剎車系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-30
剎車系統的視頻教程
自動緊急剎車系統開發與測試
適用人群：汽車行業從業者，高校學生等 自動緊急剎車系統開發與測試（免費）【已結束】 直播時間：2021-09-14 19:30 課程大綱 1..自動駕駛系統架構設計 2.AEB系統架構分析及設計 3.AEB系統算法開發 4.AEB系統測試分析
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剎車系統的實例教程
剎車系統由操控系統、液壓系統和助力系統組成。
1. 操控系統：踏板，手剎等。
2. 液壓系統：由液壓油、剎車泵、液壓油管組成。
3. 助力系統：真空助力泵
4. 電子控制系統 ：由ABS泵、ABS傳感器、ABS電腦組成。
5. 執行系統 ：由剎車鉗、剎車片、剎車盤組成。
常見的剎車裝置有“鼓式剎車”和“盤式剎車”二種型
鼓式剎車
盤式剎車
剎車目前有盤剎和鼓剎還有氣剎，老一些的車很多都是前盤后鼓的。現在的車很多前后都是盤剎的。因為盤剎較鼓剎的散熱好，在高速制動狀態下，不容易產生熱衰退，所以其高速制動效果好。但在低速冷閘時，制動效果不如鼓剎。價格比鼓剎貴。所以現在很多中高級轎車采用全盤剎，而普通轎車采用前盤后鼓，而相對低速，且需要制動力大的卡車、巴士，仍采用鼓剎。
剎車盤是鑄造產品，由于受氣候因素影響，北方太冷、南方太熱，所以剎車盤的生產基地大多數分布在我國山東、河北、山西這一緯度地區，尤以山東萊州、龍口剎車盤行業起步最早，廠家眾多。
盤式剎車盤(碟)分為實心盤（單片盤）和風道盤（雙片盤）。實心盤式我們比較容易理解，說白了，就是實心的。風道盤（Vented Disc），顧名思義具有透風功效。從外表看，它在圓周上有許多通向圓心的洞空，稱為風道。汽車在行使中通過風道處空氣對流，達到散熱的目的的，比實心式散熱效果要好許多。大部分轎車都是前驅，前盤使用頻率計磨損較大，故采用前風道盤，后實心盤（單片盤）。當然也有前后都是風道盤的，但制造成本并不會差的離譜。
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展開 本實例的目的：通過對簡易剎車系統的復特征值分析，研究摩擦因素是否會引起尖銳噪音（不穩定模態）。
模型說明：簡化的剎車系統由帶摩擦表面和支撐面的剎車片、接觸板組成。模型用實體單元進行網格劃分，剎車片和接觸板的接觸面用彈簧單元（CELAS1）表征，用來測量法向接觸力，接觸面上的摩擦力大小與法向接觸力成正比。用來表征接觸面上的摩擦力與法向位移的剛度矩陣用DMIG文件DMIG.pch輸入。同時，假定剎車片和接觸板一直處于全接觸狀態。剎車片和接觸板都與地面連接約束。
一、導入有限元模型
紅色部分為PLATE，綠色部分為BRAKE_PAD
二、在部件PLATE和部件BRAKE_PAD接觸面間建立彈簧單元（CELAS1）
需要注意的是，這里只對接觸面的法向方向建立彈簧單元，如圖（某一彈簧單元）中c1、c2都只定義3方向。
因此，模型中就有了三個部件，如圖
三、依次為PLATE、BRAKE_PAD和PELAS_10創建材料屬性：
MAT1_1和PSOLID_1為PLATE的材料和屬性，GE代表材單元的材料阻尼系數
Lining和PSOLID_2為BRAKE_PAD的材料和屬性，這里需要注意，因為BRAKE_PAD的材質為各向異性的，所以Lining中Card Image選擇的是MAT9，因此輸入的參數形式也就與MAT1有所區別了，MAT9中材料參數以矩陣的形式輸入，
PELAS_10為部件PELAS_1的屬性，注意，彈簧單元不需要在Material中給定材料參數，在Properity中，Card Image中選擇PELAS。
展開 ESP hev 系統向電機請求與踏板行程相一致的制動扭矩并使車輛減速（ESP 會給車輛的驅動系統發送扭矩請求，這是一個略有風險的點）。
由駕駛員腳部切換至制動系統的液壓容積暫時保存在 ESP hev 的低壓蓄能器內，這意味著車輪制動不產生制動扭矩。
如果電機不能利用回收方式滿足制動請求，低壓蓄壓器中的可用容積將轉移至車輪制動器，且車輛會通過傳統制動進行減速。iBooster 可不受減速水平影響而調整踏板感，并在整個制動范圍內傳遞一致的踏板感。
簡單說：
在踩下剎車的時候（注意，一定是需要踩下剎車），iBooster 系統會根據你踩下剎車的速度、深度等信息，進行電制動和機械制動的分配，— CRBS 開始工作。
總體的策略是：優先使用電制動進行減速，如果 iBooster 系統判斷駕駛員的剎車意圖更強，發現單純的使用電制動不足以滿足駕駛員的制動需求的時候，此時會介入機械制動，這種方式可以有效的延長續航里程，減少剎車盤的磨損。
而上面的那段話的意思是，當減速度小于 0.3g 的時候，剎車卡鉗不會介入，這時的制動是通過電機能量回收來完成的。這樣一方面可以最大限度地增加續航里程，另一方面也可以延長剎車片壽命。
但是要知道博世的 iBooster 系統，需要匹配的主機廠的車輛種類非常多，所以，每一家的標定的策略和結果也不太一樣，有的標定的非常敏感，有的標定的就比較保守。根據駕駛員踩踏板的方式的不同，還要匹配瞬間的扭矩變化。
展開 那么分析一下幾種可能性：
第一種可能，剎車油門同時踩
首先iBooster是不管加速信號的，它只會負責制動與能量回收。如果收到剎車信號必定啟用制動。當MCU收到iBooster的剎車信號時，必然執行剎車優先原則，停止加速驅動。
如果iBooster無法正常給MCU提供剎車信號，那么加速與制動可能處于同時工作。MCU無法給iBooster提供能量回收（電機只會在能量回收和加速其中的一種狀態下工作）控制信號，同時由于人為操作優先。那么剎車系統肯定可以正常工作。
所以最壞的可能性就是一邊加速一邊剎車，會有非常明顯的剎車系統過熱現象（因為剎車是ABS系統負責，加速是驅動軸負責，同時作用于車輪上），但不會有明顯的剎車痕跡。從剎車盤的溫度可以判斷出是否有出現此類故障。
第二種可能，剎車信號誤判成加速信號
很多車黑都是拿這個可能性在否定特斯拉自動駕駛系統的安全性。那么從原理上來說，我們將這種錯誤分解為幾種實際可能的結果
沒踩剎車，iBooster誤送剎車信號給MCU，MCU誤判剎車信號變成加速信號，執行加速。
第一這種可能性概率肯定不足百萬分之一（同一系統多個節點同時發生錯誤），第二MCU不可能接受來自iBooster系統的信號傳遞給電機驅動控制系統。
踩剎車，iBooster提供剎車信號給MCU，MCU誤判剎車信號變成加速信號，執行加速。
這是沒可能的，因為iBooster提供的信號與加速提供信號的通道是相互獨立的。iBooster系統只會提供剎車信號給MCU，不可能有加速信號。所以MCU不可能只考慮發送信號的值，還要看是從哪個通道發送的數據。顯然iBooster系統不可能發送加速信號，所以設計上不可能接受iBooster提供加速信號的可能。
展開 以上就是這一系統的簡單原理。 這一類通過傳感器智能感知環境， 實現一些半自動功能， 減輕駕駛員負擔的系統統稱為輔助駕駛系統，是目前汽車工業一個非常熱門的領域， 也是未來無人駕駛的雛形或者簡單子集。
已經投入使用的自動剎車系統 Forward Collision Warning
前向碰撞預警Forward Collision Warning，被運用在很多高端的車上，如本田的奧德賽就裝備了。
攝像頭安裝于擋風玻璃之后， 可以觀察車輛前方的環境， 結合車輛自身的速度對可能的碰撞給出預警。
駕駛員并不能寄希望于利用它來進行實現完全自動剎車，因為它只是一項主動剎車技術，是一項剎車輔助功能。
原文章連接http://www.yqgqt.org.cn/content/post/294815
討論方向：
1、自動剎車系統的技術實現方式？
2、自動剎車技術沒有普及的原因？
3、外界環境對自動剎車技術的影響？
4、自動剎車系統的啟動條件？
5、如何讓傳感器、雷達系統精確感知并測量障礙物與車輛之間的距離？
6、自動剎車系統使用壽命？
7、有沒有更好提高安全防護技術？
8、如何進行仿真模擬測試？
……
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剎車系統的最新內容
案例三：剎車系統制動尖叫問題仿真（固體振動 + 聲流體耦合）
1) 問題特點：剎車盤與剎車片接觸振動（固體非線性振動），同時振動通過空氣（流體）傳播產生噪聲，屬于結構振動與聲流體的強非線性耦合；
2) 理論解析：講解復模態 CEA（復特征值分析）與瞬態 TDA（瞬態動力學分析）的結合方法，如何識別制動尖叫的共振頻率（非線性振動特性），以及聲固耦合的聲學邊界條件理論；
3) 實操演示：從剎車系統的裝配體建模
在汽車電子領域，軟件缺陷可能導致嚴重的安全事故，如剎車系統控制邏輯錯誤可能引發車輛失控。因此，嵌入式軟件的單元測試不僅是軟件開發的良好實踐，更是保障人身安全的重要措施。傳統單元測試方法（如源碼插樁、樁函數模擬）在嵌入式場景下存在效率低、精度差、硬件依賴性強等問題，而專業單元測試工具（如winAMS）通過獨特的技術架構，為嵌入式軟件開發提供了高效、可靠的測試解決方案。
先解決問題：案例結果對標實驗，明確 “正確標準”
每個案例講解前，講師會先展示 “實驗數據 / 行業標準值”，再通過仿真復現結果：
1) 如 “剎車系統制動尖叫” 案例，先給出實驗中測得的 “尖叫發生頻率 1850Hz”，再演示如何通過仿真調整參數，使仿真結果（1800Hz）與實驗值誤差控制在 3% 以內；
2) 這一步讓你明確 “什么是正確結果”，避免 “操作會了但結果錯了” 的誤區。
剎車系統熱流耦合問題
1) 實際痛點：剎車時剎車片與剎車盤摩擦生熱，熱量無法及時傳遞，易導致局部過熱（超過 300℃），引發制動尖叫、剎車效率下降；
2) 課程解決方案：用 “本地耦合（ABAQUS/CFD）技術”，定義摩擦熱源（通過 “Surface Heat Flux” 設置摩擦熱生成率），設置剎車盤與空氣的對流換熱系數，模擬熱量傳遞路徑，定位過熱區域；同時結合 “瞬態 TDA 方法”，
教思路而非步驟，技能能遷移
1) 技術鄰：教你 “解決一類問題的核心思路”，比如學完 “汽車剎車系統熱耦合”，你能遷移解決 “電機散熱耦合”“化工設備傳熱耦合” 等同類問題，因為掌握了 “熱流耦合的參數設置邏輯、結果分析方法”；
2) 普通課程：教你 “完成一個案例的固定步驟”，比如學完 “標準圓形管道流固耦合”，遇到 “異形管道” 就無從下手，因為沒理解 “管道形態對網格劃分、耦合界面設置的影響
如果你是汽車工程師，需解決 “剎車系統熱流耦合” 問題，講師會以你的剎車系統 CAD 模型為基礎，從 “模型簡化→材料參數設置→耦合界面定義→結果對標實驗” 全程教學，學完即可將方法直接應用于工作；
2. 如果你是高校研究生，研究 “自由表面水動力仿真”，講師會結合課題需求，提供科研級建模思路，指導數據處理與論文圖表制作，助力快速推進研究；
3.
若你是汽車行業工程師，需解決 “剎車系統熱流耦合” 問題，講師會以你的剎車系統 CAD 模型為基礎，從 “模型簡化→材料參數設置→耦合界面定義→結果分析” 全程教學，無需二次轉化，所學方法可直接對接工作任務；
2. 若你是高校研究生，研究 “自由表面水動力仿真”，講師會結合課題需求，提供科研級建模思路，指導數據處理與論文圖表制作，助力快速推進研究進度；
3.
汽車輪轂設計最難，也最簡單10個月前
同時，輪轂還要幫助制動系統散熱，保證剎車系統的通風...
在此基礎上，重量輕一些，成本低一些，外觀好看一些，老板就能高興一些。
總之，輪轂結構設計是個典型的多目標、多約束的優化過程。
在傳統的結構設計流程中，攻城獅需要基于經驗，根據載荷對輪轂做概念設計和初步設計，得到詳細的CAD模型后做有限元分析，看強度結果是否符合預期。
<strong>驅動設計優化：</strong>為齒輪箱熱管理、剎車系統熱衰退分析、電機噴油冷卻設計等關鍵應用提供可靠依據，提升產品性能和可靠性。
滾珠絲杠作為關鍵部件，在新能源電動車的制動系統、剎車系統和轉向系統，以及人形機器人的執行機構中都有著重要應用。商業應用的快速增加對滾珠絲杠的研發提出了更高的要求，動力學仿真需求日益增加。為了滿足這一需求，海克斯康基于Adams強大的二次開發能力，推出了滾珠絲杠動力學仿真插件，助力工程師高效完成滾珠絲杠的動力學仿真分析。
