定的制动方案进行制动力分配，从而执行制动。2.1.2 电子制动力分配系统（EBD）的作用原理EBD 能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合 ABS 提高制动稳定性。汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。EBD 的工作原理恰恰就是用高速计算机在汽车制动的瞬间，分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应和计算，得出不同的摩擦力数值，使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动
15、中不断保持调整，使制动力和摩擦力相匹配，从而保证车辆的平稳。实际调整前后轮时，它可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑移率（即车辆的实际车速和车轮的圆周线速度之差与车辆实际车速之比），如发觉前后车轮有差异，而且差异程度必须被调整时，它就会调整汽车制动液压系统，使前后轮的液压接近理想化制动力的分布。可以说在 ABS 动作启动之前，EBD 已经平衡了每一个车轮的有效地面抓地力，防止出现后轮先抱死的情况，改善制动力的平横并缩短汽车制动距离。当紧急刹车车轮抱死的情况下，EBD 在 ABS 动作之前就已经平衡了每一个车轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩尾和侧移，并缩
16、短汽车制动距离。武汉科技大学高职毕业论文4从工作原理来讲，它是 ABS 的一个附加作用系统，可以提高 ABS 的效用，共同为行车安全添筹加码。所以在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。值得一提的是，即使车载 ABS 失效，EBD 也能保证车辆不会出现因甩尾而导致翻车等恶性事件的发生。同时它还能较大地减少 ABS 工作时的振噪感，不需要增加任何的硬件配置，成本比较低，不少专业人士更是直观地称之为“更安全、更舒适的 ABS”。在车轮轻微制动时，电子制动力分配（EBD）功能就起作用，转弯时尤其如此，速度传感器记录 4 个车轮的转速信息，电子控制单元计算车轮的转速。如果后轮滑移率增大，则调
17、节制动压力，使后轮制动压力降低。电子制动力分配（EBD）功能保证了较高的侧向力和和合理的制动力分配。EBD 使用特殊的 ECU（中央处理器）功能来分配前轴和后轴之间的制动力。当汽车制动时，中央处理器根据接收到的轮速信号、载荷信号、踏板行程信号以及发动机等有关信号，经处理后向电磁阀和轴荷调节器发出控制指令，使各轴的制动力得到合理分配。EBD 在汽车制动时即开始控制制动力，而 ABS 则是在车轮有抱死倾向时开始工作。EBD 的优点在于在不同的路面上都可以获得最佳制动效果，缩短制动距离，提高制动灵敏度和协调性，改善制动的舒适性。由于现阶段在汽车上安装 EBD 系统的成本还很高，所以现在的汽车并没有大
18、量的装配这种配置，只是在少数中高档车上配备。但是随着经济的发展和人们安全意识的提高和其本身的重要性，不久的将来 EBD 系统定会是汽车上的一项基本配置，并得到广泛关注。2.2 牵引力控制系统（TCS）的作用原理浅析2.2.1 牵引力控制系统（TCS）的基本组成牵引力控制系统（TCS ）又称之为驱动防滑控制系统（ASR） ，它是汽车制动防抱死系统基本思想在驱动领域的发展和推广。是上世纪 80 年代中期开始发展的新型实用汽车安全技术，这项技术的采用主要解决了汽车在起步、转向、加速、在雪地和潮湿的路面行驶等过程中车轮滑转的问题。它的基本组成为：传感器、控制 ECU 和执行器。1.传感器主要是轮速传感
19、器和节气门位置传感器。轮速传感器与 ABS 系统共用，节气门位置传感器与发动机控制系统共用。武汉科技大学高职毕业论文52.控制 ECU以微处理器为核心，配以输入、输出电路及电源等组成。3.执行器(1)步进电机：副节气门上的步进电机为直流电动机，一般内部由四组线圈组成，副节气门开闭的大小主要由步进电机旋转式的步数所决定，工作原理与其他系统的步进电机的工作原理一致。(2)单独方式的制动压力调节器(3)组合方式的制动压力调节器2.2.2 牵引力控制系统（TCS）的作用原理牵引力控制系统（TCS ）的作用原理：TCS 可防止在雪地等湿滑路面上行驶时驱动轮空转，使车辆能平稳地起步、加速。车轮转速传感器将
20、行驶汽车的驱动车轮转速及非驱动轮转速转变为电信号，输送给控制器。控制器根据车轮转速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，如果滑移率超出了目标范围，控制器再参考节气门位置传感器、发动机转速传感器及其他相关传感器的电信号进行综合分析后，确定控制方式，并输出控制信号，使相应的执行器动作，将驱动车轮的滑移率控制在目标范围内。目前，ASR 常用的控制方法有两种：一是调整发动机加在驱动轮上的转矩的发动机控制。汽油机常通过控制燃油喷射量、点火时间、节气门开度来减低其输出转矩；柴油机常通过控制燃油喷射量来减低其输出转矩。二是对发生打滑的驱动轮直接施加制动的制动控制。如果驱动轮在不同附着系数的路面上，通过对打滑的驱
21、动轮实施制动，降低滑移率，提高驱动力。对于附着系数相同的路面，可通过发动机控制来实现防驱动轮打滑，也可对打滑的两驱动轮实施制动；为防止制动蹄过热，当车速高于一定值时，制动控制将不起作用，要依靠发动机控制。2.3 电子稳定程序（ESP）的作用原理浅析2.3.1 电子稳定程序（ESP）的基本组成电子稳定程序（ESP）是车辆新型主动安全系统，在 ABS 和 ASR 的基础上，增加了车辆转向行驶时横摆率传感器、侧向加速度传感器和转向盘转角传感器，ECU 通过庞大的监视网络监测车辆的状态和驾驶员的要求，发出各种指令确保车辆在制动、加武汉科技大学高职毕业论文6速、转向等情况下行驶的稳定性。电子稳定程序（E
22、SP）可大致分为四个部分：用于检测汽车状态和驾驶员操作的传感器部分；用于估算汽车侧滑状态和计算恢复到安全状态所需的旋转动量的 ECU 部分；用于根据计算结果来控制每个车轮制动力和发动机输出功率的执行器部分以及用于告知驾驶员汽车失稳的信息部分。与 ASR 系统相比，ESP 系统的大部分元件与 ASR 系统可共用。就传感器部分而言，除轮速传感器外，增加了用于检测汽车状态的横摆率传感器、检测转向盘转角的转向角传感器和侧向加速度传感器。ECU 部分增大了运算能力。至于执行器部分，则改进了液压调节器施加到车轮的液压通道。而信息部分则增加 ESP 蜂鸣器。2.3.2 电子稳定程序（ESP）的作用原理单独对
23、车轮进行制动是 ESP 的首要功能。换句话说，为了使车辆恢复稳定行驶，必须相应对各个车轮单独施加精确的制动压力。而且，ESP 能降低发动机扭矩并干预自动变速箱的档位顺序。为此，ESP 利用微处理器分析来自传感器的信号并输出相应的控制指令。在任何行驶状况下，不管是紧急制动还是正常制动，以及在车辆自由行驶、加速、油门或载荷发生变化的时候，ESP 都能让车辆保持稳定，并确保驾驶员对车辆操纵自如。 ESP 以每秒 25 次的频率对车辆当前的行驶状态及驾驶员的转向操作进行检测和比较。即将失去稳定的情况、转向过度和转向不足状态都能立即得到记录。一旦针对预定的情况有出现问题的危险，ESP 会作出干预以使车辆
24、恢复稳定。车辆在行驶时，它同时承受纵向力和侧向力，只要保持轮胎上有适当的侧向力，驾驶员就可以稳定地控制车辆。然而，当这些力下降到给定的最小值以下时，它会对车辆的方向稳定性产生负面作用。 例如，纵向上不均匀的制动力可能会导致车辆不稳定，就像在光滑路面上加速时所产生的效果一样。如果车辆转弯太快，或者猛打方向盘，就会产生侧向力，导致车辆绕其垂直轴过度转动。结果，车辆打滑，驾驶员失去对车辆的控制。 ESP 能够同时精确测量四个车轮的制动力。这样，在车辆不按转向意图行驶时，车辆可以被“拉”回到正确的行驶轨迹上。一辆具有转向不足特性的车，在左转向时，会在前轮上产生向外拉的效果；而通过 ESP 在左后轮上施
25、加制动力，车辆将被拉回到武汉科技大学高职毕业论文7正确的行驶轨道上来。在同样的弯道上，一辆具有转向过度特性的车会在后轮上产生向外拉的效果而跑离弯道；此时，通过在右前轮上施加制动力，ESP 会相应产生一个具有稳定作用的顺时针扭矩，从而将车辆拉回到正确的行驶轨迹上来。 无论是在弯道上或紧急避让状态，还是在制动、加速过程中，或是在车轮打滑时，一旦行驶状态变得危急，ESP 都能利用这一原理来增加车辆行驶的方向稳定性。同时，ESP 还能缩短 ABS 在弯道上和对开路面(车辆的一侧为光滑路面)上的制动距离。 通过微处理器对 ESP 传感器信号进行分析，ESP 才具有了稳定车辆的效果。转向角传感器记录方向盘
26、位置，每个车轮上还装有轮速传感器来测量轮速。通过使用这些传感器发出的信息，微处理器可以识别驾驶员的操作意图。横摆角速度传感器居于ESP 系统的核心，它记录所有绕车辆垂直轴方向的转动。高灵敏度的侧向加速度传感器测量车辆转弯时所产生的离心力。这两个传感器向 ECU 传递所有关于车辆实际状态的必要信息。微处理器不断比较实际工况和理想工况，一旦车辆表现出跑偏的趋势，微处理器能迅速地进行干预。由于使用了逻辑运算以及专门为该车辆编制的数据，微处理器在不到一秒的时间内就能得出必要的解决方案。它适时向制动系统发出指令，使得每个车轮上的制动压力都准确可靠。另外，从车辆动力学的角度来说，当车辆的加速度达到临界情况
27、时，ESP 还能降低发动机的输出扭矩。2.4 紧急刹车辅助系统（EBA）的作用及工作原理浅析2.4.1 紧急刹车辅助系统（EBA）的作用EBA 的作用是帮助驾驶员更加快速有效地制动。当汽车行驶前方突然出现情况时，驾驶员将会采取紧急制动措施，踩下制动踏板。但是由于驾驶技术收敛程度不同，对于缺乏经验的驾驶员可能因为对制动踏板施加的踏力不足而失去有效的制动时间，进而导致事故的发生，而制动辅助系统可以通过车速和制动踏板力大小感知到汽车处于紧急制动的状态时，辅助制动系统经过计算分析判断出制动力不足的情况下，迅速提高制动力，直到达到 ABS 工作，即是最大制动力，这样使制动距离缩短，制动效果提高到最佳状态
28、。2.4.2 紧急刹车辅助系统（EBA）的工作原理武汉科技大学高职毕业论文8在驾驶员行车过程中，当其脚从油门上松开到踩下制动踏板时，原因有两个：该车正常的减速刹车；该车处于紧急情况下，需要紧急制动。第一种情况驾驶员较容易判断，能够准确把握制动力的大小，而第二种情况，由于驾驶员自身素质的关系，可能部分驾驶员不能过短的处理，在这里主要解决第二种情况。在紧急制动时，驾驶员不能及时制动，此时通过紧急制动辅助系统能够减少车的制动距离。紧急制动辅助系统中的电子控制系统主要功能是判断是否属于紧急制动，并向液压制动系统发出信号。当驾驶员松开油门，踩下制动踏板时，通过制动踏板下电位计式位移传感器来测量出在此段时
29、间踏板的移动速率以及踏板达到的位置，把此信息传到 ECU，在踏板移动过程中，踏板附近电阻应变式压力传感器测量出踏板上压力的变化，同样传到ECU。通过以上信息的测量，与 ECU 存储的制动程序作比较，判断此时是不是紧急制动。EBA（电子控制刹车辅助系统）可以感应驾驶者对刹车踏板的需求程度。在一些非常紧急的事件中，驾驶者往往不能迅速地踏刹车板，EBA 就是为此而设计的。当感应器从刹车踏板侦测到刹车动作时，会判断驾驶人此次刹车的意图。对于正常情况下的刹车，EBA 不会发生作用;但如果是紧急刹车，EBA 会马上自动提供给驾驶者更大的压力，指示刹车系统产生更高的油压，使 ABS 发挥作用，增大刹车效果。
30、不仅如此，其施压的速度也远远快于驾驶者，这能大大地缩短刹车距离，增强安全性。对于那些脚力较差的妇女及高龄驾驶者，在闪避危险的紧急刹车时，EBA 会很有帮助。踏板处电阻应变式压力传感器是利用驾驶所踩得踏板的深度变化因其敏感元件的电阻应变效应将被测量压力的变化转化为相应的电阻变化，导体材料在收到制动踏板位置变化的作用时产生的机械变形，导致其电阻发生变化，最后换算为电压变化，传到 ECU，即变为制动踏板处压力变化信息。电位计式位移传感器的们敏感元件是电阻和制动踏板位置变化引起的移动的滑片。当踏板位置变化时，滑片位置也随着改变，引起滑动电阻值的变化，同样将此信号传送到 ECU，在时间范围内的变化即是踏
31、板处移动速率的变化。武汉科技大学高职毕业论文93 制动安全电子控制系统的应用现状和发展趋势3.1 制动安全电子控制系统的应用现状当考虑基本的制动功能量，液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后，传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS 或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行
32、调节。目前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。另外，由于编制逻辑门限 ABS 有许多局限性，所以近年来在 ABS 的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳 ABS 是以滑移率为控制目标的 ABS，它是以连续量控制形式，使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率，理论上是一种理想的 ABS
33、 控制系统，滑移率控制的一个难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可靠的技术，并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的 ABS 而言，控制精度并不是十分突出的问题，并且达到高精度的控制也比较困难；因为路面及车辆运动状态的变化很大，多种干扰影响较大，所以重要的问题在于控制的稳定性，即系统鲁棒性，应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。武汉科技大学高职毕业论文10因此，发展鲁棒性的 ABS 控制系统成为关键。现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS 的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度 PID
34、 控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制，与系统的模型无关，具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性，但调整控制参数比较困难，无理论而言，基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言，控制规律有一定的规律。另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空门及线性反馈理论的方法，模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上，通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和 PID 结合起来，兼顾模糊控制的鲁棒性和 PID 控制的高精度，能达到很好的控制效果。车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在
35、汽车起动或加速时，因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时，车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定，车轮切向力也减少，影响加速性能。由此看出，防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率，所以在 ABS 的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。ASR 是 ABS 的逻辑和功能扩展。ABS 在增加了 ASR 功能后，主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统，来监测驱动轮的转速。ASR 大多借用 ABS 的硬件，两者共存一体，发展成为 ABS/ASR 系统。目前，ABS/ASR 已在欧洲新载货车中普遍使用，并且欧共体法规 EEC/71/320 已强制性规定在总质量大于
36、3.5t 的某些载货车上使用，重型车是首先装用的。然而ABS/ASR 只是解决了紧急制动时附着系数的利用，并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性，但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此 ABS/ASR 功能，同时可进行制动强度的控制。ABS 只有在极端情况下( 车轮完全抱死)才会控制制动，在部分制动时，电子制动使可控制单个制动缸压力，因此反应时间缩短，确保在任一瞬间得到正确的制动压力。近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为 EBS 的发展带来了机遇。德国自 20世纪 80 年代以来率先发展了 ABS/ASR 系统并投入市场，在 EBS 的研究与发展过程中走到了世界的前列。武汉科技大学高职
37、毕业论文111993 年与斯堪尼公司联合首次在 Scania 牵引车及挂车上装用了 EBS。然而 EBS是全新的系统，它有很大的潜力，必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。3.2 制动电子控制系统的未来发展趋势今天，ABS/ASR 已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS 功能的扩充除 ASR 外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS 不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将 ABS/TCS 和
38、VDC 与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展，将产生电子控制系统之间的联系网络，从而产生一些新的功能，如：采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率；在制动过程中，通过输入一个驱动命令给电子悬架系统，能防止车辆的俯仰。在第二个方面，一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术，已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR 并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由 ABS/ASR 进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)，这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是 EBS 要想在实际中应用开来，并不是一个简单的问题。除技术外，系统
39、的成本和相关的法规是其投入应用的关键。经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西-海斯(K-H)公司在一辆实验车上安装了一种电-液(EH)制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用 4 个比例阀和电力电子控制装置，K -H 公司的 EBM 就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。EBM 系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短 5%。一种完全无油液、完全的电路制动 BBW(Brake-By-Wi
40、re)的开发使传统的液压制动装置成为历史。全电路制动(BBW)是未来制动控制系统的发展方向。全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间。全电制动的结构主要包含以下部分：武汉科技大学高职毕业论文12（1）电制动器。其结构和液压制动器基本类似，有盘式和鼓式两种，作动器是电动机；（2）电制动控制单元(ECU)。接收制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接收驻车制动信号，控制驻车制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等，控制车轮制动力，实现防抱死和驱动防滑。由于各种控制系统如卫星定位、导航系统，自动变速系统，无级转向系统，
41、悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成，所以 ECU 还得兼顾这些系统的控制；（3）轮速传感器。准确、可靠、及时地获得车轮的速度；（4）线束。给系统传递能源和电控制信号；（5）电源。为整个电制动系统提供能源。与其他系统共用。可以是各种电源，也包括再生能源。从结构上可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点：（1）整个制动系统结构简单，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置、液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；（2）制动响应时间短，提高制动性能；（3）无制动液，维护简单；（4）系统总成制造、装配、测试简单快捷，制动分总成为模块化结构；（5）采用电线
42、连接，系统耐久性能良好；（6）易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能。全电制动控制系统是一个全新的系统，给制动控制系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件。但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决：首先是驱动能源问题。采用全电路制动控制系统，需要较多的能源，一个盘式制动器大约需要 1kW 的驱动能量。目前车辆 12V 电力系统提供不了这么大的能量，因此，将来车辆动力系统采用高压电，加大能源供应，可以满足制动能量要求，同时需要解决高电压带来的安全问题。其次是控制系统失效处理。全电制动控制系统面临的一个难题是制动失效的处理。因为不存在独立的主动备用制动系统，因此需要一个备用系统保证制
43、动安全，不论是武汉科技大学高职毕业论文13ECU 元件失效，传感器失效还是制动器本身、线束失效，都能保证制动的基本性能。实现全电制动控制的一个关键技术是系统失效时的信息交流协议，如 TTP/C。系统一旦出现故障，立即发出信息，确保信息传递符合法规最适合的方法是多重通道分时区(TDMA)，它可以保证不出现不可预测的信息滞后。TTP/C 协议是根据TDMA 制定的。第三是抗干扰处理。车辆在运行过程中会有各种干扰信号，如何消除这些干扰信号造成的影响，目前存在多种抗干扰控制系统，基本上分为两种：即对称式和非对称式抗干扰控制系统。对称式抗干扰控制系统是采用两个相同的 CPU 和同样的计算程序处理制动信号
44、。非对称式抗干扰控制系统是用两个不同的 CPU 和不一样的计算程序处理制动信号。两种方法各有优缺点。另外，电制动控制系统的软件和硬件如何实现模块化，以适应不同种类的车型需要；如何实现底盘的模块化，是一个重要的难题。只有将制动、转向、悬架、导航等系统综合考虑进来，从算法上模块化，建立数据总线系统，才能以最低的成本获得最好的控制系统。电制动控制系统首先用在混合动力制动系统车辆上，采用液压制动和电制动两种制动系统。这种混合制动系统是全电制动系统的过渡方案。由于两套制动系统共存，使结构复杂，成本偏高。随着技术的进步，上述的各种问题会逐步得到解决，全电制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统
45、。武汉科技大学高职毕业论文144 小结综上所述，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU 中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽
46、车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。武汉科技大学高职毕业论文15参考文献1麻友良.汽车电器与电子控制系统M.北京：机械工业出版社，2007.1.2叶星宁 ,刘伟. 汽车防抱死制动系统（ABS）分析J.中国集成电路,2004,(07).3熊璐,余卓平,张立军.汽车电制动系统(BBW)现状和前景J.上海汽车,2002 年 06 期.4寇国瑗，杨生辉等.汽车电器与电子控制系统M.北京:人民交通出版社,1999.5付百学.汽车电
47、子控制技术:下册M.北京:机械工业出版社,2000.6徐向阳.汽车电器与电子控制技术M.北京:机械工业出版社,1999.7冯崇毅.汽车电子控制技术(上)M.北京:机械工业出版社,2001.8陈志恒,胡宁.汽车电控技术M.北京:高等教育出版社,2003.武汉科技大学高职毕业论文16致 谢大学生活在无声无息中悄然逝去，这也代表着我们即将踏入社会这个大舞台去发挥我们所学知识，展现我们的魅力，实现我们各自的人生价值。我们都知道，一个人完成一件事情通常是比较困难的，通过完成这篇毕业论文，多亏了平时各科老师的耐心教导，还要特别感谢论文的指导老师麻友良，在他的指导与提示下，我才能够顺利的完成，在此，特别诚挚的对老师们说声：你们辛苦了，谢谢！
