汽車電子防抱死制動系統的案例
【技研】汽車電子防抱死制動系統
【技研】汽車電子防抱死制動系統
電動汽車仿真系列-基于Simulink的防抱死制動系統
1、引言
防抱死制動系統（ABS）是一種汽車安全系統，允許機動車車輪在制動時根據駕駛員輸入與路面保持牽引接觸，防止車輪抱死并避免失控打滑。防抱死制動系統通常提供改進的車輛控制，并減少在干燥和濕滑路面上的停車距離。該系統獨立于踏板力調節制動管路壓力，使車輪速度回到最佳制動性能所需的滑移水平范圍。
2、ABS系統的組成
ABS制動系統的主要部件包括：
（1）電子控制單元（ECU）
它接收來自電路中傳感器的信號并控制制動器。ECU通過調節車輪打滑來協助車輛操作員防止車輪抱死。
（2）液壓控制單元或調節器
它接收來自ECU的操作信號，以在ABS條件下應用或釋放制動器。它使用三個與主缸和制動回路串聯的電磁閥執行命令-每個前輪液壓回路一個閥，兩個后輪一個閥。因此，可以通過控制液壓來啟動制動器。
（3）動力助力器和總泵總成
當駕駛員踩下制動踏板時激活。主缸將施加的踏板力轉換為液壓，液壓同時傳遞到所有四個車輪。它還能提供制動時所需的動力輔助。
（4）車輪傳感器單元
速度傳感器由包裹在線圈中的磁鐵和齒形傳感器環組成。磁鐵和齒圈之間的接觸產生的電場產生交流電壓。電壓頻率與車輪轉速成正比。它監控車輪轉速，并將此數據傳輸至ABS控制模塊。
3、ABS的工作原理
ABS的工作原理
如果車輪轉速傳感器發出鎖定信號，則ECU向液壓單元發送電流。這將使電磁閥通電。該閥的作用將制動回路與總泵隔離。這將阻止該車輪上的制動壓力升高，并使其保持恒定。它允許車輪速度增加和打滑減少；
當速度增加時，ECU重新施加制動壓力，以將車輪打滑限制在特定值；
液壓控制單元根據系統傳感器的輸入控制每個車輪分泵中的制動壓力。這一結果控制了車輪速度。
展開 防抱死制動系統如何工作的，這次看明白了
LearnEngineering制作的動畫，講解的是汽車的防抱死制動系統（ABS）的工作原理！ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，防止產生側滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。
（視頻來源：電梯文庫）
抱死，是指汽車在剎車過程中一次制動，輪胎不再旋轉。容易造成汽車失去控制，造成交通事故等危害。防抱死，顧名思義是防止汽車一次制動，采用間歇性制動剎車。
ABS的主要作用是改善整車的制動性能，提高行車安全性，防止在制動過程中車輪抱死（即停止滾動），從而保證駕駛員在制動時還能控制方向，并防止后軸側滑。
其工作原理為：緊急制動時，依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉速傳感器，一旦發現某個車輪抱死，計算機立即控制壓力調節器使該輪的制動分泵泄壓，使車輪恢復轉動，達到防止車輪抱死的目的。
ABS的工作過程實際上是“抱死—松開—抱死—松開”的循環工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動狀態，有效克服緊急制動時由車輪抱死產生的車輛跑偏現象，防止車身失控等情況的發生。
汽車的制動性能是汽車的主要性能之一，重大交通事故往往與制動距離過長、緊急制動時發生側滑等情況有關，所以汽車的制動性能是汽車安全行駛的重要保障。目前ABS防抱死制動系統已被廣泛運用于汽車上。
（文章來源于網絡，侵刪）
展開 集成式電子液壓制動系統的復合制動協調控制
圖1 不舒適度指數
Fig.1 Discomfort index
電子液壓制動系統(electro-hydraulic brake system, EHB)是汽車液壓制動系統的發展趨勢，具有響應快速、制動力精確控制、易于實現再生制動等突出優點.本文基于文獻[12]提出的集成式電子液壓制動系統(integrated-electro-hydraulic brake system，I-EHB)，并采用液壓力控制算法對復合制動過渡工況沖擊度進行研究.第1節介紹I-EHB系統的結構和工作原理.第2節介紹復合制動總體策略.第3節提出了雙閉環反饋和電機力修正的協調策略.第4節對液壓制動系統介入制動和再生制動力撤出制動兩種過渡工況進行了仿真和臺架試驗，證明了控制策略的有效性.
1 集成式電子液壓制動系統
I-EHB由制動踏板單元、液壓驅動單元、制動執行單元和控制系統4部分組成，如圖2所示，圖中，ECU為電控單元，DC/AC為逆變器，ESC為電子穩定性控制單元,MC1、MC2為主缸的兩個腔.其中制動踏板單元提供駕駛員的制動踏板感覺，包括制動踏板、次級主缸、踏板模擬器、踏板模擬器電磁閥(電磁閥3)、次級主缸電磁閥(電磁閥1)；液壓驅動單元為系統提供動力源，包括電機和減速傳動機構等；制動執行單元與傳統的制動系統結構保持一致，包括主缸、液壓管路等.解耦缸實現系統解耦，即實現正常制動時，制動踏板與制動主缸不直接相連.正常模式下，駕駛員踩下制動踏板，次級主缸的制動液注入到踏板模擬器，產生踏板感覺，同時制動踏板推桿推動解耦缸活塞壓縮解耦缸液壓腔，此時電磁閥2處于打開狀態，使得解耦缸內制動液流入儲液罐，如此實現了制動踏板不再直接與制動主缸相連.工作時，電子液壓制動系統根據上層制動力分配策略計算出的目標液壓力以及壓力傳感器反饋的實際液壓力構成壓力閉環，時刻控制著電機應產生相應的力矩大小
展開 
電子制動力分配系統(EBD)
EBD能夠根據由于汽車制動時產生軸荷轉移的不同，而自動調節前、后軸的制動力分配比例
，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩定性。汽車在制動時，四只輪胎附著的地面條件往
往不一樣。比如，有時左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附
著在水中或泥水中，這種情況會導致在汽車制動時四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制 動
時容易造成打滑、傾斜和車輛側翻事故。EBD用高速計算機在汽車制動的瞬間，分別對四只
輪胎附著的不同地面進行感應、計算，得出不同的摩擦力數值，使四只輪胎的制動裝置根
據不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運動中不斷高速調整，從而保證車輛的平穩
、安全。
展開 汽車制動系統結構解析_汽車知識圖解
如判斷車輪沒有抱死，制動壓力調節裝置不參加工作，制動力將繼續增大；如判斷出某個車輪即將抱死，ECU向制動壓力調節裝置發出指令，關閉制動缸與制動輪缸的通道，使制動輪的壓力不再增大；如判斷出車輪出現抱死拖滑狀態，即向制動壓力調節裝置發出指令，使制動輪缸的油壓降低，減少制動力。
● 什么是ESP?
車身電子穩定系統(Electronic Stability Program，簡稱ESP)，是博世(Bosch)公司的專利。其他公司也有研發出類似的系統，如寶馬的DSC、豐田的VSC等等。
ESP系統其實是ABS（防抱死系統）和ASR（驅動輪防滑轉系統）功能上的延伸，可以說是當前汽車防滑裝置的最高形式。主要由控制總成及轉向傳感器（監測方向盤的轉向角度）、車輪傳感器（監測各個車輪的速度轉動）、側滑傳感器（監測車體繞縱軸線轉動的狀態）、橫向加速度傳感器（監測汽車轉彎時的離心力）等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號對車輛的運行狀態進行判斷，進而發出控制指令。
● ESP是如何工作的?
當汽車快速行駛或者轉向時，產生的橫向作用力會使汽車不穩定，易發生事故，而ESP系統可以將這種情況防患于未然。那么這套系統是如何做到的呢?
當車輛前面突然出現障礙物時，駕駛員必須快速向左轉彎，此時轉向傳感器將此信號傳遞到ESP控制總成，側滑傳感器和橫向加速度傳感器發出汽車轉向不足的信號，這就意味著汽車將會直接沖向障礙物。那么這時ESP系統將會瞬間將后輪緊急制動，這樣就能產生轉向需要的反作用力，使汽車按照轉向意圖行駛。
如果在汽車轉向后行駛的左車道上反向轉向時，汽車會有轉向過度的危險，向右的扭矩過大，以至于車尾甩向左側。這時ESP系統會將左前輪制動，扭矩就會減小，使得汽車順利轉向。
展開 汽車制動系統知識
電控單元
ABSABS防抱死制動系統是一種汽車電子系統，它包括一個電子控制單元、數個輪速感應器和一個內含電磁閥的閥門總成。電子控制單元通過輪速感應器傳來的脈沖變動來掌握車輪的運行狀況。當某一個車輪有可能產生抱死狀態時，電子控制單元就會向電磁閥發出指令，使其通過快速開關來達到控制剎車，調整轉速的目的。一般來說，這種快速開關閥門的動作每秒鐘可達12次之多。某些高級車型的ABS可以擁有四套回路系統，即“四回路ABS”。這種高科技產品主要有電子式和機械式兩種類型。電子式安全系數較高，價格也高，原來只是配置在大型豪華轎車之上，中小型普通轎車也開始配置；機械式安全系數較低，價格也低，一般只在商用車上使用。在我國，東風汽車公司自1992年開始組織開發ABS，并于1995年12月通過技術鑒定。四川車安技術開發公司研制的“車安”牌ABS，已經在部分微型車上使用。ABS已成為20世紀汽車科技的主流，所有汽車都配置ABS的時代已經為期不遠。著名馬克思主義教育家馬卡連柯在談到人的自制力時曾經比方說：“沒有制動器就不可能有汽車”?？梢?，汽車的制動系統與人自制力一樣，都是須臾不可離開的東西。但是，傳統的制動系統雖然可以起到緊急剎車的作用，卻容易導致汽車輪胎的抱死。當輪胎被抱死之后，由于慣性，汽車仍然會在路面上滑行一段距離。輪胎由滾動變為滑行，磨擦系數增大，附著系數降低，汽車橫向位移，極易導致磨損、爆胎、側滑、甩尾等事故的發生。為了克服傳統制動系統的抱死現象，人們發明了ABS防抱死制動系統（Anti—lock Braking System）。該系統的原理就是緊急剎車時，既保持輪胎轉動，又防止輪胎抱死，以維持最大的剎車力量；同時也對車輪進行迅速、準確、有效、安全的控制，使車輪的縱向附著系數達到峰值，側向附著系數也保持較高狀態，從而達到提高制動速度、縮短制動距離、穩定制動方向、防止車輪抱死的效果。
展開 基于集成式電子駐車系統EPB的自主泊車冗余制動方案
對于這一點，德國汽車工業協會發布的VDA 305標準中就給出了一種答案，即在集成式電子駐車系統EPB的基礎上進行改造，組成ESC液壓制動和EPB卡鉗制動的組合以實現自主泊車要求的冗余制動。接下來將對這套冗余制動系統進行介紹。
3. 集成式電子駐車系統EPB的自主泊車制動冗余方案
3.1. VDA305誕生的背景
目前電子駐車系統EPB幾乎已是10萬以上車型的標配，正在逐步替代手剎。EPB由兩部分組成：
產生駐車力的駐車執行機構（卡鉗和控制卡鉗的電機）
控制駐車執行機構的電子控制單元（ECU），包含軟件和硬件。
電子手剎正在逐步替代機械手剎
實際上，市場上99%的EPB系統都是集成式的，即共用ESC(Electric Stability Control, 電子穩定性系統)的ECU，將EPB系統的軟件集成到ESC軟件中，在ESC的硬件基礎上做一些改動以支持EPB的硬件需求。
為什么如此設計呢？EPB系統除了提供駐車功能外，還能在行車過程中控制制動液壓的實現備份制動，而液壓執行機構是集成于ESC系統中的；而ESC系統所包含的輪速傳感器可以為EPB系統提供車速這一關鍵參數以確定當前車速是否能夠駐車。因此，EPB和ESC功能關聯十分緊密，如果各自對應一個獨立的ECU，兩者之間注定有很多交互接口；把兩者集成于一個ECU中也是自然而然能想到的一個既節省成本又降低整車E/E系統復雜度的方案。
另一方面，市面上精于ESC系統的供應商和精于EPB系統的供應商往往不是一家。
展開 汽車制動系統踏板感優化分析
摘要：介紹了汽車制動踏板感的表述方法，并分析制動踏板感的影響因素。結合某越野車型的制動踏板感問題，詳細闡述了制動踏板感優化分析方法。結果表明：優化后的制動踏板感曲線計算值與實測值一致，誤差在 10%以內；優化后的制動踏板感符合初始定義標準，且與對標車相當。
引 言
隨著汽車的發展，人們對制動系統不僅要求更短的制動距離，而且對制動系統踏板感的舒適性能也提出要求。首先介紹制動踏板感的表述方法，然后對其影響因素進行分析，最后結合某越野車型的制動踏板感問題，詳細闡述制動踏板感的優化分析方法。
1 制動踏板感表述方法
踏板力與減速度關系曲線、踏板行程與減速度關系曲線是表示和評價制動踏板感的有效方法，因此定義這兩種關系曲線是研究制動踏板感的基礎。圖 1、圖 2 是目前常用的踏板力、踏板行程與減速度的關系曲線。從圖中可以看出，關系曲線會定義一個范圍，并規定同一減速度下的踏板力、踏板行程的上限和下限值。制動踏板感的計算誤差、測量誤差以及客戶使用的主觀性等因素決定了制動踏板感需要定義在一個范圍內[1]。
圖 1 踏板力與減速度關系曲線
圖 2 踏板行程與減速度關系曲線
2 影響因素分析
2.1 輪邊最大抱死液壓
制動系統匹配或者制動踏板感匹配應該首先進行壓力匹配，壓力匹配對制動性能產生影響，包括同步附著系數，前、后輪抱死順序等，不再贅述，重點說明其對制動踏板感的影響。從圖3可以看出，輸入力（輸入力與杠桿之比為踏板力）與真空助力器及制動主缸總成助力特性相關，而輪邊最大抱死液壓決定真空助力器及制動主缸總成拐點液壓的選擇，即影響真空助力器及制動主缸總成的選型，進而影響踏板力。
展開 電動汽車真空助力制動系統仿真研究
2
制動系統建模
2.1 建模思路
在汽車制動系統中，真空助力器通過三通管與真空助力泵和真空罐相連，為整個制動系統提供負壓源。真空泵和真空管的大小直接影響制動系統的制動性能。
淺談汽車盤式制動系統噪聲
一 概述
汽車制動系統是汽車底盤系統中關鍵機構，其作用是使汽車以適當的減速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當的穩定速度；使汽車可靠地停在原地或者坡道上。
現階段伴隨人們私家車輛的不斷增多，制動噪聲引起了人們的廣泛關注，同時人們對汽車品質要求日益提高，市場對制動噪聲也有了較高的關注度，優秀的噪聲表現可以改善客戶體驗，提高產品競爭力，形成產品核心優勢。所以對汽車制動系統噪聲研究有很大的必要性。
目前應用于汽車上的制動器主要有盤式制動器和鼓式制動器，相對于鼓式制動器來說盤式制動器具有水穩定性好、熱穩定性好、反應靈敏、散熱性能好、較大的制動力矩與尺寸比以及易于保養和修理的優點，因此盤式制動器應用更加廣泛，本文主要介紹盤式制動器噪聲。
二 盤式制動噪聲分類及其概述
制動噪聲主要根據頻率大小進行劃分，制動噪聲的分布頻率很廣，超過人類一般能接收到的赫茲（20Hz-20000Hz），甚至可以從幾十赫茲到幾十萬赫茲。
展開 
新能源汽車講解丨制動能量回收系統
新能源汽車講解丨制動能量回收系統
智能底盤技術(2) | 汽車制動系統的發展概述
實際上自20世紀30年代起，汽車行業開始對制動防抱死系統 (Anti-lock Brake System, ABS)進行了研究，但是受限于當時的技術水平，一直沒有可以量產的方案。直到70年代后期，數字電子計算機技術的發展和液壓控制技術的進步給ABS系統帶來了革命性的影響。德國博世公司推出基于液壓控制的ABS，控制效果相當理想，博世也與1978年正式量產。在這以后，Bosch、ITT Automotive、Kelesy-Hayes、Wabco等許多公司不斷加強對ABS的研究，各種新型的ABS層出不窮，性能不斷優化而價格逐漸降低，使越來越多的轎車將ABS作為標準配置
。
ABS的優越性表現在如下的幾個方面：
能有效地利用輪胎與路面間的附著能力，縮短制動距離，尤其是在冰雪路面上可縮短10%-15%；
制動過程中，車輪仍然可以滾動，保持了前輪的可操縱性，防止后輪的側滑，維持了行車方向的穩定性；
由于制動防抱，車輪不會抱死拖滑，減少了輪胎的磨損，可以提高輪胎的使用壽命，減少空氣中的污染
不過ABS也有局限性。首當其沖的便是ABS激活的前提是駕駛員踩制動引起車輪有抱死傾向，這意味著ABS在驅動工況下（如冰面加速起步打滑）的穩定性控制就束手無策了。為解決這驅動工況的穩定性問題，1986年，博世公司推出了牽引力控制系統TCS，并將制動防抱死系統和牽引力控制系統集成到一起并應用于梅塞德斯S級轎車上，這標志著ABS/TCS集成時代的來臨。
展開 五萬字讀懂汽車線控制動系統
一 、概述
簡單介紹一下線控制動是怎么回事，分析線控制動技術類型、結構和優缺點及研究現狀，闡述其功能特點和工作原理。在剖析電子液壓制動系統組成架構的基礎上歸納出電子液壓制動系統的液壓力控制架構，以控制變量和控制算法為突破口，從主缸液壓力控制和輪缸液壓力控制這兩個層面分別對國內外的研究進展進行綜述，對能夠應用于電子液壓制動系統上的電磁閥特性進行分析，對其控制方式進行研究，提出對于電子液壓制動系統液壓力控制的發展展望；根據電動智能汽車對制動系統提出的新要求，設計了一款新型混合線控制動系統HBBW。基于HBBW開發了前后輪制動力精確跟隨控制算法，并進行了HiL試驗驗證。前輪EHB和后輪EMB系統均能達到設計的響應要求，較好跟隨目標壓力；通過整車制動力分配算法，能實現對前后車輪制動力的精確調節，滿足整車制動力分配的需求；對一種線控制動系統踏板感覺模擬器進行計算分析和試驗驗證，確定了模擬器常閉電磁閥過流孔徑是影響踏板行程特性曲線偏離的主要因素. 重新設計了一種液控開閉閥，該閥由原踏板模擬器常閉電磁閥控制，所設計的液控開閉閥可提高踏板模擬器回路的通流能力. 利用 AMEsim 仿真模型完成參數選型并進行了裝車試驗，仿真及試驗結果均表明該方案可獲得良好的踏板感曲線精度，同時具備開發方便、降低電磁閥負荷的特點；汽車安全技術的研究與開發是當今世界汽車技術的重要發展方向，汽車制動系統對車輛的安全行駛起著至關重要的作用。采用線控技術構建有關汽車安全性能的電子控制系統，可極大地提高駕駛的安全性、可靠性和穩定性。線控制動給汽車結構和制動性能帶來根本性變革，相對傳統制動系統具有無法比擬的優點,其研究與應用對汽車安全性、可操縱性、舒適性以及節能環保都將起到重要的作用。然后簡述了在當前新形勢下線控制動系統面臨的主要需求和未來發展趨勢。
展開 經緯恒潤線控制動系統，新能源智能汽車的未來標配
隨著汽車電動化、智能化的發展，制動系統迎來新一輪變革。在新能源車型尤其是新能源智能汽車中，智能底盤系統在底盤融合控制、整車安全方面重要性越來越高，線控制動屬于智能底盤的重要部分，憑借著快速響應和精確執行的優勢，正成為推動汽車電動化、智能化升級的關鍵因素。據華經產業研究院預測，2026年全球線控制動滲透率將達到30%，整體市場規模高達574.7億元人民幣，這意味著線控制動將正式進入主流市場，成為中高端車型的標配。
經緯恒潤緊跟行業發展趨勢，潛心研發，已成功推出兩代線控制動系統產品(EWBS)。
· 性能優
線控制動系統具有基礎的剎車助力功能，并且踏板感可調節，性能優于真空助力器。
· 主動制動
能夠主動響應 ADAS或者智能駕駛控制器的主動制動請求，響應速度快，滿足 AEB 對響應時間的要求。
· 冗余備份
線控制動系統EWBS與電子穩定系統ESP、電子駐車系統EPB共同構成了智能駕駛在制動域的冗余備份。
· 解耦調制
EWBS 和 ESP 聯合或者解耦工作，能夠較大限度實現能量回收，延長電動車的行駛里程。
· 安全等級ASIL D
經緯恒潤線控制動系統產品，功能安全保持在最高的汽車安全等級ASIL D級。
自2021年量產以來，經緯恒潤線控制動產品已服務國內眾多主流主機廠，獲得客戶們的廣泛好評。目前，第二代EWBS在一代的基礎上增加了冗余EPB，與ESC配合能夠很好地支撐新能源汽車冗余EPB的法規要求，給整車廠提供功能更豐富、成本更有優勢的選擇，進一步助力電動汽車的發展。
展開 