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1、产品开发汽车液压制动系统前后桥制动力分配的电子控制上海汽车制动系统有限公司王志煌[摘要]采用电子技术替代传统的比例阀来控制汽车液压制动系统的前后桥制动力分配,不仅省去了比例阀,降低了成本,同时由于其控制更加精确,因而可在保证汽车制动稳定性的同时使后轮获得更好的制动效能。特别是当车辆配有ABS系统时,不需要增加任何硬件就可实现这个功能,因而具有广泛的应用前景。叙词:汽车ABS电子制动力分配之间前桥附着利用系数必须大于后桥附着利用系数,这1引论就是说后桥不会先于前桥抱死,从分配曲线上看,β线汽车制动稳定性是影响汽车安全的最重要特性之处于I线的下方。同时又要
2、求后桥附着利用系数必须达一,而制动稳定性与制动时车轮是否抱死以及前后车轮到某一规定的最低值,亦即β线不能偏离I线太远。实的抱死顺序密切相关。前轮抱死车辆将失去转向能力,际上在许多车辆设计中很难甚至根本无法同时满足这而后轮抱死则会发生侧滑甚至甩尾,后果更为严重。因两方面的要求。此在汽车设计中必须保证后轮不会先于前轮抱死。现在国内汽车制动系统设计的通行做法是,为了获理想的前后桥制动力分配曲线(简称I线)如图1得足够大的后轮制动力,设计时选取较大的后轮制动所示,它只与汽车的总重及质心位置有关,因此空载和器,同时为了保证后轮不先于前轮抱死,在制动主缸与满载时的
3、I线是不同的。而实际上前后桥上的制动力分后轮制动器之后增加一比例阀,从而获得如图2所示的配是由前后制动器的大小决定的,因此它只能是一条直制动力分配曲线。线(图1中的β线)。图2带比例阀的前后桥制动力分配曲线图1汽车前后桥制动力分配曲线很显然,图2相对于图1来说,已取得了一些改进,在汽车制动系统设计时,既要保证汽车制动时拥但后桥的附着利用率仍然不是最好,其附着损失见图中有良好的制动稳定性,亦即正确的车轮抱死顺序,同时阴影部分。又希望获得足够大的后轮制动减速度,以保证车辆达到那么有没有一种办法使实际的制动力分配曲线接预期的制动效能。为此在我国汽车制动标准(
4、等效采用近于理想的制动力分配曲线呢?随着汽车电子技术的发ECE13号法规)中明确规定:在制动强度为0.15～0.8展,电子制动提供了这种技术可能性。其基本思想是:尽2002年第3期·1·产品开发可能增大后轮制动器制动力,由传感器监测车轮的运动情况,一旦发现后轮有抱死趋势,电子控制器控制液压制动器降低制动压力。由于这种调节频率高、调节幅度小、控制精确,因而可使得β线非常接近于I线,如图3所示。图4电子制动力分配系统的基本组成与工作原理当电子控制器识别出车轮有抱死趋势时,电子控制器即关闭常开阀,此时常闭阀亦处于关闭状态,系统进入低压阶段,若此时后轮仍有抱死
5、趋势,则进入降压状态,此时常开阀关闭,常闭阀打开,车轮压力降低。降压图3带电子制动力分配的前后桥制动力分配曲线所排出的制动液暂存在低压蓄能器中。当制动结束后,制动踏板松开,制动主缸内的制动压力为零。此时再次电子制动力分配系统使得β线始终位于I线下方打开常闭阀,低压蓄能器中的制动液经常闭阀、常开阀且无限接近于I线,因此在保证制动稳定性的同时,后中的单向阀返回制动主缸,低压蓄能器排空,为下一次轮获得了最大制动力,从而有效地提高了整车的制动效电子制动力分配调节做好准备。能。除此之外,在这样一个系统中制动力分配不再受载荷分布变化、温度、制动器磨损等因素的影响和
6、干扰,因3传感器系统而广泛适用于所有制动情况和车辆条件。另外它不需要比例阀,减少了系统零部件,降低了成本。传感器的作用是测量轮速信号,电子控制器根据这些轮速信号计算出各个控制量。传感器系统由传感器和传感器齿圈组成。由于其为2电子制动力分配系统的组成与基本原理非接触式结构,因而不存在磨损问题。根据安装空间位电子制动力分配系统由传感器、电子控制器和液压置及传感器齿圈的结构设计,传感器可采用轴向安装或执行器三部分组成。电磁感应式传感器安装在四个车轮径向安装。上,检测车轮转速。轮速信号送至电子控制器,电子控制传感器的内部结构设计如图5所示。它由永久磁器根据这些
7、信号计算车辆的参考速度及滑移率,当其识铁、线圈和连接外部的电线组成,上述零件密封于一防别出后轮有抱死趋势,亦即滑移率大于某一个值时,控水的塑料外壳内。制器向液压执行器中的电磁阀发信号,使后轮制动力降低,以保证后轮不会抱死。电子制动力分配系统的基本组成与工作原理如图4所示,液压执行器主要由控制后桥压力的常开阀、常闭阀和低压蓄能器组成。低压蓄能器的作用是暂存降压时所排出的制动液。压力调节过程分为升压、持压和降压3个阶段。制动时通过助力器/制动主缸建立制动压力,此时常开阀打开,常闭阀关闭,制动压力进入车轮制动器,车轮转速迅速降低,直到电子控制器识别出车轮有抱
8、死趋势为止。图5传感器内部结构·2·汽车研究与开发产品开发如图6所示,当采用铁磁材料制造的齿圈
