汽車制動輔助系統(tǒng)的分類及發(fā)展

摘 要 介紹了制動輔助系統(tǒng)的分類和發(fā)展現(xiàn)狀。

關鍵詞 制動輔助系統(tǒng)；主動安全；性能評價

中圖分類號 U461 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0236-02

隨著汽車技術與高等級公路的不斷發(fā)展，行車速度愈來越高，如何減少碰撞事故發(fā)生而將車輛安全地停下來對制動系統(tǒng)提出了更高的要求?；谝陨夏康牡闹苿虞o助系統(tǒng)便應運而生。

對GIDAS（德國事故深入研究）數(shù)據(jù)庫中的事故分析顯示，在接近一半的事故中駕駛者未能用足夠的力量進行制動?；趯Φ聡?lián)邦統(tǒng)計局事故數(shù)據(jù)的代表性隨機抽樣分析，奔馳公司計算了每10 000輛新注冊的車輛中嚴重行人碰撞事故的比例。分析顯示，如果制動輔助系統(tǒng)成為標準裝備，嚴重行人碰撞事故數(shù)量可減少13%。

根據(jù)ECE R13H的相關定義，制動輔助系統(tǒng)（Brake Assist System，簡稱BAS）是指駕駛員在緊急情況踩下制動踏板可助其快速建立車輛制動減速度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過感知駕駛員踩制動踏板的力量或速度來探測車輛行駛情況，以確定緊急情況的發(fā)生；當駕駛?cè)藛T快速踩下制動踏板，即使踩踏力不足，該系統(tǒng)也會迅速將制動力增大至最佳水平，可以有效地縮短制動距離。有資料顯示，在以100 kph的行駛速度制動時，BAS可使制動距離縮短30%～60%。

根據(jù)歐洲聯(lián)盟行人碰撞保護技術指令2003/102/EC的要求，BAS作為汽車安全項目必須在2011年起逐漸成為標準配置。

按照執(zhí)行制動輔助功能的主要部件進行區(qū)分，制動輔助系統(tǒng)可分為基于主動式助力器的電子制動輔助（EBA）、助力器內(nèi)部帶有BA控制閥的機械制動輔助（MBA）以及基于ESP系統(tǒng)主動增壓功能的液壓式制動輔助（HBA）。

1 電子制動輔助

電子主動式真空助力器真空腔上安裝有膜片位移傳感器及真空傳感器，制動總泵還配備了TMC主缸壓力接口。主動式助力器可向ABS/ESP控制器輸送有關踏板行程和移動速度的信息，如果判斷出是緊急剎車，就使助力器內(nèi)螺線閥門開啟，加大壓力室內(nèi)的氣壓，以提供足夠的助力，實現(xiàn)電子制動輔助功能。

2 機械制動輔助

在真空助力器內(nèi)部控制閥部位上增加具有慣性效應的機械組合開關機構，既可實現(xiàn)快速踩踏板時的緊急制動助力功能，被稱為帶機械式制動輔助裝置的BA。

在一般速度踩下制動踏板時，其與一般的真空助力器一樣，控制閥關閉，氣閥打開。此時，真空腔里導入空氣，助力器進行動作。隨著踏板速度的提高，輸入連桿和動力活塞將發(fā)生較大的相對變位，掛鉤會脫離滑動閥門。脫鉤的滑動閥門，壓住控制閥，比通常動作時氣門打開的要大。由此，從空氣腔會導入較多的空氣，能獲得較大的輸出力，可使制動系統(tǒng)壓力迅速達到ABS啟動條件。

大力踩下踏板但速度較低或者快速踩下踏板但踏板力很小的時候都可以達到機械式BA的觸發(fā)條件，因此其可以通過閥值功率曲線來表示，即有：

P=F*V （1）

其中：P-閥值功率，W；F-踏板力，N；V-踏板速度，mm/s。下圖為閥值功率56W時的特性曲線。

圖4 機械式BA閥值功率特性曲線

3 液壓制動輔助

HBA的主要功能是監(jiān)測緊急制動情況并據(jù)此自動增加制動壓力來提高車輛的減速度。其利用ESP系統(tǒng)的傳感器信號及液壓控制單元（HCU）具備的主動增壓功能實現(xiàn)制動輔助，減少駕駛者的踏板操縱強度。在HBA的作用下，車輛的減速度只受到ABS控制，因此能接近于車輛物理極限內(nèi)的最佳水平。普通的駕駛員能夠像受過專業(yè)訓練的駕駛員一樣實現(xiàn)很短的制動距離。當駕駛員的制動水平期望值減小時，車輛的減速度會隨著制動踏板力的減小相應的降低。從而當緊急制動情況結(jié)束后，駕駛員可以精確的控制車輛的減速度。

駕駛員的制動水平期望值是根據(jù)其施加在制動踏板上的壓力決定的，踏板壓力是根據(jù)主缸壓力的測量值并結(jié)合實時液壓控制所估算出來的。駕駛員能在任何時候干預制動程序，從而直接影響車輛的響應。HBA能夠增加制動壓力，所用駕駛員施加的壓力是系統(tǒng)所采用的最小壓力。當系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，HBA將被關閉，并通過儀表指示燈將錯誤信息傳遞給駕駛員。

圖5 HBA功能的比較

BOSCH公司在高附路面測試的數(shù)據(jù)表明（表1），在不同的速度情況下進行緊急制動，HBA可以有效地縮短制動距離。

從上面的三種工作原理及實驗數(shù)據(jù)表明： 與其他形式的制動輔助功能相比，HBA由于是在ESP系統(tǒng)基礎上進行的軟件升級因此功能更加可靠，效果更好。

參考文獻

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