未来制动器--测控一体化制动控制

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欢迎访问e展厅 展厅 3 传动/转向/制动系统展厅 变速箱, 离合器, 制动系统... 测控一体化制动控制系统（SBC）是充满创意的电子控制式制动系统，奔驰公司将把它安装在未来的乘用车上。与奔驰公司创造的ABS、ASR、ESP以及制动辅助系统（Brake Assist）一脉相承，这种系统将成为提高汽车驾驶安全性的一个新里程碑。 SBC就是使用电子脉冲，将驾驶员的制动命令传递到一个微处理器中，由它同步处理各种不同传感器信号，并根据特定行驶状态计算每一个车轮的最优制动力。这样，当在拐弯或者湿滑路面上制动时，SBC能提供比传统制动系统更好的主动安全性。SBC系统的高压储能及电控阀装置能保证最大制动压力更快产生作用。另外，该系统提供的附加功能能减少驾驶员驾车中的操作强度。如交通拥挤辅助功能：在走走停停的交通状态下，汽车可以在驾驶员松开加速踏板时自动制动。它的柔和停车功能则可以让汽车在城市交通中特别柔和而平顺地停下来。 汽车迄今为止依然是纯粹依靠机械的、或者部分靠液力协助来实现各种功能的。随着机电一体化在汽车工业中的广泛应用，未来将由高性能的微处理器和可控式电子执行元件来实现汽车的各种功能，它们将替代传统的机械部件，进一步提高现代乘用车的安全性与舒适性。例如，1999年奔驰公司推出的主动车身控制（ABC）就是机电一体化在汽车中应用的实例之一。这一电子控制式悬挂系统能使汽车在启动、制动或者拐弯时，立即达到最优状态。奔驰公司以“主动车身控制（ABC）”为名，在旗舰CL车型上应用了该系统。它标志着悬架技术新时代的到来。 测控一体化的电控制动系统将随着电控悬架系统的问世而出现。梅赛德斯-奔驰和博世公司已经在这个发展项目上开始进行合作，并以“测控一体化制动控制系统（或者简称为SBC）”为名，进行批量生产。 测控一体化制动控制系统将传统的液力制动系统转变为更强大的机电一体化系统。它的微处理器被集成到车辆的数据网络中，并且能够处理从不同电子控制装置传来的信息。通过这种方法，电子脉冲和传感器信号就可以很快地转换成制动信号，从而给驾驶员带来显著的安全感和舒适感。 制动踏板：电子式代替真空式 目前采用的制动器工作原理是：驾驶员踩下制动踏板，推动与制动调压器及制动主缸相连的活塞连杆。制动主缸将根据踏板力的大小，在制动路线上形成相应的压力，在机械和液力相互作用下，通过轮边制动缸推动制动钳压向制动盘。 在未来测控一体化的电控制动系统中，电子元件将替代当前制动系统中大量使用的机械元件，调压器也不再需要，取而代之的是用传感器来测量制动主缸内的压力以及制动踏板运动的速度，并将这些数据用电子脉冲的形式传送到SBC的处理器中。 为了让驾驶员能够有相似的制动感觉，工程师们开发了一个特别的仿真器，将它连接到前后制动主缸上，用弹簧力和液压力来推动制动踏板。也就是说：在制动过程中，执行元件是完全和系统的其余部分断开的，它只负责记录发出的任何制动命令。只有出现严重错误或12V车辆电池内发生问题时，SBC才会自动使用前后制动主缸，并在制动踏板和前轮制动器之间迅速建立液力联系，以保证车辆安全减速。 控制装置：每个车轮的压力调节器 中心控制装置是电子式液力制动器的中心部分。这是机械学与电子学相互作用并发挥其最大优势的地方--微处理器、软件、传感器、阀门和电动泵联合在一起，以实现高效的动态制动管理： 除了接收制动踏板运动有关的数据外，SBC处理器还接收来自其它电子辅助系统的传感器信号。例如，防抱死系统（ABS）提供的有关轮速信息；EPS接收从转向角度、回转率、横向加速度等传感器传送的有关数据等。传动系控制装置最后使用数据通道与当前驾驶状态进行通信。这种高度复杂的计算结果将产生快速制动指令，从而保证与特定驾驶状况相适应的最佳减速度和行驶稳定性。由于SBC分别计算了每个车轮所需的制动力，因此制动系统便能够非常精确地控制制动器。 高压储能器容纳了可以在14～16kPa压力下进入制动系统的制动液。SBC处理器调节这个压力并控制与储能器相连的电动泵。这就保证了比传统制动系统更短的响应时间。另外一个优点就是即使在发动机关闭时，依然可以有全额的制动力。 液压装置主要包括4个所谓的“轮压调节器”。它们产生所需的制动压力并把它传递到制动器。这样，可以响应微处理器的约束指令，使得每个车轮都能分别平稳减速以达到最好的行驶稳定性和最优的减速度。这些过程均由安装在轮压调节器中的压力传感器来监控。 紧急制动：制动距离可以减少3% SBC系统最重要的性能特点是在压力形成过程中，它具有极高的动态特征，并使用高灵敏度的传感器精确监控驾驶员与车辆的动作。以紧急制动为例，SBC可以通过加速器识别驾驶员施加在制动踏板上的动作，以此作为紧急制动的线索，并迅速作出响应：在高压储能器的协助下，SBC系统提高制动线路中的压力，并迅速将制动钳压向制动盘，让它们快速抓住驾驶员踩下制动踏板的瞬间。其结果就是：装备SBC的运动型车在120km/h的速度下制动，其制动距离比装备传统制动系统的车型减少了大约3%。 在电子液压技术的帮助下，制动辅助系统的性能也得到了进一步提高。当这个系统执行制动命令、实现自动紧急停车时，迅速产生的制动压力和车轮制动器的自动预装可以缩短制动距离。 行驶稳定性：精确制动脉冲保证EPS优良性能 SBC不仅是在紧急制动时体现其价值，其它关键情况也同样。例如，在突然转向的危险情况下，SBC系统会与电子稳定程序（ESP）相互作用，通过向各个车轮发出精确的制动脉冲以及/或者减小发动机转速，来保证车辆在突然转向过程中的安全性。SBC在此显示了强大的动态性和精确性。正是由于有来自SBC高压储能器更快、更精确的制动脉冲，ESP才能在车辆即将脱离行驶轨道时，及时、平稳将其稳定下来。 试验表明，在SBC的参与下，ESP可以通过快速、精确的制动脉冲工作更加有效，并能显著地减少汽车的突然转向。同时，驾驶员的转向压力随之减少。有了SBC和EPS，驾驶员在控制行驶中的汽车时就可以减少很多困难。 弯道制动：可变制动力分配更为安全 在弯道上制动，SBC能提供比传统制动系统更高的安全性。可变制动力分配在积极影响汽车的转向跟随性方面有独到的优势。 传统制动系统通常给内、外侧车轮以相同的制动压力，而SBC提供了根据情况合适分配制动力的可能性。因此，系统会自动增加外侧车轮的制动压力。因为外侧车轮承受较高的垂直载荷允许传递更大的制动力。同时，内侧车轮的制动力会减少，以产生弯道时所需的较高回转力。其结果是产生更稳定的制动行为及最优的减速值。 尽管有了创新的测控一体化制动控制系统，设计工程师们依然坚持前、后车轴可变制动力控制的原理。他们设计的系统工作方式是，在从高速慢下来的时候，大部分制动力继续作用在前轴上，这避免了潜在而危险的后轴制动抱死。在低速或部分制动时，系统会自动增加后轴分配的制动力，以改进制动系统的响应，并使前后制动片的磨损更均匀。 舒适性： ABS运作中无制动踏板振动 SBC踏板在制动系统中的分离式设计和采用机电一体化的均衡压力控制均提高了制动的舒适性，特别是在急剧减速或ABS系统运作的时候。ABS运作中常有的制动踏板振动将不再发生。通过在驾驶模拟器的研究表明，几乎2/3的驾驶员在ABS运动时开始感到震惊：不敢再增加制动力，甚至把脚从制动踏板上挪开一会，这样将使他们的汽车的制动距离加长。驾驶模拟器中的实验表明，在冰雪覆盖的路面上，车辆在60km/h的速度制动时，ABS将使制动距离平均加长2.10m。 SBC附加功能：支持系统减缓驾驶疲劳 测控一体化制动控制系统在日常的驾驶中有额外的优势。如在湿滑路面、红绿灯前减速、交通堵塞或上坡起步时，作用尤为明显。 SBC中被称为柔顺停车的功能。由于机电一体化高精度的压力控制，使得车辆在红绿灯前频繁减速时，能温和而平滑停止。 在湿滑路面上，系统将按固定时间间隔产生短制动脉冲，保证弄干制动盘片上的水膜，使SBC在最佳效能下工作。这种自动干燥制动盘功能在汽车风挡玻璃雨刷工作时，会以固定的间隔时间被激活。驾驶员甚至感觉不到这些超精确的制动脉冲。 SBC系统还有一种称为交通阻塞辅助系统的功能。它能在汽车静止时被巡航控制杆激活，好处是在停停走走的交通状态下，驾驶员只需要控制加速踏板，右脚一旦离开加速踏板，SBC就会减慢车速并以稳定的速度将车停下。交通阻塞辅助系统可以持续工作到车速达60km/h时，而在高速时它会被自动切断。 在斜坡行驶时，SBC的起步辅助功能可以防止汽车向后或向前滚动。驾驶员只需迅速而急剧地踩下制动踏板，便可激活起步辅助功能。如果驾驶员加速，起步辅助功能会松开制动，使汽车平滑起步。 未来：SBC为自动导航系统铺路 电子技术在制动系统中的出现为工程师们带来了崭新而前景无限的机会，它不仅只限于改善汽车的安全性和舒适性。因为SBC，他们在实现长期目标上又前进了一大步。也就是说，借助于摄影机、近距雷达和先进的遥控导航系统，SBC可以使未来的汽车沿着道路自动行驶。 (end)

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