1、毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要随着电子和信息技术的发展, 汽车性能已在传统的行驶、转向、制动性能等基础上有了很大提高。人们对于汽车的安全性要求也从被动安全性转向主动安全性。本文就在此出发点上，着重介绍了几种发展比较成熟的现代汽车制动系统，如ABS、ESP 及 ASR 等等。通过对这三种制动系统的功用构造、工作原理及工作过程的介绍，让大家更加了解现代汽车制动系统的安全性。另外本文又介绍了几种制动系中较为先进的新技术，如电子差速锁（EDS）、电子制动力分配系统（EBD）、辅助制动系统（BAS）、紧急制动辅助装置（EBA）、转弯制动控制（CBC）和全电路制动（BBW）等等。通过对这些
2、新技术的功用及原理的简单介绍，让大家有了一些初步认识。虽然发展并没有那么成熟，或者说是广泛，但是其前景还是很明朗的。关键词：汽车制动 安全技术 ABS 电子技术1毕 业 设 计 （ 论 文 ） 外 文 摘 要Title： Automotive brake systems of modern safety technology Abstract：Along with electronic and the information technology development, the automobile performance in the traditional travel, changed
3、, foundations and so on in braking quality had the very big enhancement. The people also change the initiative security regarding the automobile secure request from the passive security. This article on in this starting point, emphatically introduced several kind of development quite mature modern a
4、utomobile braking system, like ABS, ESP and ASR and so on. Through to these three kind of braking system function structure, the principle of work and the work process introduction, lets everybody even more understand the modern automobile braking system the security. Moreover this article also intr
5、oduced in several kind of braking systems a more advanced new technology, like electronic differential lock (EDS), electronic braking force distribution system (EBD), assistance braking system (BAS), emergency brake auxiliary unit (EBA), curve brake control (CBC) and the entire electric circuit appl
6、y the brake (BBW) and so on. Through to these new technical functions and the principle simple 2introductions, let everybody have some preliminary understanding. Although develops not that maturely, or said is widespread, but its prospect is very bright.Keywords：Automobile brake Safety work ABS Elec
7、tronic technology目 录1 绪论 .12 防抱制动系统（ABS） .32.1 ABS 防抱死制动系统概述 .32.3 ABS 系统的工作原理 .52.4 ABS 系统的作用 .83 电子稳定程序控制系统（ESP） .103.1 ESP 的作用 .103.2 ESP 电子系统的构成 .113.3 ESP 系统的工作原理 .134 驱动防滑控制系统（ASR） .154.1 汽车驱动防滑系统（ASR）的基本原理 .154.2 汽车驱动防滑控制的作用 .164.3 制动控制模式 .165 其他主动安全技术 .205.1 电子差速锁（EDS） .205.2 电子制动力分配系统（EBD）
8、.215.3 辅助制动系统（BAS） .215.4 紧急制动辅助装置（EBA） .225.5 转弯制动控制（CBC） .235.6 全电路制动（BBW） .23结论 .25致谢 .261 绪论现代汽车技术的发展的主要方向是安全、环保和节能，世界各国都在围绕这三个方面开展大量研究开发工作。其中对人类生命财产有直接关系的是汽车安全。汽车安全性包括主动安全性和被动安全性两大类，主动安全性是指避免交通事故发生之前的主动安全技术包括制动、转向、悬架、车距雷达报警系统，即自适应巡航控制系统等。汽车制动系统是汽车主动安全性的重要组成部分。汽车制动系统从 20 世纪初代时外鼓轮制动器、鼓式制动器、盘式制动器、
9、液压制动器发展到电子控制制动系统。1914 年液压系统应用在制动系统中；1951 年盘式制动器诞生；1952年带真空助力器的制动主缸研发成功；20 世纪 70 年代由于电子控制技术在汽车上的应用，制动系统获得了飞跃的发展，ABS 迅速应用于各种汽车上。此后电子控制系统不断发展，汽车制动系统也步入了电子化时代。汽车制动系统至今已有防抱死制动系统（ABS） 、电子差速锁（EDS ） 、牵引力控制系统（TCS、ASR） 、电子制动力分配系统（ EBD） 、电控液压制动系统（EHB） 、电子稳定程序控制系统（ESP ） 、辅助制动系统（BAS ） 、机电一体化制动系统（EMB ） 、线控制动系统（BB
10、W）等。良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。其作用也是特别大的，首先它能提供平稳的停车功能，能使停车过程平顺柔和。其次提供制动片的清干功能。当车辆在湿滑路面上行驶时，系统会在固定间隔时间发出微弱的制动脉冲，用来清干制动片上的水膜，以保证可靠的制动。再者塞车辅助制动功能，在发生塞车的情况下，驾驶员只需控制油门踏板。一旦把脚从油门踏板上挪开，系统会自动施加一定的制动力以减速停车。这样，驾驶员就不需要在油门踏板和制动踏板之间频繁的轮换。而起步辅助功能，可防止汽车向后或向前溜动。当车辆在斜坡上处于停止状态时，迅速、有效的踩一下制动踏板，然后踩油门踏板。传统汽车制动方式是采用在车轮上安装机械式摩擦制
11、动器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，但是随着电子（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。本文就在此出发点上，着重介绍了几种发展比较成熟的现代汽车制动系统，通过对其功用、工作原理及工作过程的介绍，让大家更加了解现代汽车制动系统的安全性。之后又介绍了几种制动系中的新技术，虽然发展并没有那么成熟，或者说是广泛，但是其前景还是很明朗的。随着电子技术以及电子行业的高速发展，我相信将来的汽车制动系统主动安全技术会越来越依靠电子，这样制动的效果，制动可靠性会越来越高。将来的制动主动技术也会越来越成熟。2 防抱制动系统（ABS）2.1 ABS 防抱死
12、制动系统概述“ABS”中文译为“ 防抱死刹车系统 ”。它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS 是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，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，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。ABS 与常规的液压制动系统相比有三个显著的优点： （1） 车辆控制装备有 ABS 的汽车驾驶员在紧急制动过程中，保持着很大
13、程度的操纵控制。在紧急制动过程中，用标准的液压制动器产生的打滑使驾驶员失去对车辆的控制。ABS 恢复稳定性并使驾驶员恢复对车辆的控制。（2） 减少浮滑现象潮湿、光滑道路和抱死车辆纵使形成被称为浮滑现象的状态，当车辆驾驶员行驶在具有一层水和油薄模的路面之上时， 出现与浮滑现象相仿。由于 ABS 减少了车轮抱死的机会， 因此， 也减少了制动过程中出现浮滑现象的机会。（3） 改善了轮胎的磨损使用 ABS 防止车轮抱死，消除了在紧急制动过程中轮胎平斑的可能性。2.2 ABS 发展历程ABS 系统的发展可以追溯到本世纪初期，早在 1928 年制动防抱死理论就被提出，在 30 年代机械式制动防抱死系统就开
14、始在火车和飞机上获得应用，博世（BOSCH）公司在 1936 年第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱死系统的专利权。进入 50 年代，汽车制动防抱死系统开始受到较为广泛的关注。福特（FORD）公司曾于 1954 年将飞机的制动防抱死系统移置在林肯（LINCOIN）轿车上，凯尔塞海伊斯（KELSEHAYES）公司在 1957 年对称为“AUTOMATIC“的制动防抱死系统进行了试验研究，研究结果表明制动防抱死系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制，并且能够缩短制动距离；克莱斯勒（CHRYSLER）公司在这一时期也对称为“SKID CONTROL“的制动防抱死系统进行了试
15、验研究。由于这一时期的各种制动防抱死系统采用的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调节装置，因此，获取的车轮转速信号不够精确，制动压力调节的适时性和精确性也难于保证，控制效果并不理想。随着电子技术的发展，电子控制制动防抱死系统的发展成为可能。在 60 年代后期和 70 年代初期，一些电子控制的制动防抱死系统开始进入产品化阶段。凯尔塞海伊斯公司在 1968 年研制生产了称为“SURE TRACK”两轮制动防抱死系统，该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号，对制动过程中后轮的运动状态进行判定，通过控制由真空驱动的制动压力调节装置对后制动轮缸的制动压力进行调节，并在 1969
16、 年被福特公司装备在雷鸟（THUNDERBIRD）和大陆马克 III（CONTINENTALMKIII）轿车上。克莱斯勒公司与本迪克斯（BENDIX）公司合作研制的称为“SURE-TRACK“的能防止 4 个车轮被制动抱死的系统，在 1971 年开始装备帝国（IMPERIAL）轿车，其结构原理与凯尔塞海伊斯的 “SURE-TRACK“基本相同，两者不同之处，只是在于两个还是四个车轮有防抱制动。博世公司和泰威士（TEVES）公司在这一时期也都研制了各自第一代电子控制制动防抱系统，这两种制动防抱系统都是由电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制，直接对各制动轮以电子控制压力进行调节。U别克（
17、BUICK）公司在 1971 年研制了由电子控制装置自动中断发动机点火，以减小发动机输出转矩，防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱死系统.瓦布科（WABCO）公司与奔驰（BENZ）公司合作，在 1975 年首次将制动防抱死系统装备在气压制动的载货汽车上。这一时期的各种 ABS 系统都是采用模拟式电子控制装置，由于模拟式电子控制装置存在着，反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷，致使各种 ABS 系统均未达到预期的控制效果，所以，这些防抱控制系统很快就不再被采用了。进入 70 年代后期，数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展，为ABS 系统向实用化发展奠定了技术基础。博世公司在 1978 年首先推出了
18、采用数字式电子控制装置的制动防抱死系统-博世 ABS2，并且装置在奔驰轿车上，由此揭开了现代 ABS 系统发展的序幕。尽管博世 ABS2 的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置，但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，因此，博世 ABS2 的控制效果己相当理想。从此之后，欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的 ABS 系统。2.3 ABS 系统的工作原理控制装置和 ABS 警示灯等组成，在不同的 ABS 系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能 ABS 通常都由车轮
19、转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。在常见的 ABS 系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。ABS 的工作过程可以分为常规制动，制动压力保持，制动压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段，ABS 并不介入制动压力控制，调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。（一）减压过程当电磁阀通入较大的电流时，柱塞移至上端，主缸和轮缸的通路被截断，轮缸和液压油箱接通，轮缸的制动液流入液压油箱，制动压力降低。与此同时，驱动电动机启动，带动液压泵工作，把流回液压油箱的制动液加压后输送到主缸，为下一个制动周期作好准备，见图 2-1。
