制动安全电子控制系统的应用现状

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IIABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheautomotiveindustry,thecurrentcarshasbecomeadailypartofeverydaylife,sopeopleallaspectsofaboutcarsalsoputforwardsomemorehighdemand,safetyincreasinglybecometheimportantbasisofpeoplechooseandbuycars.Inordertoimprovethesafetyperformanceofcarbrake,moreandmorevehiclesequipmentonthebrakesafetyelectroniccontrolsystem.Widelyusedatpresentant-ilockbrakingsystem(ABS)toacertainextent,improvethesafeperformanceofautobrake.Basedonthisstudyoutofpowerdistributionsystem(EBD),tractioncontrolsystem(TCS),electronicstabilityprogram(ESP),emergencybrakeauxiliarysystem(EBA)andotherelectroniccontrolsystemmakesthecarbrakesafetyperformancehasabetterprotection.ThispapermainlyanalysestheEBD,TCS,ESP,theEBAetcelectroniccontrolsystem,andtheroleofelectriccontrolsystemofbrakesecuritytypes,structurecharacteristics,workingprinciple,applicationsituationandfuturedevelopmenttrendsetcexplored.Keywords:brakesafetyelectroniccontrolsystem;Structuralcharacteristics;Applicationstatus;Actionprinciple;Developmenttrend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·····················42.2.2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·······················52.3.1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武汉科技大学高职毕业论文IV致谢··························································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ABS的世界年产量已超过1000武汉科技大学高职毕业论文2万辆份，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（TCS）、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：①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。②整车质量传感器主要负责监控整车质量。③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。④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，并缩短汽车制动距离。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”。值得一提武汉科技大学高职毕业论文4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