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制動(dòng)安全系統作為車(chē)輛安全系統的重要組成部分，其新技術(shù)發(fā)展較為迅速，尤其是制動(dòng)系統在電子化技術(shù)方面取得了很大的進(jìn)展和成就。20世紀80年代末，拓展了ABS的現有功能，開(kāi)發(fā)出了驅動(dòng)防滑系統（ASR），通過(guò)對制動(dòng)過(guò)程的調節來(lái)改善牽引力。由于全球運輸業(yè)競爭的加劇和對于制動(dòng)系統要求的提高，又推出了基于A(yíng)BS的拓展功能如電子制動(dòng)力分配鄺艮制系統（EBD/EBL）、輪胎氣壓監測系統（TPM）、防側翻穩定性控制（RSC）和電子穩定性控制（ESC）等。 基于A(yíng)BS的拓展技術(shù) 1.驅動(dòng)防滑系統/牽引力控制系統（ASR/TCS） ASR（Anti-SlipRegulation）/TCS（TractionControlSystem）驅動(dòng)防滑系統也叫牽引力控制系統，其主要優(yōu)點(diǎn)是維持了車(chē)輛的驅動(dòng)力和轉向力；當車(chē)輛在濕滑的路面起步、加速和轉向時(shí)保證了駕駛的穩定性；可以通過(guò)警告燈提醒駕駛員路面的濕滑（ASR起作用時(shí)燈亮）；將輪胎因打滑的磨損減少到最小程度；進(jìn)一步減少了事故的可能性。 ASR電控單元通過(guò)兩種調節功能組合進(jìn)行工作，即一方面進(jìn)行制動(dòng)調節，另一方面通過(guò)發(fā)動(dòng)機扭矩調節來(lái)改善牽引性能。當有一個(gè)驅動(dòng)輪發(fā)生滑轉，可通過(guò)對其與非驅動(dòng)輪的轉速對比加以識別。ASR制動(dòng)控制部分對該滑轉車(chē)輪施加制動(dòng)壓力。二個(gè)車(chē)輪均發(fā)生滑轉，則ASR的發(fā)動(dòng)機控制部分介入工作，降低發(fā)動(dòng)機扭矩。ASR通過(guò)自動(dòng)施加制動(dòng)和自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機扭矩來(lái)改善車(chē)輛起步和加速行駛工況，提高車(chē)輛牽引力。 2.越野路面功能 越野路面（OFFROAD）模式可以允許在特殊路面上更大的制動(dòng)滑移率（瞬時(shí)抱死）。越野路面ABS在車(chē)輛速度小于15km/h時(shí)使ABS控制失去作用，并且允許更大的制動(dòng)滑移率直到40km/h。 在故障導致ABS燈常亮的情況之外，選擇的越野路面模式由ABS燈慢閃提示給駕駛員。ECER13系列7要求：當點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)，ABSOFFROAD功能可以自動(dòng)重設。目前越野路面功能的輸入通常用一按健式開(kāi)關(guān)實(shí)現。車(chē)輛制造商應該在使用說(shuō)明書(shū)中說(shuō)明在正常路面下不允許使用越野路面功能，因為在這種條件下車(chē)輛可能不能滿(mǎn)足ECERl3一類(lèi)ABS的要求。 3.改善牽引力模式 在深雪條件或類(lèi)似條件下，牽引力可以通過(guò)激發(fā)一特殊模塊得到增加，電控單元將根據不同的臨界值，通過(guò)發(fā)動(dòng)機控制和差速制動(dòng)分配來(lái)允許更高的滑移率。 改善牽引力模式通過(guò)ASR燈的慢閃來(lái)確認，并以此通知駕駛員車(chē)輛穩定性可能降低。 4.輪胎氣壓監測系統（TPMS） 輪胎氣壓監測系統（TPMS：TirePressureMonitoringSystems）可以認為是一種簡(jiǎn)單的智能輪胎技術(shù)，主要用于對汽車(chē)行駛時(shí)實(shí)時(shí)對輪胎氣壓進(jìn)行自動(dòng)監測，對輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報警，以保障行車(chē)安全。 目前，TPMS主要有兩種類(lèi)型，一種是Wheel-SpeedBasedTPMS（間接式TPMS）。另一種是Pressure-SensorBasedTPMS（直接式TPMS）。 間接式TPMS是借用ABS中的輪速傳感器測量4個(gè)車(chē)輪的轉速。當某只輪胎的氣壓下降時(shí)，輪胎滾動(dòng)半徑減小，車(chē)輪轉速相應增大，系統主要通過(guò)比較兩條對角線(xiàn)上車(chē)輪轉速的總和判斷壓力是否下降。間接式TPMS主要缺點(diǎn)是無(wú)法對兩個(gè)以上輪胎同時(shí)缺氣的狀況和速度超過(guò)100km/h的情況進(jìn)行判斷。 直接式TPMS技術(shù)又分為主動(dòng)式（Active）和被動(dòng)式（Passive）兩種。主動(dòng)式TPMS利用安裝在每一個(gè)輪胎上的以鋰離子蓄電池為電源的壓力傳感器來(lái)直接測量輪胎的氣壓，并通過(guò)射頻RF（RadioFrequency）信號發(fā)射到中央接收單元進(jìn)行數據處理，再通過(guò)監視器隨時(shí)顯示各輪胎氣壓，當輪胎氣壓太低或有滲漏時(shí)，系統就會(huì )自動(dòng)報警。被動(dòng)式TPMS，也叫無(wú)蓄電池TPMS，用一個(gè)中央收發(fā)器（CentralTransceiver）代替了一般直接式TPMS中的中央接收器。這個(gè)收發(fā)器不但要接收信號而且要發(fā)射信號，安裝在輪胎中的轉發(fā)器（Transponder）（代替了發(fā)射器）接收來(lái)自中央收發(fā)器的信號，同時(shí)使用這個(gè)信號的能量來(lái)發(fā)射一個(gè)反饋信號到中央收發(fā)器上進(jìn)行數據處理，處理結果顯示在監視器上。雖然此技術(shù)不用蓄電池供電，但是它需要將轉發(fā)器整合至輪胎中，這牽涉到各輪胎制造商需建立共同的標準才有可能。因此，無(wú)蓄電池TPMS短期內還難以廣泛使用。 5.制動(dòng)性能監控系統（BPM） 基于A(yíng)BS輪速監控的原理開(kāi)發(fā)出了車(chē)輛制動(dòng)性能監控系統（BPM：BrakingPerformanceMonitoring），其主要功能為制動(dòng)期間主動(dòng)監控不同車(chē)輪的制動(dòng)性能，一旦有車(chē)輪制動(dòng)性能異常，該系統會(huì )發(fā)出警告信息。 在制動(dòng)效能不良的情況下，大約3km以后發(fā)出警告信息；在制動(dòng)能力完全失去的情況下，系統 將快速報警；信號通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸，另外信號也可以作為ABS當前故障在CAN網(wǎng)絡(luò )終端顯示。 工作原理與TPMS類(lèi)似，根據輪胎轉動(dòng)圈數及ABS齒圈齒數，ABS傳感器產(chǎn)生相應的信號脈沖，電控單元累計每個(gè)車(chē)輪的信號脈沖數量，同時(shí)計算對角線(xiàn)間車(chē)輪的脈沖數量總和的差別（在制動(dòng)工況下，大約1km的范圍內累計一次）。并且考慮轉向、對稱(chēng)載荷及滑移變化等的影響，對計算結果有一定的補償。如果差別超出了預先設定的限值一次或多次，電控單元通過(guò)顯示終端通知駕駛員制動(dòng)能力降低。 系統在以下情況停止計數：滑移不穩定、ABS/ASR開(kāi)始工作、高的減速度、急轉彎、橫向加速度達到某一特定的值、發(fā)動(dòng)機輸出扭矩快速變化以及其他不穩定工況。 6.電子制動(dòng)力分配/限制系統（EBD/EBL） 電子制動(dòng)力分配系統（ElectronicBrakeforceDistribution，簡(jiǎn)稱(chēng)EBD）是在汽車(chē)防抱制動(dòng)系統的基礎上拓展的制動(dòng)力調節功能，此功能與傳統的感載閥裝置相似，并且優(yōu)化了車(chē)輛的制動(dòng)性能。 EBL的工作原理：威伯科公司目前在A(yíng)BS基礎上集成的電子制動(dòng)力限制 EBL（ElectronicBrakeforceLimitation）功能與EBD功能相似，傳統的EBD功能只有在車(chē)輛減速度大于0.25g時(shí)才開(kāi)始工作，而EBL功能安裝有壓力傳感器，車(chē)輛在制動(dòng)過(guò)程中ABS能監測出后橋的制動(dòng)壓力，能使EBL功能在更低的車(chē)輛減速度下實(shí)現壓力的調整，最低允許車(chē)輛的制動(dòng)減速度在0.1g時(shí)工作，這樣幾乎在所有的制動(dòng)過(guò)程中，EBL都可以作用，因此EBL功能是更加優(yōu)化的一種功能。 7.防側翻穩定性控制（RSC） 防側翻穩定性控制（RollStabilityControl，簡(jiǎn)稱(chēng)RSC），相對于ESC/ESP而言，它主要應用于高附著(zhù)系數路面，相對成本較低，而且也較容易實(shí)現。 在RSC系統的電控單元中集成了一個(gè)橫向加速度傳感器，這個(gè)傳感器實(shí)時(shí)測量車(chē)輛相應的橫向加速度，并計算臨界加速度限制，當橫向加速度接近這一臨界點(diǎn)時(shí)，系統就會(huì )激活原有的ASR電磁閥和驅動(dòng)橋的ABS電磁閥，從而對驅動(dòng)橋進(jìn)行制動(dòng)，以使車(chē)輛減速，同時(shí)對于帶掛車(chē)的牽引車(chē)，系統將激活額外的一個(gè)電磁閥，對掛車(chē)控制閥輸出制動(dòng)信號，從而對掛車(chē)進(jìn)行制動(dòng)。 在RSC工作的過(guò)程中，系統對相應的車(chē)輪進(jìn)行制動(dòng)，進(jìn)而控制車(chē)輛的行駛穩定性，同時(shí)，RSC系統還會(huì )通過(guò)SAEJ1939CAN總線(xiàn)控制發(fā)動(dòng)機和緩速器的輸出扭矩，從而有效的避免翻車(chē)事故的發(fā)生。 8.電子穩定性控制（ESC/ESP） 電子穩定控制系統（Electronicstabilitycontrol，簡(jiǎn)稱(chēng)ESC或者 Electronicstabilityprogram,簡(jiǎn)稱(chēng)ESP）是一種全功能的電子穩定控制系統，不僅包含防側翻電子穩定系統，還具備了糾正車(chē)輛轉向的能力，覆蓋了低附著(zhù)系數路面的工作情況，是一個(gè)閉環(huán)控制系統，當車(chē)輛在轉向、制動(dòng)或打滑時(shí)，通過(guò)對制動(dòng)、動(dòng)力系統的干涉，穩定車(chē)輛的行駛，讓車(chē)輛更安全也更穩定。 ESC的工作過(guò)程見(jiàn)上圖，當車(chē)輛在低附著(zhù)系數路面上避讓障礙物時(shí)，不帶穩定性控制系統轉向輪角度調整非常大，但仍然無(wú)法避免車(chē)輛滑出車(chē)道，而且整個(gè)過(guò)程中車(chē)輛也有折疊的危險。當穩定性控制系統激活時(shí)，轉向輪角度調整不大，和在正常道路上避讓障礙物的調整情況類(lèi)似。 整個(gè)過(guò)程中，首先當車(chē)輪轉向變道時(shí)，系統監測橫向加速度，對車(chē)輛所有車(chē)輪進(jìn)行制動(dòng)，以降低車(chē)輛橫向加速度，防止翻車(chē)，接著(zhù)當駕駛員向左轉向時(shí)，由于路面附著(zhù)系數低，車(chē)輛出現過(guò)度轉向，系統對左側轉向輪進(jìn)行制動(dòng)，以糾正車(chē)輛的過(guò)度轉向，幫助車(chē)輛進(jìn)入正確行駛車(chē)道，防止車(chē)輛滑出車(chē)道，出現危險。當車(chē)輛進(jìn)入車(chē)道后，由于路面附著(zhù)力不夠，而導致了車(chē)輛向左過(guò)度轉向，這時(shí)根據ESC電控單元中的橫向角速度傳感器和轉向管柱內的轉向角度傳感器測得的差異進(jìn)行計算，對車(chē)輛右側轉向輪進(jìn)行制動(dòng)，使車(chē)輛完成整個(gè)避讓過(guò)程，回復到直線(xiàn)行駛狀態(tài)。 從圖中所示的兩個(gè)相同的避讓過(guò)程中，顯而易見(jiàn)的，由于電子穩定控制系統的介入，在這種濕滑道路情況下，讓駕駛員對車(chē)輛的操縱變得更容易，也讓整個(gè)過(guò)程更安全。 ESC和RSC性能比較：ESC控制策略的適用范圍覆蓋了RSC的范圍，RSC系統適用于在高附著(zhù)系數路面對車(chē)輛的側翻控制，而ESC系統適用于在高、低附著(zhù)系數路面上對側翻控制、偏航控制和側向滑移的控制，從偏航控制和側翻控制兩個(gè)角度進(jìn)行對比，表2列出了它們的區別。 RSC/ESC是基于整車(chē)CAN線(xiàn)系統并通過(guò)其與各總成進(jìn)行數據交流，來(lái)實(shí)現對整車(chē)行駛的穩定控制。對于不同的車(chē)型都要進(jìn)行單獨的試驗匹配，以達到理想的穩定性能控制效果。該試驗耗時(shí)長(cháng)、費用高、需要有大批量的生產(chǎn)來(lái)支撐。 |
