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有关制动的汽车主动安全技术
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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、TCS及ESP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，电子制动力分配系统（EBD）.通过对这些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。
关键词; 汽车 制动 ABS EBD ESP
前言： 交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万，因此汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也相应加快，加之汽车数量增加以及交通运输日益繁忙，汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，汽车的行车安全更显得非常重要。而传统的被动安全已经远远不能避免交通的事故发生，因此主动安全的概念慢慢的形成并不断的完善。
论述部分：
1.ABS防抱死刹车系统
ABS的工作原理
ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和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、电动泵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
　　在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸，此时，右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它未趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大；如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除，随着右前制动轮缸制动压力的减小，右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速；当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电，使进液电磁阀转入开启状态，使出液电磁阀转入关闭状态，同时也使电动泵通电运转，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。
　　ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同，但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节，来防止被控制车轮发生制动
ABS的功用
制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。 ABS的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。
2.EBD电子制动力分配系统
EBD的工作原理
它的工作原理就是车制动的瞬间，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，并在运动中不保持调整，使制动力与摩擦力相匹配，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动率(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巳经平衡了每一个轮的有效地面抓地力,防止出现后轮先抱死的情况，改善制动力的平衡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。
功能
　EBD是EBS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轮的转速。如果后轮滑移率增大，则调节制动压力，使后轮制动压力降低。电子制动力分配（EBD）功能保证了较高的侧向力和合理的制动力分配，
　　EBD使用特殊的ECU（中央处理器）功能来分配前轴和后轴之间的制动力。当汽车制动时，中央处理器根据接收到的轮速信号、载荷信号、踏板行程信号以及发动机等有关信号，经处理后向电磁阀和轴荷调节器发出控制指令，使各轴的制动力得到合理分配。EBD在汽车制动时即开始控制制动力，而ABS则是在车轮有抱死倾向时开始工作。EBD的优点在于在不同的路面上都可以获得最佳制动效果，缩短制动距离，提高制动灵敏度和协调性，改善制动的舒适性。
3.TCS牵引力控制系统
牵引力控制系统的作用是，在汽车加速时自动地控制驱动力，以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内，从而保持汽车行驶的稳定性。这和防抱死制动系统的作用大同小异，防抱死制动系统的作用是防止轮胎抱死，提高汽车制动时的行驶稳定性。牵引力控制系统的控制装置是一台计算机。利用计算机检测4个车轮的速度和转向盘转向角，当汽车加速时，如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大，计算机立即判断驱动力过大，发出指令信号减少发动机的供油量，降低驱动力，从而减小驱动轮轮胎的滑转率。计算机通过转向盘转角传感器掌握司机的转向意图，然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差；从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足(或过度转向)，计算机立即判断驱动轮的驱动力过大，发出指令降低驱动力，以便实现司机的转向意图
汽车停止时，4个车轮的速度都是零。在汽车起步时，也即从零车速加速时，牵引力控制系统检测驱动轮的滑转率，如果检测到较大的滑转率时，发出指令降低发动机的功率，减小轮胎的滑转率，在汽车起步时，完全不让轮胎打滑是不行的，但轮胎的滑转率过大，将加速轮胎的磨损，降低轮胎和地面的摩擦力，对起步加速没有一点好处。
TCS控制系统，会检测车辆的速度、四个车轮的转速、油门踏板的踩踏角度、节气门的打开角度等等相关信号。如果系统发现车速没有提升，而某一个驱动轮的转速过快（空转打滑），那么TCS控制系统就会降低节气门的开度，从而降低发动机的输出功率，进而实现降低驱动轮车速，增加驱动扭矩的作用，这样就可以实现湿滑路面正常起步的效果了。
4.ESP电子稳定程序系统
ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态，并自动向一个或多个车轮施加制动力，以保持车子在正常的车道上运行，甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。目前ESP有3种类型：能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统；能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统；能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。
　ESP可以实时监控汽车行驶状态，必要时可自动向一个或多个车轮施加制动力，以保持车子在正常的车道上运行，甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动，而且它还可以主动调控发动机的转速并可调整每个轮子的驱动力和制动力，以修正汽车的过度转向和转向不足。ESP还有一个实时警示功能，当驾驶者操作不当和路面异常时，它会用警告灯警示驾驶者。

结论： 现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。 汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。 但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术。
参考文献：　
（１）．李建秋、赵六奇、韩晓东．汽车电子学教程．北京：清华大学出版社，２００６．　
（２）．齐晓杰．防抱死制动和牵引力控制系统．北京：化学工业出版社，２００５．　
（３）．[全新正版]现代汽车安全技术 出版时间：2012-06 作 者：魏帮顶。