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标题: 各种新型制动控制系统详介 [打印本页]

作者: admin 时间: 2015-4-27 21:31
标题: 各种新型制动控制系统详介
　　为了提高汽车行驶的安全性，除标准配置的ABS外，一些新的制动控制系统还在不断推出。如电子制动力分配系统EBD(Electronic Braking Force Distribution)、弯道制动控制系统CBC(Curve Braking Control)、制动辅助系统BAS(Braking Assistant System)以及电控制动系统EBS(Electronic Braking System)等。

　　1．电子制动力分配系统(EBD)

　　汽车制动力只能小于等于车轮与地面的附着力。在附着条件许可的情况下，希望制动力越大越好，以尽量缩短制动距离。但当制动力等于附着力，以至于出现车轮抱死滑移现象，制动就不能收到预期的效果。如前轮制动抱死，后轮仍在滚动，则因转向轮抱死失去侧向附着力，汽车将失去转向控制能力。若后轮制动抱死，前轮仍可转动，则汽车受到很小的侧向力就可能甩尾甚至调头。后者出现交通事故比前者的后果更严重。因此，为了得到尽可能大的制动力和保持方向的稳定性，即既不失去转向控制能力又不出现甩尾甚至调头，则前后轮制动应同步到达抱死滑移。而前后轮同步抱死滑移的条件是，前后轮制动力之比应等于前后轮对路面的垂直载荷之比。

　　汽车制动时，由于惯性，前轮对地面的垂直载荷会变大。制动力越大，前后轮对地面垂直载荷之比值变得越大。如果前后轮制动力之比可随时调节到与前后轮对地面垂直载荷(或附着力)之比，制动时，汽车前后轮就可同步抱死滑移。若前后轮在制动时，同步到达抱死，制动效率最高。

　　汽车空载和满载时，重心位置不同，总质量不同，理想的前后轮制动力分配比例也不同。为了尽量避免后轮先抱死这种最恶劣的情况发生，并充分利用地面附着力条件产生最大制动力，就要对汽车制动系统进行制动力调节，以满足空车和重车条件下的理想制动力分配比例。常规制动系统是将机械式制动力调节装置串联在后促动管路或者前促动管路上，这些装置有限压阀、比例阀、递增阀、感载阀和惯性阀等。

　　感载阀能感知汽车的实际装载质量，根据汽车总质量和重心位置来通过确定管路压力分配特性曲线进行调节，使空车或载重汽车制动时，前后轮能实现同步抱死滑移。串联在气压或液压制动系统后促动管路上的限压阀的作用是，当前后促动管路中的气压力或液压力达到一定值后，即限制后促动管路中的气压力或液压力保持不变，以防止后轮先制动抱死这种情况的发生。串联在气压或液压制动系统后促动管路上的比例阀的作用是，当前后促动管路中的气压力或液压力达到一定值后，即自动限制后促动管路中的气压力或液压力的增长速率，保持后促动管路中的气压力或液压力增长速率小于前促动管路，这样可使后轮也能获得尽可能大的制动力而且不会比前轮先期抱死。仅用于气压制动系统的串联在前促动管路的递增阀，以后促动管路气压力作为控制压力，控制前促动管路的气压力，可以获得和比例阀相类似的前后促动管路气压力分配特性。用于液压制动系统的惯性阀，作用特性曲线类似于感载阀，但调节作用起始点控制压力取决于制动时作用在汽车重心上的惯性力，即起始点控制压力不仅取决于汽车总质量，而且取决于汽车制动减速度。

　　安装了上述机械式制动力调节阀的制动系统，不能保证在任何路面上都有较高的制动效率。同样安装了ABS的汽车，虽然可以避免在制动过程中出现各车轮不同期抱死，起到防止侧滑或失去转向能力的作用，但却不一定能保证前后车轮同时达到最大制动强度，获得最短的制动距离。在ABS基础上，加装电子制动力分配系统EBD就可有效地解决这一问题。

前后轮的制动滑移率之差为：

S=S1-S2=(R2ω2一R1ω1)／υ

式中，S1、S2分别是前后轮的制动滑移率；R1、ω1和R2、ω2分别是前轮、后轮的车轮直径和角速度；υ是汽车速度。

　　车轮抱死时的滑移率S=100％。理想制动情况是前后轮同时抱死，此时，△S=0，即R2ω2=R1ω1。如果在汽车制动过程中能始终保持前轮后轮的制动滑移率之差△S=0，也就是控制R2ω2=R1ω1，就能保证前后轮同时达到抱死状态。

　　图1对安装机械式制动力调节装置和安装电子制动力分配系统EBD的制动力的调节性能进行了比较，从中可以看出，虽然机械式制动力调节装置可以避免后轮先抱死，但制动力调节性能曲线与轻、重车理想的制动力分配曲线相差较大，制动效率低。而电子制动力分配系统不管是轻车还是重车条件下，都能产生锯齿形的压力调节作用，使制动力曲线与理想的制动力分配曲线拟合率较好，制动效率较高。

　　电子制动力分配系统EBD的调节过程和防抱死制动系统ABS的调节过程是相似的，即通过对车轮制动压力实行不断降压、保压、升压的循环控制来实现的。因此，在装备有ABS的汽车上只要通过修改控制软件程序就可同时实现电子制动力分配和制动防抱死。汽车制动过程中，EBD先起作用，当车轮接近抱死时ABS才起作用，而EBD作用消失。目前国产轿车如桑塔纳2000GSi、派力奥、西耶那、福美莱等都装备了ABS十EBD制动系统。

　　2．转弯制动控制系统CBC

　　汽车转弯时有较大的离心力，尤其车速较高时更是这样，此时对汽车实施制动，既要保持汽车的横向稳定性，又要有良好的制动效果，仅有ABS十EBD是不够的。转弯制动控制系统CBC的作用是，当汽车转弯制动时，通过调节汽车两侧车轮制动轮缸中的制动压力，使外侧车轮在制动过程中获得更大的制动力。

　　转弯制动控制通常采用转向角前馈(Feedforward)和横摆角速度反馈(Feedback)联合控制方法，控制原理见图2。为实现汽车转弯时对两侧车轮制动轮缸中制动压力上的调节，在ABS硬件基础上增加了4个轮缸压力传感器、1个横摆角速度传感器、1个汽车加速度传感器和1个转向角传感器。CBC对每个制动车轮进行独立控制，使制动过程稳定和有足够的制动力，保证汽车转弯制动性能和直线行驶制动性能一样。宝马X4.6is型多用途车(SUV)上即装备了CBC系统。

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