机动车项目安全性能毕业毕业论文.docx

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机动车项目安全性能毕业毕业论文

毕业设计（论文）中文摘要

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、ESP及ASR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，如电子差速锁（EDS）、电子制动力分配系统（EBD）、辅助制动系统（BAS）、紧急制动辅助装置（EBA）、转弯制动控制（CBC）和全电路制动（BBW）等等。

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的。

关键词：

汽车制动安全技术ABS电子技术

毕业设计（论文）外文摘要

Title：

Automotivebrakesystemsof

modernsafetytechnology

Abstract：

Alongwithelectronicandtheinformationtechnologydevelopment,theautomobileperformanceinthetraditionaltravel,changed,foundationsandsooninbrakingqualityhadtheverybigenhancement.Thepeoplealsochangetheinitiativesecurityregardingtheautomobilesecurerequestfromthepassivesecurity.

Thisarticleoninthisstartingpoint,emphaticallyintroducedseveralkindofdevelopmentquitematuremodernautomobilebrakingsystem,likeABS,ESPandASRandsoon.Throughtothesethreekindofbrakingsystemfunctionstructure,theprincipleofworkandtheworkprocessintroduction,letseverybodyevenmoreunderstandthemodernautomobilebrakingsystemthesecurity.Moreoverthisarticlealsointroducedinseveralkindofbrakingsystemsamoreadvancednewtechnology,likeelectronicdifferentiallock（EDS）,electronicbrakingforcedistributionsystem（EBD）,assistancebrakingsystem（BAS）,emergencybrakeauxiliaryunit（EBA）,curvebrakecontrol（CBC）andtheentireelectriccircuitapplythebrake（BBW）andsoon.Throughtothesenewtechnicalfunctionsandtheprinciplesimpleintroductions,leteverybodyhavesomepreliminaryunderstanding.Althoughdevelopsnotthatmaturely,orsaidiswidespread,butitsprospectisverybright.

Keywords：

AutomobilebrakeSafetyworkABSElectronictechnology

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1绪论

现代汽车技术的进展的要紧方向是安全、环保和节能，世界各国都在围绕这三个方面开展大量研究开发工作。

其中对人类生命财产有直接关系的是汽车安全。

汽车安全性包括主动安全性和被动安全性两大类，主动安全性是指幸免交通事故发生之前的主动安全技术包括制动、转向、悬架、车距雷达报警系统，即自适应巡航操纵系统等。

汽车制动系统是汽车主动安全性的重要组成部份。

汽车制动系统从20世纪初代时外鼓轮制动器、鼓式制动器、盘式制动器、液压制动器进展到电子操纵制动系统。

1914年液压系统应用在制动系统中；1951年盘式制动器诞生；1952年带真空助力器的制动主缸研发成功；20世纪70年代由于电子操纵技术在汽车上的应用，制动系统取得了飞跃的进展，ABS迅速应用于各类汽车上。

尔后电子操纵系统不断进展，汽车制动系统也步入了电子化时期。

汽车制动系统至今已有防抱死制动系统（ABS）、电子差速锁（EDS）、牵引力操纵系统（TCS、ASR）、电子制动力分派系统（EBD）、电控液压制动系统（EHB）、电子稳固程序操纵系统（ESP）、辅助制动系统（BAS）、机电一体化制动系统（EMB）、线操纵动系统（BBW）等。

良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。

其作用也是专门大的，第一它能提供平稳的停车功能，能使停车进程平顺柔和。

第二提供制动片的清干功能。

当车辆在湿滑路面上行驶时，系统会在固定距离时刻发出微弱的制动脉冲，用来清干制动片上的水膜，以保证靠得住的制动。

再者塞车辅助制动功能，在发生塞车的情形下，驾驶员只需操纵油门踏板。

一旦把脚从油门踏板上挪开，系统会自动施加必然的制动力以减速停车。

如此，驾驶员就不需要在油门踏板和制动踏板之间频繁的轮换。

而起步辅助功能，可避免汽车向后或向前溜动。

当车辆在斜坡上处于停止状态时，迅速、有效的踩一下制动踏板，然后踩油门踏板。

传统汽车制动方式是采纳在车轮上安装机械式摩擦制动器通过了一百连年的进展，汽车制动系统的形式已经大体固定下来，可是随着电子（专门是大规模、超大规模集成电路）的进展，汽车制动系统的形式也将发生转变。

本文就在此起点上，着重介绍了几种进展比较成熟的现代汽车制动系统，通过对其功用、工作原理及工作进程的介绍，让大伙儿加倍了解现代汽车制动系统的安全性。

以后又介绍了几种制动系中的新技术，尽管进展并无那么成熟，或说是普遍，可是其前景仍是很明朗的。

随着电子技术和电子行业的高速进展，我相信以后的汽车制动系统主动安全技术会愈来愈依托电子，如此制动的成效，制动靠得住性会愈来愈高。

以后的制动主动技术也会愈来愈成熟。

2防抱制动系统（ABS）

ABS防抱死制动系统概述

“ABS”中文译为“防抱死刹车系统”。

它是一种具有防滑、防锁死等优势的汽车安全操纵系统。

ABS是常规刹车装置基础上的改良型技术，可分机械式和电子式两种。

现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有一般制动系统的制动功能，又能避免车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳固性，避免产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动成效最佳的制动装置。

一般制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。

ABS与常规的液压制动系统相较有三个显著的优势：

（1）车辆操纵——装备有ABS的汽车驾驶员在紧急制动进程中，维持着专门大程度的操纵操纵。

在紧急制动进程中，用标准的液压制动器产生的打滑使驾驶员失去对车辆的操纵。

ABS恢复稳固性并使驾驶员恢复对车辆的操纵。

（2）减少浮滑现象——潮湿、滑腻道路和抱死车辆纵使形成被称为浮滑现象的状态，当车辆驾驶员行驶在具有一层水和油薄模的路面之上时，显现与浮滑现象相仿。

由于ABS减少了车轮抱死的机遇，因此，也减少了制动进程中显现浮滑现象的机遇。

（3）改善了轮胎的磨损——利用ABS避免车轮抱死，排除在紧急制动进程中轮胎平斑的可能性。

ABS进展历程

ABS系统的进展能够追溯到本世纪初期，早在1928年制动防抱死理论就被提出，在30年代机械式制动防抱死系统就开始在火车和飞机上取得应用，博世（BOSCH）公司在1936年第一个取得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱死系统的专利权。

进入50年代，汽车制动防抱死系统开始受到较为普遍的关注。

福特（FORD）公司曾于1954年将飞机的制动防抱死系统移置在林肯（LINCOIN）轿车上，凯尔塞·海伊斯（KELSEHAYES）公司在1957年对称为"AUTOMATIC"的制动防抱死系统进行了实验研究，研究结果表明制动防抱死系统确实能够在制动进程中避免汽车失去方向操纵，而且能够缩短制动距离；克莱斯勒（CHRYSLER）公司在这一时期也对称为"SKIDCONTROL"的制动防抱死系统进行了实验研究。

由于这一时期的各类制动防抱死系统采纳的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调剂装置，因此，获取的车轮转速信号不够精准，制动压力调剂的适时性和精准性也难于保证，操纵成效并非睬想。

随着电子技术的进展，电子操纵制动防抱死系统的进展成为可能。

在60年代后期和70年代初期，一些电子操纵的制动防抱死系统开始进入产品化时期。

凯尔塞·海伊斯公司在1968年研制生产了称为“SURETRACK”两轮制动防抱死系统，该系统由电子操纵装置依照电磁式转速传感器输入的后轮转速信号，对制动进程中后轮的运动状态进行判定，通过操纵由真空驱动的制动压力调剂装置对后制动轮缸的制动压力进行调剂，并在1969年被福特公司装备在雷鸟（THUNDERBIRD）和大陆·马克III（CONTINENTALMKIII）轿车上。

克莱斯勒公司与本迪克斯（BENDIX）公司合作研制的称为"SURE-TRACK"的能避免4个车轮被制动抱死的系统，在1971年开始装备帝国（IMPERIAL）轿车，其结构原理与凯尔塞·海伊斯的"SURE-TRACK"大体相同，二者不同的地方，只是在于两个仍是四个车轮有防抱制动。

博世公司和泰威士（TEVES）公司在这一时期也都研制了各自第一代电子操纵制动防抱系统，这两种制动防抱系统都是由电子操纵装置对设置在制动管路中的电磁阀进行操纵，直接对各制动轮以电子操纵压力进行调剂。

U

别克（BUICK）公司在1971年研制了由电子操纵装置自动中断发动机点火，以减小发动机输出转矩，避免驱动车轮发生滑转的驱动防抱死系统.

瓦布科（WABCO）公司与奔驰（BENZ）公司合作，在1975年第一次将制动防抱死系统装备在气压制动的载货汽车上。

这一时期的各类ABS系统都是采纳模拟式电子操纵装置，由于模拟式电子操纵装置存在着，反映速慢、操纵精度低、易受干扰等缺点，致使各类ABS系统均未达到预期的操纵成效，因此，这些防抱操纵系统专门快就再也不被采纳了。

进入70年代后期，数字式电子技术和大规模集成电路的迅速进展，为ABS系统向有效化进展奠定了技术基础。

博世公司在1978年第一推出了采纳数字式电子操纵装置的制动防抱死系统--博世ABS2，而且装置在奔驰轿车上，由此揭开了现代ABS系统进展的序幕。

尽管博世ABS2的电子操纵装置仍然是由分离元件组成的操纵装置，但由于数字式电子操纵装置与模拟式电子操纵装置相较，其反映速度、操纵精度和靠得住性都显著提高，因此，博世ABS2的操纵成效己相当理想。

从此以后，欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司接踵研制了形式多详的ABS系统。

ABS系统的工作原理

操纵装置和ABS警示灯等组成，在不同的ABS系统中，制动压力调剂装置的结构形式和工作原理往往不同，电子操纵装置的内部结构和操纵逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调剂装置、电子不尽相同。

在常见的ABS系统中，每一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操纵装置。

电子操纵装置依照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，并形成相应的操纵指令。

制动压力调剂装置要紧由调压电磁阀组成，电动泵组成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。

制动压力调剂装置受电子操纵装置的操纵，对各制动轮缸的制动压力进行调剂。

ABS的工作进程能够分为常规制动，制动压力维持，制动压力减小和制动压力增大等时期。

在常规制动时期，ABS并非介入制动压力操纵，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锁状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而转变，现在的制动进程与常规制动系统的制动进程完全相同。

（一）减压进程

当电磁阀通入较大的电流时，柱塞移至上端，主缸和轮缸的通路被截断，轮缸和液压油箱接通，轮缸的制动液流入液压油箱，制动压力降低。

与此同时，驱动电动机启动，带动液压泵工作，把流回液压油箱的制动液加压后输送到主缸，为下一个制动周期作好预备，见图2-1。

图2-1ABS工作（减压进程）

这种液压泵叫再循环泵。

它的作用把减压进程中的轮缸流回的制动液送回高压端，如此能够避免ABS工作时制动踏板行程发生转变。

因此，在ABS工作进程中液压泵必需常开。

（二）保压进程

给电磁阀通入较小的电流时，柱塞移至图2-2所示的位置，所有的通道都被截断，因此，能维持制动压力。

图2-2ABS工作（保压进程）

（三）增压进程

电磁阀断电后，柱塞又回到图2-3所示的初始位置。

主缸和轮缸再次相通，主缸端的高压制动液（包括液压泵输出的制动液）再次进入轮缸，增加了制动压力，见图2-3。

增压和减压速度能够直接通过电磁阀的进出油口来操纵。

图2-3ABS工作（增压进程）

在制动进程中，电子操纵装置依照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剂进程。

例如，电子操纵装置判定右前轮趋于抱死时，电子操纵装置就使操纵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再也不进入右前制动轮缸，现在，右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也可不能流出，右前制动轮缸的刮动压力就维持必然，而其它末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；若是在右前制动轮缸的制动压力维持一按时，电子操纵装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子操纵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份制动波就会通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排除，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慢慢加速；当电子操纵装置依照车轮转速传感器输入的信号判右前轮的抱死趋势已经完全排除时，电子操纵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周而复始而将趋于防抱车轮的滑动率操纵，在峰值附着系数滑动率的周围范围内，直至汽车速度减小至很低或制动主缸的常出压力再也不使车轮趋于抱死时为止。

制动压力调剂循环的频率可达3~20HZ。

在该ABS中对应于每一个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子操纵装置别离进行操纵，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调剂，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

尽管各类ABS的结构形式和工作进程并非完全相同，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剂，来避免被操纵车轮发生制动抱死。

ABS系统的作用

评判车辆制动性能的要紧指标是制动距离和制动减速度。

以提高汽车行驶安全性能而开发的。

ABS系统有以下四种作用：

（1）缩短制动距离：

汽车在紧急制动时，ABS系统能够将滑移率操纵在没有装备ABS系统的车辆的20~25左右，也确实是说，它能够取得最大的纵向制动力的成效。

（2）增强制动时的操纵稳固性：

汽车制动时，四个轮子上的制动力是不同的。

若是前轮抱死，驾驶员就无法操纵汽车的方向；倘使后轮先抱死，则会显现侧滑、甩尾，乃至是整个汽车掉头等严峻事故。

ABS系统能够避免制动时四个轮子被完全抱死，有效提高了汽车行驶的稳固性。

资料表明，装有ABS系统的车辆，能够使由于车轮侧滑引发的事故比例大幅度下降。

（3）改善了轮胎的磨损状况：

车轮抱死会造成轮胎杯形磨损，轮胎面磨耗不均匀，致使轮胎磨损花费增加。

经测定，汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过了一套防抱死系统的造价。

因此，立足久远，装用ABS系统具有必然的经济效益。

（4）减轻司机的心理疲劳：

ABS系统的利用与一般制动系统几乎没有区别。

制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会依照情形自动进入工作状态。

ABS系统在任何路面上应急制动只要求一种制定的制动操纵，而不需要顾虑车轮抱死问题。

这就能够够在心理上减轻司机的疲劳，进而保证驾车的安全靠得住性。

3电子稳固程序操纵系统（ESP）

研究表明，25%造成严峻损害的交通事故和60%引发死亡的交通事故都是因为车辆侧滑所致。

而电子稳固程序ESP能够避免很多这种由于侧滑所致使的交通事故。

中国每一年死于交通事故的人数达到10万人之多，居世界第一。

ESP可大大降低交通事故并提高道路安全。

许多研究和分析都证明了ESP在增强道路安全方面的成效。

最近几年来世界范围内新车的ESP装配率，显示了其正在被愈来愈多的人所认可。

2006年欧洲的ESP装配率达到42%。

在美国的装配率也提升得超级快，几乎翻倍抵达21%。

到目前为止，欧洲是ESP最大的市场，而且将继续维持几年。

ESP将成为所有车辆的标准配置，它是继安全带以后最具拯救生命潜力的科技。

ESP的作用

ESP最要紧的作用是在紧急情形下，与ABS和ASR一起工作，帮忙驾驶员维持对车辆的操纵，在车辆和地面间还有附着力的前提下，通过对驾驶员的动作和路面等实际情形的判定，对车辆的行驶状态进行及时干与，从而幸免重大意外事故。

装了ESP的汽车，再也不盲目服从司机，它能纠正司机的过度转向和不足转向。

ABS和ASR只能被动地作出反映，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。

ESP的具体作用归纳为3点。

（1）操纵驱动力，避免车轮打滑

ESP能够幸免车辆的起步打滑，系统对制动、发动机治理和变速换挡操纵及时干与，让汽车在启动时维持适合的扭矩，而整个进程ESP利用微处置器分析来自传感器的信号并输出相应的操纵指令。

（2）操纵转向过度或不足

在转向进程中，若是驾驶员对车辆的操作过于猛烈，会使车辆不能依照自己的轨迹行驶，后驱汽车常显现转向过度情形，现在后轮失控而甩尾。

当ESP感知到这种情形将要显现之前，便会对外侧前轮制动，让前轮取得一个反向转矩来稳固车身；在转向不足时，为了校正循迹方向，ESP则对内侧后轮制动，形成一个增强汽车转向的转矩，从而校正汽车的行驶方向。

（3）操纵方向，减少对开路面制动距离

对开路面，指的是汽车的左右轮别离位于不同附着系数的路面上，例如，一半是干燥路面，而另一半是积水乃至是积雪路面。

在这种路面上刹车时，制动系统在对附着力较低的路面上的车轮施加制动力时，为了避免车轮的抱死滑动，制动系统不能够对车轮施加与干燥路面上的车轮一样大的制动力。

缘故是若是没有反方向操纵车身，不对称的制动力会使车辆受到一个水平方向的转矩，在路面旋转打滑，ESP系统发觉到后，系统会给电动机一个必要的转向角度命令。

这时，驾驶员能够感觉到方向盘的转变，并随之继续操纵方向盘，反向旋转。

在如此的作用下，制动力能够发挥地面附着力的最大值，并把制动距离缩短5%～10%，这是公共最新的“ESPPlus”转向操纵系统所能达到的最新功效。

ESP电子系统的组成

ESP系统是一种牵引力操纵系统，它在ABS和ASR的基础上增加了相应功能的传感器。

3.1.1ESP的组成

（1）传感器：

转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。

这些传感器负责搜集车身状态的数据。

（2）ESP电脑：

将传感器搜集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。

当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或已经失控的时候命令执行器工作，以保证车身行驶状态能够尽可能知足驾驶员的用意。

　　（3）执行器：

说白了ESP的执行器确实是4个车轮的刹车系统，其实ESP确实是帮驾驶员踩刹车。

和没有ESP的车不同的是，装备有ESP的车其刹车系统具有蓄压功能。

简单的说蓄压确实是电脑能够依照需要，在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油管加压好让那个车轮产生制动力。

另外ESP还能操纵发动机的动力输出什么的，终归是相关的设备他都能插一腿！

　　（4）与驾驶员的沟通：

仪表盘上的ESP灯。

该系统的电子部件要紧包括电子操纵单元（ECU）、方向盘传感器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、轮速传感器等。

作为保证行车安全的一个重要电控系统，其各个传感器的正常工作是进行有效操纵的基础。

图3-1所示为汽车ESP的组成示用意。

图3-1汽车ESP的组成示用意

3.1.2ESP各电子部件的要紧功用

（1）方向盘传感器

ESP通过计算方向盘转角的大小和转角转变速度来识别驾驶员的操作用意。

方向盘转角传感器将方向盘转角转换为一个能够代表驾驶员期望的行驶方向的信号，方向盘转角一样是依照光电编码来确信的，安装在转向柱上的编码盘上包括了通过编码的转动方向、转角等信息。

这一编码盘上的信息由接近式光电耦合器进行扫描。

接通点火开关而且方向盘转角传感器转过必然角度后，处置器能够通过脉冲序列来确信当前的方向盘绝对转角。

方向盘转角传感器与ECU的通信一样通过CAN总线完成。

（2）摆角速度传感器

横摆角速度传感器检测汽车沿垂直轴的偏转，该偏转的大小代表汽车的稳固程度。

若是偏转角速度达到一个阈值，说明汽车发生测滑或甩尾的危险工况，则触发ESP操纵。

当车绕垂直方向轴线偏转时，传感器内的微音叉的振动平面发生转变，通过输出信号的转变计算横摆角速度。

（3）纵向/横向加速度传感器

ESP中的加速度传感器有沿汽车前进方向的纵向加速度传感器和垂直于前进方向的横向加速度传感器，大体原理相同，只是成90°夹角安装。

ESP一样利用微机械式加速度传感器，在传感器内部，一小片致密物质连接在一个能够移动的悬臂上，能够反映出汽车的纵向/横向加速度的大小，其输出在静态时为左右，正的加速度对应正的电压转变，负的加速度对应负的电压转变，每～对应1g的加速度转变，具体参数因传感器不同而有所不同。

（4）轮速传感器

在汽车上检测轮速信号时，最经常使用的传感器是电磁感应式传感器，一样做法是将传感器安装在车轮总成的非旋转部份（如转向节或轴头）上，与随车轮一路转动的导磁材料制成的齿圈相对。

当齿圈相对传感器转动时，由于磁阻的转变，在传感器上鼓励出交变电压信号，这种交变电压的频率与车轮转速成正比，ECU采纳专门的信号处置电路将传感器信号转换为同频率的方波，再通过测量方波的频率或周期来计算车轮转速。

ESP系统的工作原理

传感器记录车辆的变量：

车轮速度、转向角度、侧向加速度及横向移动。

基于这些数据，通过ESP分