制动力驱动力控制

电子机械制动EMB
• 完全取消传统液力/气动制动机 构，改用电机作为制动动力来 源 • 制动踏板仅作信号输入，取消 助力机构
牵引力控制系统工作原理
• TCS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，TCS将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。
• TCS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），TCS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 • 在汽车起步时，TCS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。完全不让轮胎打滑是不 行的，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；当轮胎的滑转率适中时，汽车才能获得最大的 驱动力
汽车稳定性控制系统的作用
• 当汽车在冰雪、湿滑等低附着系数路面行驶时，驱动轮极易发生过 度滑转，导致轮胎与路面间附着条件变差，进而影响车辆的起步、 加速与爬坡性能及主动安全性；当汽车紧急制动时，即使是在柏油、 混凝土等附着系数较高的路面上，车轮也极易发生抱死，导致制动 距离变长，操纵稳定性变差，加剧轮胎磨损；采用汽车稳定性控制 系统可大幅度降低高速时车辆激转现象，改善转向的主动安全性
ABS+ASR+YSC
ABS+ASR ABS
04年欧洲新车汽车稳定性控 制系统装车率为36%，在德 国为64%；在美国根据 NHSTA的要求轻型汽车强 制装备汽车稳定性控制系统； 在我国汽车稳定性控制系统 普及率不足15%，与国外差 距非常明显
汽车稳定性控制系统组成
防抱死制动系统
• ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制动系统，通过安装在车 轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该 车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的 油压，不断的这样循环（每秒5~10次），始终使车轮处于转动状态 而又有最大的制动力矩。
电子制动系统发展轨迹
2004 1982 1979
• GoodYear提 出全电制动
• 全电制动在 A-10上实验 成功
• Boeing宣布 B787将采用 全电制动
电子制动系统分类
电子液压制动EHB
• 在传统液压制动基础上发展而 来，以电子元件代替部分机械 组件 • 制动系统液压建立不再依靠踏 板力完成
• Benz公司研究表明，采用汽车稳定性控制系统后，00/01年度Benz 乘用车事故率较99/00年度下降15%；美国高速公路安全管理署的数 据表明汽车稳定性控制系统减少了34%乘用车单车事故及59%SUV 单车事故
汽车稳定性控制系统发展历程
ABS通过控制制动力防止车轮抱死；同样， 通过对滑转率的限制也可以改善汽车驱动 时的稳定性，即ASR/TCS；但ABS/ASR 对汽车在极限转向、制动转向、驱动转向 或受到外界干扰失稳时的作用不明显，于 是YSC被提出，其采用车辆实际运动状态 与理想状态的误差反馈来决策汽车横摆力 矩，然后通过差动制动或引擎制动来实现 对汽车横摆运动的调节，提高车辆稳定性
电子制动力分配系统
• 英文全称Electric Brakeforce Distribution，德文缩写EBV，所以很多欧洲车用 EBV表示，比如奥迪A6、宝来、高尔夫等。在EBD发明初期，由于其成本高昂， 只配备在较高档的汽车中，随着汽车技术的飞速发展，如今EBD已在绝大部分的高 端乘用车上得到了使用
• 在遇到紧急情况时，制动踏板被一踩到底，此时ABS系统激活，制动 踏板会有一些抖动，有时还会有一些声音，表明ABS系统开始起作用
ABS的作用
• 完全抱死的车轮会使轮胎与地面的摩擦力下降
• 前轮抱死，无法转向；后轮被抱死，出现侧滑 • 采用ABS技术可以：缩短制动距离，防止汽车侧滑，保持制动时方向 稳定性，减少轮胎磨损
• EBD是ABS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 • EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力 分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性
• 在ABS启动之前，EBD已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，防止出现甩尾和侧移，并缩 短汽车制动距离
电子制动力分配系统工作原理
• 汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。EBD在汽车制 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，并在运动中不断保持调整，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 胎的滑转率,如发觉前后车轮有差异，它就会调整制动液压，使前后 轮的制动力接近理想分布
牵引力控制系统
• Traction Control System（TCS）是根据驱动轮Biblioteka Baidu转数及传动轮的 转数来判定驱动轮是否发生打滑现象，进而抑制驱动轮转速的一种 防滑控制系统。
• 汽车在起步或急加速时，驱动轮有可能打滑，在冰雪等光滑路面上 还会使方向失控而出危险。TCS检测到从动轮速度低于驱动轮时会发 出一个信号，调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡或制 动车轮，抑制车轮滑转
电子制动系统
• 传统汽车制动系统管路长，阀类元件多，对于长轴距或多轴汽车， 气体传输线路长，速度慢，有严重的制动滞后，制动距离增加，安 全性降低，且成本较高
• 将传统管路与阀门用电路代替，以电子元件控制制动力大小及分配 策略，即为电子制动系统EBS • 电子制动系统与其他制动系统技术紧密结合，且易于与其他电控系 统协同工作，为汽车电子化提供了良好条件
横摆稳定性控制
• ABS/EBD/TCS对汽车操稳性的改善仅限于非极限工况，在极限工况 下侧向外力已经超出车轮附着极限，此时ABS/TCS已经无能为力。
• YSC实时监控汽车转向特性改善其极限转向性能，通过对作用在车轮 上的制动力或牵引力在前后轮上进行有效分配，从而产生作用在正 车上的横摆控制力矩，有效保持极限工况下的车身稳定
制动/驱动力主动控制系统
• 主动转向技术通过对前后车轮转向角的控制改变轮胎侧向力
• 电控悬架系统控制轮胎垂直载荷 • 制动/驱动力主动控制系统对轮胎纵向力进行控制
• 主要包括汽车稳定性控制系统和汽车电子制动系统
汽车稳定性控制系统概述
• 汽车稳定性控制系统是在制动防抱死系统（ABS）和驱动防滑系统 （ASR）基础上发展起来的一种新型主动安全系统，整合了较多控制 系统，包括制动防抱死ABS、电子制动力分配EBD、电控辅助制动 EBA、牵引力控制TCS以及横摆稳定控制YSC • 不同厂商对此系统命名不同，Bosch公司早期称其为VDC，现将其称 为ESP，BMW称之为DSC，Toyota称为VSC/VSA/ESC，Prosche称 之PSM，Volvo叫做DSTC，但其在设计目标及控制策略上大体相同