混合动力汽车EMS系统开发研究
混合动力汽车EMS系统开发分析
2018-05-07 点击(401> 作者:撰文/联合汽车电子有限公司何海李君郭晓
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发动机管理系统(后文简称EMS系统，Engine Management System>是混合动力汽车的关键技术之一，也是国内相关企业研发混合动力汽车的瓶颈所在。
相关研究表明，发动机工作效率的优化对混合动力汽车燃油经济性的贡献率大概在15%~35%左右。而目前国内很多企业、研究所和高校在研发混合动力汽车时，仍然将EMS系统作为一个黑匣子使用，仅通过调节节气门开度来控制发动机的扭矩输出，而不对发动机的喷油量、点火角等主要控制参数进行主动控制，也没有涉及诊断系统和安全监控系统的功能升级。
这种设计方法不能针对混合动力汽车的特点优化发动机的工作特性，特别是优化发动机的瞬态工作特性，也不能满足国内外排放和EOBD法规的要求，在安全监控方面还存在较大的安全隐患问题，因此只能作为功能样车使用，不可能大批量生产。
混合动力汽车分类和主要功能特性
根据混合动
力汽车的功能特征，
可以将混合动力汽车
划分为微度混合动力
(Micro hybrid，简
称微混>、轻度混合
动力(Mild hybrid，
简称轻混>和强度混
合动力(Strong
hybrid，简称强
混>。
微度混合动力汽车的主要功能是智能起停，即在车辆怠速时自动关闭发动机，等到车辆运行前再自动起动发动机，因此又称为起停系统。由于减少了发动机怠速，发动机怠速时消耗的燃油就被节省下来。轻度混合动力汽车除了起停功能外，还具有制动能量回收和扭矩辅助的功能。制动能量回收指在车辆减速或制动时，通过电机提供负扭矩制动力，将车辆的动量转化为电能存储到电池中，该部分电能又可以通过电机在适当的时候以机械能输出。制动能量回收功能能够降低油耗5%~14％左右。扭矩辅助是指电机能够在某些工况下和发动机一起共同提供扭矩输出，以满足车辆在极限工况下的扭矩需求，如全加速和上坡工况等。传统汽车一般采用较大功率的发动机以满足这些极限工况的扭矩需求，而混合动力汽车由于有电机的扭矩辅助，可以采用较小功率的发动机就能达到同样的动力输出，该功能能够降低油耗达6%~14%左右。强度混合动力汽车除了具备轻度混合动力汽车的功能以外，还有纯电动驱动功能，即电机可以单独驱动车辆运行。由于电机的功率较大，能够实现较复杂的控制算法，燃油经济性得到进一步提高。
混合动力汽车EMS系统的技术要求
根据以上混合动力汽车类型和功能特性分析，混合动力汽车EMS系统需要具备以下功能：
发动机智能起停
目前，我国车辆型式认证主要采用综合工况(NEDC，New European Driving Cycle>测试车辆的油耗和排放。在综合工况下，发动机总共有12次怠速，除了用于自学习和诊断的怠速外，大部分怠速都可以停止发动机，测试结果显示，该功能能够降低油耗达4％
~8％左右。
对常规汽车来说，如果在ECU上电的情况下，发动机转速降为0，将视为一种发动机憋死故障，如果不将ECU下电就直接起动发动机，EMS将以一种跛行起动模型工作，喷入较多的油，并以较大的空气负荷起动发动机，以确保发动机起动成功，从而造成油耗和排放恶化。同时，常规发动机的暖机起动时间大概为400ms左右，将会导致怠速起动发动机时的较长延时，造成驾驶员困惑或烦躁。混合动力汽车的EMS系统需要解决以上问题，降低发动机怠速起停时的油耗和排放，缩短起动时间，并及时诊断可能的起停故障。在具体功能升级方面，需要对燃油系统，空气系统，排气系统，诊断功能等多个子系统进行相应的功能更改。
发动机扭矩响应
在混合动力
汽车中，HCU(Hybrid
Control Unit>是主
控制器，EMS需要响
应HCU的扭矩需求，
而不再直接受驾驶员
踏板的控制。图3是
常规车辆的EMS系统
扭矩控制结构，分为
三层：控制层、限制
层和安全监控层。控
制层根据发动机和车
辆当前运行参数，将驾驶员的踏板信号转化为扭矩需求，并与巡航控制、空调控制、换档控制等外部扭矩需求进行协调，再综合考虑驾驶性功能，得到最终发动机扭矩需求，并转化为对节气门、点火角和喷油量的控制量，从而通过燃油的燃烧过程来产生发动机的扭矩输出。
为了确保发动机的扭矩输出与驾驶员的意图一致，EMS系统又设计了限制层和安全监控层，对控制层的控制输出进行限制和监控，以确保发动机扭矩输出的安全性。限制层主要计算发动机的最大允许扭矩输出，而安全监控层则采用另外一种控制算法计算发动机的输出值，并将发动机实际输出和该冗余模型计算的结果进行比较，如果两个结果差别较大，将调用故障处理功能。为了防止单个控制器的物理故障导致安全问题发生，安全监控层采用了单独的安全监控控制器，通过两个控制器的互相监控，能够确保任一个控制器出现故障时，另一个控制器都能及时监控，并采取安全的处理措施。
混合动力汽车EMS系统不再是车辆的主控制器，它与驾驶员踏板之间没有直接联系，因此传统汽车的EMS系统扭矩控制结构被从中间截断，相关的车辆功能，如驾驶性模块，以及上述扭矩结构需要进行较大更改，以较准确地响应HCU的扭矩需求，并保证扭矩跟随的安全性。
发动机安全监控
除了上述扭矩跟随安全监控外，由于HCU和EMS主要通过CAN通讯交互扭矩命令等主要信号，混合动力汽车EMS系统还需要确保CAN通讯安全性。常见的CAN通讯故障包括：控制器同步问题、消息丢失或没有刷新、数据破坏等问题，需要根据不同的故障模式开发相应的安全监控模块，确保当CAN故障发生时，车辆的运行状态仍然受到驾驶员控制，避免非驾驶员预期的突然加速或突然减速等问题发生。
排放和EOBD法规需求
对批产工程来说，排放和EOBD法规是强制性要求。目前，中国、欧洲和美国的法规对混合动力汽车的测试都有一些特殊的要求，同时混合动力汽车的功能更改也为法规测试带来了较大的困难，如当发动机单缸随机失火发生时，如果电机以较大功率运行，发动机转速的波动有可能很小，将导致该失火诊断不出来。另一方面，如果电机在某些工况下转速波动较大，EMS系统监测到发动机转速波动较大，可能会误判为失火。因此需要根据法规的要求，分析EMS和电机系统的各种故障模式，进行合理的诊断功能分工，以确保各种故障都能得到及时诊断，以满足法规要求。
发动机油耗优化
降低油耗是混合动力汽车开发的最终目标，混合动力汽车EMS系统需要根据混合动力汽车的工作特点，优化和升级相关的控制策略，以提高整车的燃油经济性。例如，控制发动机稳定运行于高效区。如果发动机状态频繁切换，将导致点火角调整和喷油补偿等动作发生，从而引起油耗增加和排放恶化。
混合动力EMS系统研究进展
微混合动力汽车
微混合动力汽车EMS系统根据加速踏板、制动踏板、档位信号和电池电量等传感器信号，判断驾驶员的意图，自动控制发动机起停动作，不需要驾驶员主动干预，驾驶习惯与传统汽车一致。微度混合动力汽车又可以划分为增强起动机型起停系统和BSG(Belt-driven Starter Generator>型起停系统。
增强起动机型起停系统使用增强起动机代替常规起动机，主要目的是提高起动机的寿命，降低起动噪音。由于增强起动机在外形尺寸和安装位置等与常规起动机相同，因此该起停系统对常规车的改动量很小，是目前性价比最高的起停系统，非常适合批量生产，未来几年有可能成为标准配置。有些高级的增强起动机型起停系统还有发电机控制功能，即根据车辆的运行状态智能调节发电机的发电扭矩，例如当车辆加速时禁止发电机工作，在车辆减速或制动时加大发电扭矩，从而动态调整发动机的工作负荷，达到降低油耗的目的。
BSG型起停系统使用BSG代替传统汽车的发电机，同时BSG还可以起动发动机，所以可以取消常规起动机。为了降低成本，一些BSG系统仍然使用12V的供电系统。与增强起动机相比，BSG是一个交流电机，需要逆变器作为电机控制器，加上其它的功率器件，该系统的成本比增强起动机型起停系统高50％~100％。由于使用皮带式连接，该系统除了起停功能外，还具备改变主意再起动功能(change of mind restart>，即发动机正在执行停机动作，但是驾驶员突然踩加速踏板，该系统可以立即起动发动机。而增强起动机型起
停系统，由于起动机和起动齿圈之间是机械齿轮连接，需要等到发动机转速较低或完全停止运行的情况下才能啮合，否则会有打齿的现象发生。
轻混合动力汽车
图4是联合汽车电子开发的轻度混合动力汽车的结构示意图。该系统一般采用ISG 系统(Integrate Starter Generator>，由一个整车控制器(HCU>从车辆层次协调发动机和电机动作，主要功能包括：起停协调，驾驶员扭矩需求计算，扭矩分配等。EMS通过CAN 与HCU进行通讯，响应HCU的起停和扭矩需求等命令，并确保输出的扭矩与HCU需求一致，达到扭矩跟随的安全性。
强混合动力汽车
目前，基于强混合动力汽车的插电式混合动力汽车(简称PHEV，Plug-in Hybrid Electric Vehicle>，是全球范围内最热门的混合动力汽车。与强度混合动力汽车相比，PHEV的电池容量更大，能够满足在纯电动工况下运行几十公理的需求，更长的行驶里程需要发动机参与工作。据统计，大部分人每天上下班的路程在30~50km以内，那么PHEV的纯电动功能可以满足日常上下班需求，即每天晚上在家里将电池充满电，就可以满足白天上下班纯电动运行，从而避免了燃油消耗。而在周末出游，或较远距离出行，当电池能量消耗到一定时，可以起动发动机，以强度混合动力汽车方式工作。对EMS系统而言，由于纯电动时发动机不工作，所以PHEV和强度混合动力汽车对发动机控制系统的要求类似。
未来的混合动力EMS系统研发方向
当前，国内绝大部分混合动力汽车研发工程都是基于常规汽车改型开发，仍然使用常规发动机，使得混合动力汽车的优点并没有得到充分发挥。随着混合动力汽车被越来越多的终端客户接受并使用，有必要开发专门用于混合动力汽车的发动机和EMS系统。结合多年的混合动力汽车EMS系统开发工程经验，本文认为未来可能的混合动力汽车EMS系统研发方向为：
满足越来越严格的法规需求
如今国内一些主机厂也提出希望将混合动力汽车出口到欧洲，那么EMS系统设计时就需要充分考虑欧洲法规的需求，如欧Ⅴ对在线诊断率有一定要求，那么就需要综合评价相关控制器是否具有足够的存储空间和运行能力，以及需要升级相关的诊断功能，以满足诊断率要求。同时，针对美国加州更加严格的OBDⅡ法规的研究也需要加快进行，以配合主机厂相关的出口计划。这里需要特别强调，在欧美相关法规中，明确禁止针对某一驾驶循环的控制策略优化工作，一旦发现将面临处罚和召回的风险，应该引起国内相关研发单位的足够重视。
提高发动机的燃烧效率
混合动力汽车有两个动力源，而且电机的高效区很大，相应的发动机可以稳定运行于高效率区，使得一些高效率燃烧控制算法可以得以实现，如采用艾金森循环发动机或均质压燃发动机等。
艾金森循环发动机采用延迟关闭进气门等特殊的结构和控制策略，使得发动机的压缩比和膨胀比可以不同，从而单独提高膨胀比以提高燃油经济性。目前，丰田的Prius混合动力汽车就是采用艾金森循环发动机，取得了非常高的燃油经济性。
混合动力汽车的特点可以保证发动机运行于该中度负荷稳定区域，从而能够充分发挥均质压燃发动机的优点。另外，还有其它一些技术可以提高发动机的燃烧效率和降低排放，如稀燃，外部废气循环，可变气门控制，缸内直喷，分层燃烧等。
开发新燃料混合动力EMS系统
混合动力技术与新燃料发动机结合，能够做到优势互补，也是一个非常有意义的研发方向，如压缩天然气混合动力系统和甲醇混合动力系统的开发，已经引起了一些企业的重视。近期，丰田就发布了一款采用压缩天然气混合动力系统的凯美瑞车型。中国具有大量的天然气储备量，特别是西部地区，天然气的经济性非常高，开发这种压缩天然气混合动力系统将会具有广阔的市场前景。
发动机轻量化
在满足车辆功率输出要求的前提下，使用较小和较轻的发动机，既可以降低车辆重量，又可以减小发动机部件的摩擦损失，还可以减小发动机的泵气损失，从而提高燃油经济性。常用的发动机轻量化方法有：全铝发动机，电机扭矩辅助，增压控制等。
长安汽车应用dSPACE系统进行自主混合动力汽车<杰勋）开发
2008年12月，新型混合动力车长安杰勋成功下线，该款车包含复杂的混合动力控制算法，而这些算法就是借助dSPACE产品进行开发和测试。长安在2008年的奥运会期间作为汽车供应商提供了该款车。大约80%的控制算法代码都是借助dSPACE TargetLink自动生成的。并且长安也使用dSPACE M icroAutoBox和dSPACE Simulator成功开发了控制算法以及后续的硬件在环测试。
节能与减排
中国市场需要更低排放更经济环保的商务车，基于这个需求，在2005年下半叶长安开始了“杰勋”混合动力工程。作为新型混合动力车，杰勋提供了例如基于电子控制的泊车<在怠速情况下发动机不工作）、电源辅助以及再生制动。不同于全混合车，当前新型杰勋混合还并不提供电子驱动。然而，这种全混合车型很快就会被介绍进入中国市场。油耗为百公里6.8升或者每加仑34.6迈<城市交通或者高速路），排放满足欧四标准。在奥运期间，杰勋带来绿色奥运，绿色环保新概念。长安为此次盛会提供了1,000辆新型混合动力杰勋轿车。
开发新型控制单元
开发工程共由3个主要开发阶段组成，A为功能型车，B为样车，C为最终产品车。工程重点集中在多能源管理系统、电池控制技术以及电机技术上。和同类型车相比，长安开发了新型混合控制单元 杰勋混合动力电子系统 除了汽油发动机外，长安还集成了电动机。IPU控制电动机，并实现了汽油机和电机的耦合关系，例如在不同情况下的扭矩分布。IPU能源由电池供应。长安使用镍-氢电池，因此最大电压可达200V，而最大电流可达200A。实际电池输出可为144V。电池一端和电机相连，并通过DC-DC转换和车载12V 电源相连。BCU单元实现电源管理。HCU作为总控制器。 开发过程以及开发工具链 为了开发以及测试控制器内软件以及控制单元，长安应用基于模型的设计开发过程。新型控制器软件典型开发流程为功能设计阶段、快速控制原型阶段、ECU自动化代码生成、硬件在环测试以及ECU标定。控制功能由MATLAB/Simulink软件进行设计。为了在车上开发以及测试控制算法并生成测试序列，长安大量使用了MicroAutoBox，并集成了传感器以及执行器外围电路。为了验证和测试功能策略，并测试CAN总线通信性能和软件逻辑，长安使用了dSPACE Simulator，并使用dSPACE ControlDes k作为实验软件。仿真模型一部分由长安开发，一部分由合作者提供。而测试自动化由合作单位实现，该测试使用dSPACE AutomationDesk实现。对于标定任务，长安使用dSPACE标定工具CalDesk。 从功能设计到ECU软件 Targetlink作为主要开发工具，用于自动化C代码生成。模型在环测试 全面的HIL测试 为了同时测试HCU、ECU、 IPU以及BCU，长安再次使用了dSPACE Simulator。大量的测试用例运行在Simulator中。例如，仿真所有网络行为，电压突然变化，以及CAN网络故障仿真。最终的标定，使用Caldesk以及相关软件工具完成。 1 引言汽车制动系的概述 制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。 制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。 除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。 应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。 辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。 行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。防止制动时车轮被抱死，有利于提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来制动防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。此外，含有石棉的摩擦材料，因存在石棉有致癌公害问题已被逐渐淘汰，取而代之的是各种无石棉型材料并相继研制成功[1]。 1.1汽车制动系统的分类 (1) 按制动系统的作用 制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。 (2)按制动操纵能源 制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；完全靠由发动机的动力转化 五、制动系统的设计 1.前言 1.1适用范围 1.2引用标准 1.3轿车制动规范对制动系统制动性的总体要求 1.4制动系统的设计方法 1.5整车参数 1.6设计期望值 2 行车制动系统的设计 2.1制动器总成的设计 2.2人力制动系和伺服制动系 2.3踏板总成的设计 2.4传感器设计 2.5 ABS的设计 3 应急制动及驻车制动的设计 五、制动系统的设计 1.前言 1.1适用范围： 本设计指南适用于在道路上行驶的汽车的制动系统 1.2引用标准 GB 7258—1997 ****** 1.3轿车制动规范对制动系统制动性的总体要求 汽车应设置足以使其减速、停车和驻车的制动系统。设置对前、后轮分别操纵的行车制动装置。应具有行车制动系。汽车应具有应急制动功能和应具有驻车制动功能。汽车行车制动、应急制动和驻车制动的各系统以某种方式相联，它们应保证当其中一个或两个系统的操纵机构的任何部件失效时(行车制动的操纵踏板、操纵连接杆件或制动阀的失效除外)仍具有应急制动功能。制动系应经久耐用，不能因振动或冲击而损坏。 1.4制动系统的设计方法1.4.2制动系统方案的确定 1.4.3制动系统方案确定的顺序 1.5整车参数 1.5.1整车制动系统布置方案 参数项目空载满载前轴负荷(kg) 后轴负荷(kg) 总质量G(kg) 重心高度hg(mm) 轴距L(mm) 车轮滚动半径(mm) 最大车速(km/h) 重心距前轴距离a(mm) 重心距后轴距离b(mm) 1.6设计期望值 1.6.1制动能力 汽车制动时，地面作用于车轮的切线力称为地面制动力F xb ，它是使汽车制动 而减速行驶的外力。在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩M u 所需的力称为制动器制 动力F u 。 地面制动力是滑动摩擦约束反力，其最大值受附着力的限制。附着力F Φ 与 F xbmax 的关系为F xbmax ＝F Φ ＝F z ·Φ。F z 为地面垂直反作用力，Φ为轮胎—道路附着 系数，其值受各种因素影响。若不考虑制动过程中Φ值的变化，即设为一常值，则当制动踏板力或制动系压力上升到某一值，而地面制动力达最大值即等于附着力时，车轮将抱死不动而拖滑。踏板力或制动系压力再增加，制动器制动力F u 由于制动器摩擦力矩的增长，仍按直线关系继续上升，但是地面制动力达到附着力的值后就不再增加了。制动过程中，这三种力的关系，如图1所示。 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受轮胎。道路附着条件的限制。所以只有当汽车具有足够的制动器摩擦力矩，同时轮胎与道路又能提供高的附着力时，汽车才有足够的地面制动力而获得良好的制动性。 图2是汽车在水平路面上制动时的受力情形 (忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩) 。此外，下面的分析中还忽略制动时车轮边滚边滑的过程，附着系数只取一个定值Φ，惯性阻力为： 现代汽车对于电子化的运用越来越广泛，驾校教练口中的“踩刹车、踩离合、脱空档、拉手刹”等等一些列各种组合与连续的动作，在高科技的参与下简化为了踩刹车和踩油门。这里面有很大一部分由自动变速器负责简化，剩下的就是小编今天要讲的刹车系统中的手刹、P 挡、电子手刹与自动驻车，来看看它们有啥区别? ●传统手刹 其实我们通常说的手刹专业称呼应该叫驻车制动器。与行车制动器(我们常说的脚刹)有所不同，从名字就能分辨出来，行车制动是在车辆行驶过程中短时间制动使车辆停稳或者减速的，而驻车制动是在车辆停稳后用于稳定车辆，避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故。 工作原理及结构 手刹属于辅助制动系统，主要借助人力，一般在停车的时候，为了防止车辆自行溜车而设立的。手刹(驻车制动器)主要由制动杆，拉线，制动机构以及回位弹簧组成。是用来锁死传动轴从而使驱动轮锁死的，有些是锁死两只后轮。对于制动杆，其实就利用了杠杆原理，拉到固定位置通过锁止牙进行锁止。 而另一种是在变速器的后方，传动轴的前方，这种又叫做中央驻车制动器。制动原理大体相似，只是安装部位不同。 现在大多数乘用车都是采用四轮盘式制动器，其制动机构就集成在后轮的盘式制动器上。有些超级跑车的后制动盘上有两个卡钳，现在你知道为什么了吧。 如何使用手刹？ 进行驻车制动时，踩下行车制动踏板，向上全部拉出驻车制动杆。欲松开驻车制动，同样踩下制动器踏板，将驻车制动杆向上稍微提起，用拇指按下手柄端上的按钮，然后将驻车制动杆放低到最低的位置。 优缺点 与手刹配套使用的还有回位弹簧。拉起手刹制动时，弹簧被拉长；手刹松开，弹簧回复原长。长期使用手刹时，弹簧也会产生相应变形。手刹拉线也同样会产生相应变形会变长。任何零件在长期、频繁使用时，都存在效用降低的现象。 不过这种手刹相对于后面要说到的几种驻车制动结构相对简单，成本低廉。 小结：传统的手刹驻车制动由于结构简单，成本低廉，在目前的汽车市场上还有很大一 汽车新动力━━━HEV 综述 戴梦萍1 纪永秋2 （1.山东理工大学机械工程学院，255000;2.山东水利技术学院，255000） 摘要：介绍了混合动力电动汽车（HEV ）的概念、HEV 动力总成的组成及型式，阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词：混合动力电动汽车；串联；并联；混联；驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高，人均能源消耗将会高速增加，环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户，研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式，只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议，混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，可分为串联式（Series hybrid system ）（两种）、并联式（Parallel hybrid system ）和混联式（）等三种。（如图1 （a( （a ） 减（变）速器 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减（变）速器 (a) (b) 电子驻车制动系统的开发及应用 作者：见下文来源：上海汽车日期：2011年10月刊 辛登岭张建明 上海大众汽车有限公司 【摘要】介绍电子驻车制动（EPB）系统的架构及组成部件、系统的网络结构以及它们之间的信息通信，EPB 的主要功能及试验评价。最后探讨了EPB系统的发展和应用前景。 关键词：电子驻车制动系统电子稳定程序起步辅助Autohold自动停车紧急制动 0 引言 随着汽车在中国的普及，汽车公司更加关注提高顾客驾驶的舒适性和安全性，目前电子驻车制动（EPB）系统在B级车得到普遍应用。EPB系统的应用可以使汽车内部空间的利用和中央通道/脚部空间的设计具有更大的灵活性；可以为顾客提供有助的舒适性功能；由于取消了手制动手柄和拉索，简化了装配过程；它是机电一体化的产品，系统的功能始终处于监控状态。本文主要介绍EPB系统及其主要功能和评价指标。 1 系统架构 图1描述EPB系统的架构，EPB系统主要由电子稳定程序（ESP）控制器、EPB控制器，带有执行电机的后制动钳总成、EPB/自动停车开关，离合器传感器（仅用于手动档）等组成。 它们通过驱动总线与发动机控制器、变速器控制器、安全气囊控制器、组合仪表、网关、门传感器进行通信。 1.1 ESP控制器 ESP控制器是EPB系统的关键部分之一，它集成了纵向和横向加速度传感器。它不但向EPB系统提供车速信号、纵向加速度信号、坡度信号，还提供自动停车和紧急制动功能的控制。 有些ESP和EPB的组合系统，纵向和横向加速度传感器集成在EPB控制器内，如果ESP控制器需要这些信号则通过总线从EPB控制器中取得。 相对于没有EPB装备的ESP控制器，除了软件的不同外，硬件也需要更改。需要多使用两个Pin角，一个与自动停车的开关相连，另一个用于控制自动停车功能的指示灯。 1.2 EPB控制器 EPB控制器是EPB系统的控制核心部件。和ESP控制器一样，它可以集成纵向和横向加速度传感器，也可以从ESP控制器中取得这些信号。两者之间通过总线通信。 它由蓄电池直接供电，与执行电机、EPB开关、离合器传感器之间通过硬线连接，与其它控制器的信息通信通过总线。图2为EPB控制器的Pin角定义图。 只是临时替代产品！油电混合动力详解 如今节能减排已经成为一件很热门的事同时也是一件很重要的事，大到胡爷爷和奥巴马碰面都要谈。而对于汽车领域来说，同样也很热门，各个厂家都在竭尽所能的推出各种环保汽车。为汽车寻找代替能源，降低油耗甚至实现零油耗零排放，已经成为每一家车企的目标。 但在这之前，油电混合动力系统显然更有实际意义。下面我们将为大家简单介绍混合动力系统的分类和简单工作原理，以及如今各个厂家的混合动力代表车型。 本文导读： 1.目前关于油电混合动力汽车有很的说法，微混合、轻度混合动力、重混合动力、插入式混合动力等等，汽车探索为您解读它们分别是什么意思。 2.为您介绍混合动力汽车的发动机有什么特色，所用的电池有哪几种。 混合动力汽车由来已久 可能您会觉得难以置信，混合动力汽车已经有了上百年的历史。大名鼎鼎的费迪南德·保时捷在上世纪末就为一家名为Jacob Lohner的公司开发出一款油电混合动力汽车，甚至造出了四驱版本。 Lohner-Porsche的四驱车型 Lohner-Porsche的赛车型号 美国专利局关于“Mixed Drive for Autovehicles”的专利 如果您有机会查一查美国专利局那些被尘封的资料，会惊奇的发现今年的3月2日距美国的第一个混合动力汽车专利已经过去了整整一个世纪！1909年，身在比利时的德国人Henri Pieper 取得了一项名为“Mixed Drive for Autovehicles”的专利。 分类：目前主要以并联、混联为主，按混合度分类的说法也很常见 当然，以上的例子跟我们今天要说的混合动力汽车关系并不大。现代的混合动力汽车是从上世纪90年代末才开始逐渐发展起来的。按照其工作方式，大体上可以分为串联、并联和混联三种。 串联式：已经被淘汰 简单地说，串联式混合动力汽车的工作方式就是用传统发动机直接通过发电机为电池充电，然后完全由电动机提供的动力驱动汽车。其目的在于使发动机长时间保持在最佳工作状态，从而达到减排的效果。这种方式的好处是发动机可以不受行驶状态的影响，一直处于最佳工作状态，对于改善排放大有好处，但转换效率偏低。这种方式由于局限比较多，目前已不多见。丰田曾经将这种方式应用在考斯特上，并进行了批量生产。 摘要 国内汽车市场迅速发展，而轿车是汽车发展的方向。然而随着汽车保有量的增加，带来的安全问题也越来越引起人们的注意，而制动系统则是汽车主动安全的重要系统之一。因此，如何开发出高性能的制动系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期、提高设计效率，降低成本等，提高产品的市场竞争力，已经成为企业成功的关键。 本说明书主要介绍了santana2000轿车制动系统的设计。首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。除此之外，它还介绍了前后制动器、制动主缸的设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。 关键字：制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压 附录： Abstract The rapid development of the domestic vehicle market, saloon car is an important tendency of vehicle. However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a high-performance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing competition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market competitiveness of products, and has become a key to success of enterprises. This paper mainly introduces the design of braking system of the santana2000 type of car. Fist of all, braking system’s development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameter’s choice of main components braking and channel settings. Key words: braking; brake drum; brake disc; hydroid pressure 课题名称：汽车制动系统的结构设计与计算 第一章：制动器结构型式即选择 一、汽车已知参数： 汽车轴距(mm):3800 车轮滚动半径（mm ）:407.5 汽车空载时的总质量（kg ）:3330 汽车满载时的总质量（kg ）6330 空载时，前轴负荷G=mg=12348.24N 后轴负荷为38624.52N 满载时，前轴负荷G=mg=9963.53N 后轴负荷为43157.62N 空载时质心高度为750mm 满载时为930mm 质心距离前轴距离空载时为2.36m 满载时为2.62m 汽车设计课程设计 质心距离后轴距离满载时为1.44m 满载时为1.18m 二、鼓式制动器工作原理 鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同：制动蹄压住旋转表面。这个表面被称作鼓。 许多车的后车轮上装有鼓式制动器，而前车轮上装有盘式制动器。鼓式制动器具有的元件比盘式制动器的多，而且维修难度更大，但是鼓式制动器的制造成本低，并且易于与紧急制动系统结合。 我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需的维修类别。 我们将鼓式制动器进行分解，并分别说明各个元件的作用。 图1 鼓式制动器的各个元件 与盘式制动器一样，鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。但是鼓式制动器还带有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。 图2仅显示了提供制动力的元件。 图2. 运行中的鼓式制动器 当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。这一点很容易理解，但是为什么需要这些弹簧呢？ 这就是鼓式制动器比较复杂的地方。许多鼓式制动器都是自作用的。图5中显示，当制动蹄与鼓发生接触时，会出现某种楔入动作，其效果是借助更大的制动力将制动蹄压入鼓中。 楔入动作提供的额外制动力，可让鼓式制动器使用比盘式制动器所用的更小的活塞。但是，由于存在楔入动作，在松开制动器时，必须使制动蹄脱离鼓。这就是需要一些弹簧的原因。其他弹簧有助于将制动蹄固定到位，并在调节臂驱动之后使它返回。 为了让鼓式制动器正常工作，制动蹄必须与鼓靠近，但又不能接触鼓。如果制动蹄与鼓相隔太远（例如，由于制动蹄已磨损），那么活塞需要更多的制动液才能完成这段距离的行程，并且当您使用制动器时，制动踏板会下沉得更靠近地板。这就是大多数鼓式制动器都带有一个自动调节器的原因。 当衬块磨损时，制动蹄和鼓之间将产生更多的空间。汽车在倒车过程中停止时，会推动制动蹄，使它与鼓靠紧。当间隙变得足够大时，调节杆会摇动足够的幅度，使调节器齿轮前进一个齿。调节器上带有像螺栓一样的螺纹，因此它可以在转动时松开一点，并延伸以填充间隙。每当制动蹄磨损一点时，调节器就会再前进一点，因 此它总是使制动蹄与鼓保持靠近。 一些汽车的调节器在使用紧急制动器时会启动。如果紧急制动器有很长一段时间没有使用了，则调节器可能无法再进行调整。因此，如果您的汽车装有这类调节器，一周应至少使用紧急制动器一次。 汽车上的紧急制动器必须使用主制动系统之外的动力源来启动。鼓式制动器的设计允许简单的线缆启动机构。 鼓式制动器最常见的维修是更换制动蹄。一些鼓式制动器的背面提供了一个检查孔，可以通过这个孔查看制动蹄上还剩下多少材料。当摩擦材料已磨损到铆钉只剩下0.8毫米长时，应更换制动蹄。如果摩擦材料是与后底板粘合在一起的（不是用铆钉），则当剩余的摩擦材料仅为1.6毫米厚时，应更换制动蹄。 ＸＸＸＸＸＸＸ学院 毕业论文 论文题目混合动力汽车技术及发展趋势分析学生姓名ＸＸＸ 专业汽车检测与维修 班级汽修Ｘ班 学号ＸＸＸＸＸＸ 指导教师ＸＸＸ 201６年４月 20日 目录 1 引言 (4) 2 混合动力汽车的类型和特点 (5) 2.1串联式混合动力汽车 (5) 2.2并联式混合动力汽车 (6) 2.3混联式混合动力汽车 (7) 3 混合动力汽车的核心技术研究与发展 (9) 3.1混合动力汽车用电池 (9) 3.1.1混合动力汽车对电池的特殊要求 (9) 3.1.2 混合动力汽车电池的发展 (10) 3.1.3 混合动力汽车电池的管理 (10) 3.2 混合动力汽车电机驱动系统 (11) 3.3 混合动力汽车中电力电子技术的应用 (12) 4 混合动力汽车需要解决的关键技术 (13) 4.1混合动力单元技术 (13) 4.2能量存储技术 (14) 4.3汽车集成电力电子模块技术 (15) 结论 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18) 摘要 随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。20世纪80年代以来, 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的“863 计划”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本文分析了国内外混合动力汽车的研究现状，介绍了混合动力汽车的主要结构形式与工作特点，指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和采用的关键技术，并对其发展前景进行了预测。 关键词：环境；能源；混合动力 1引言 通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油）和电能的混合。混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更小，而且，辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主可以享受更强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性。 混合动力电动汽车（HEV）将内燃机、电动机与一定容量的蓄电池通过控制系统相组合，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量，从而可大幅度降低油耗，减少污染物排放。混合动力汽车虽然没有实现零排放，但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求，可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。所以自从90年代以来，全球刮起了研究混合动力的风暴。日本丰田率先将混合动力车商品化，于1997年推出Prius，随后的时间里，多家日本汽车公司实现了多款混合动力的商品化。在美国，克林顿政府上台不久，为了开发新一代汽车，由美国政府促进，于1993年9月29日发起了新一代汽车伙伴计划即PNGV，目标是开发低油耗的混合动力汽车。然而该计划最终被废止，没有达到预订的2005年左右推出商品化的混合动力汽车的目标。 随着机动车保有量的持续增长，我国机动车污染物排放总量持续攀升。2003年全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量是1995年相应污染物排放总量的2.51、2.05和3.01倍。事实上，汽车所产生的空气污染量比任何其他单一的人类活动产生的空气污染量都多。全球因燃烧矿物燃料而产生的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放量，几乎50%来自于汽油机和柴油机。 最近几年，我国对环境保护的投入不断加大。通过政府的努力，我国城市空气质量总体上也有所好转。随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧,电能为动力,节能、环保为特色的电动汽车逐渐成为业界关注的焦点。近10多年来,世界各大汽车产业集团陆续投入巨额资金研发电动汽车技术,目前均已从实验室 摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压 Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure 3行车制动系统 3.1分系统—制动器总成 3.3.1制动器类型：盘 3.3.4制动钳的结构 制动钳的分类和结构可以参照其它资料，我公司的制动钳均属于浮动钳，目前前制动钳按照缸数分有单缸和双缸（例如P11、B13）两种，后制动钳皆为单缸，B11后制动钳为综合驻车式制动钳，除了可以实现行车制动外还能够实现驻车的功能。 浮动式制动钳的结构型式主要有： 滑轨式 导向销式：我公司目前采用的均为此种型式。有的导向销在钳体上（B14后钳），有的在支架上（B11前钳）；有的没有制动钳支架而是固定在转向节或者制动底板（T11后钳）等其它零件上。 综合起来就是： 下面我们来看一下制动完以后的回位原理： 密封圈与钳体和活塞的细节关系如下： 未工作时 工作时 制动钳 支架和钳体一般为铸造件，材料大部分为球墨铸铁，现在有的制动钳开始使用新的材料，如B11后制动钳钳体采用铝合金材料。 在浮动式制动钳中，钳体只承受轴向力；主要是作用在制动钳钩爪上外制动块给卡钳的反作用力，还有作用在卡钳缸孔底部的液压力，如下图所示。 图所示。 这种变形所导致的后果是非常严重的，将产生制动块、制动盘径向偏磨，在制动过程中制动块与制动盘接触不均匀而导致局部过热，进而导致制动盘的磨损不均匀。 鉴于以上的问题，抵抗这种变形是设计卡钳时首先要考虑的，即卡钳必须具有一定的轴向刚度。在卡钳材料一定的情况下，在这里起关键作用的是卡钳的缸背的厚度，缸径51mm以上的卡钳该厚度一般控制在11mm-14mm之间，如下图所示 除此之外，钩爪内过度圆弧，以及观察孔的位置都对卡钳的刚度有影响。遵循的规则是：在允许的情况下尽量采用大的过渡圆角，并且将观察孔尽可能的缩小其轴向长度，但不允许越过制动盘为工作面。 在卡钳的设计阶段CAE分析必不可少，由于卡钳属对称件，为了方便划分网格并缩短计算时间，通常将卡钳从对称面分割开，如下图所示。 毕业设计（论文） 开题报告 题目跨座式城市单轨交通车辆 制动系统设计 专业城市轨道车辆工程 班级08级城轨1班 学生戴学宇 指导教师赵树恩 重庆交通大学 2012年 1. 选题的目的和意义 随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、事故频繁、环境污染等交通问题日益成为城市发展的难题。城市轨道交通以其大运量、高速准时、节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交通发展的主流。在城市轨道交通系统中，跨坐式单轨交通制式因其路线占地少，可实现大坡度、小曲率线径运行，且线路构造简单、噪声小、乘坐舒适、安全性好等优点而逐渐受到关注。 在我国城市轨道交通迅速发展的同时，其运营安全保障已成为目前面临的重要问题。车辆作为城市轨道交通运输的载体，由于速度快、载客量大、环境复杂，其运行安全状况不容乐观——车辆故障不断出现、事故常有发生，这些故障不但严重的影响到正常运营，一旦引发事故将会带来巨大的人员伤亡和经济损失。制动系统是城市轨道交通车辆的关键系统，直接影响其安全运行，为提高车辆运行的安全性，对制动系统的设计便显得尤为关键。 2.国内外研究现状及分析 基础制动装置是确保城市轨道交通车辆行车安全的措施之一。在分析城市轨道车辆运输特点基础上, 李继山,李和平,严霄蕙（2011）《盘形制动是城市轨道车辆基础制动装置的发展趋势》[1]结合城市轨道车辆基础制动装置具体类型,分析了城市轨道车辆踏面制动与盘形制动的优缺点, 用有限元模拟城轨车辆车轮 踏面温度场及热应力, 表明速度100 km/ h 及以上的城轨列车基础制动不适宜采用踏面制动, 指出盘形制动是城市轨道交通车辆基础制动的发展的必然趋势。丁锋（2004）在《城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势》[2]一文中介绍并分析了我国城市轨道交通车辆制动系统的形式、构成、技术特点及发展趋势。吴萌岭，裴玉春，严凯军（2005）在《我国城市轨道车辆制动技术的现状与思考》[3]中较为详细地回顾了我国城市轨道车辆制动系统的发展历程，分析了目前我国新型城市轨道车辆制动系统的特点，并与我国自主研发适用于高速动车组的同类型制动系统作了技术比较。分析了我国自主研发城市轨道车辆制动系统的技术基础，指出国内技术与产品和国外相比存在着系统理念、设计经验和系统可靠性方面的差距，同时指出自主研发城市轨道车辆制动系统存在的问题，并提出了建议。邹金财（2010）《一种轨道车辆空气制动系统优化及仿真》[4]利用Simulationx 仿真软件对工矿窄轨土渣车的空气制动系统的改进前以及改进方案进行仿真，在与试验真实值对比后得到了正确的结论，通过对该空气制动系统优化中仿真手段应用过程的阐述，为机车车辆系统优化方法提供了参考。师蔚，方宇（2010）《城 制动系统的开发和设计 1．设计依据和原则 1．1 根据况、使用条件及用户群体等）确定制动系统的总体方案，为系统各零部件的选型提供产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况（含道路状依据； 包括：制动形式、制动器形式、制动总、分泵（阀）形式等。 1．2 根据车型提供的整车参数，结合各项强制法规的要求，初步分析各所选制动零部件与整车匹配的合理性； 所需参数：质心距前轴a、质心高hg、总质量Ga、前轴负荷G1、前轴质量分配％、后轴负荷G2、后轴质量分配等。 1．3 根据强制法规的要求，制定试验方案进一步验证整车制动系统匹配和各制动元件选型的合理性。 2．设计方案初步规划 2．1 各主要零部件的选型及相关注意事项： 2．1．1 制动器总成 2．1．1．1 通过对所开发车型与已开发同类车型（或标杆车）的比较，初步确定系统各零部件的型式、结构和相关参数，而单纯从整车对制动力的需求方面来说，制动器的制动力越大越好，但由于制动器所产生的制动力与制动器的结构型式、制动器直径、制动器的分泵直径、制动器摩擦副的相对摩擦系数、制动管路压力等等因素有关，故在选取时应遵循以下原则； 2．1．1．2 制动器结构型式的选型原则：根据整车档次、使用地区、用户群体等确定制动器的结构型式； 2．1．1．3 制动器直径的选型原则：由于制动器的直径与轮辋直径有关，在选型时应根据整车布置及轮辋的要求，考虑制动鼓的散热问题，一般制动鼓与轮辋的间隙应不小于10mm，否则会导致制动器散热不良，引起制动鼓早期龟裂、制动衬片烧结、炭化，大大降低制动器的制动效能；另外，制动器与轮辋的间隙太小，制动过程所产生的热量也将大量传导至轮辋上，对轮胎不利。 2．1．1．4 制动器衬片摩擦系数的确定：由于制动器衬片的摩擦系数是决定制动器制动力的主要原因之一，在同型、同规格的制动器中，制动衬片的摩擦系数越高，制动器所产生的制动力越大，但对于不同结构的制动器来说，并不是摩擦系数越高越好，摩擦系数太高对制动鼓（或盘）的磨损也越大，且对于双向自增力式制动器，摩擦系数越高，制动过程越粗暴，对制动底板、制动蹄铁、制动鼓的刚性要求越高，否则在制动过程中越易产生制动器颤动、整车发抖的现象，故对于摩擦系数的选取根据本人的经验建议：双向自增力式制动器的取0.38左右，其它结构型式的制动器取0.45~0.5左右，盘式制动器取0.35左右。 2．1．1．5 制动器分泵直径的选型和确定：在上述参数选定以后，根据整车所需的各轴制动力来确定制动器分泵的直径。对于单个制动器而言，制动器所产生的制动力与制动分泵活塞的有效面积（直径的平方——液压制动器）成正比，在选取过程中应兼顾国家标准规格和社会成熟资源，液压制动器的分泵直径最大不超过32mm。 电子驻车制动系统 由控制单元控制的电子驻车制动系统简称为EPB 系统。EPB 系统去掉了普通机械式驻车制动系统的手柄或是踏板等机械装置，通过一个 EPB 开关对驻车制动器进行控制，该系统不仅实现了驻车制动的电子化控制，同时 EPB控制单元通过数据总线与 ESP 系统链接，可以实现车辆的自动停止固定功能和动态的应急制动。现代车辆上装配的电子驻车制动系统有两种形式，一种是通过驻车制动执行电机驱动制动拉线使驻车制动系统工作的鼓式电子驻车制动系统。另外一种是将驻车制动执行电机安装于后轮两侧的制动卡钳上，由驻车制动执行电机控制制动卡钳的活塞。前者装配于宝马 7 系的 E65/E66 车型和韩国现代的新雅科仕车型上，后者多见于奥迪车系，而韩国现代于 2011 年中上市的新雅尊HG 车型也装配了类似的 EPB 系统。这两种电子驻车制动系统虽然在结构上有很大的区别，但是其基本的功能和控制方式却是很相像的，现就这两种系统的结构和工作原理做一简要分析。 一、基本功能 1. 静态驻车制动：车辆在停止时，按下 EPB 开关（无论点火开关是ON 或 OFF，以及行车制动的状态），EPB 系统工作制动锁止车辆。释放驻车制动时，点火开关处于 ON 位置（发动机工作或熄火均可），踩下行车制动踏板，拉起 EPB 开关，EPB 系统停止制动锁止。当然如果车辆的发动机盖和后备箱盖以及 4 个车门都是OFF 状态时，变速器杆从 P 位移到 R 位或 D 位时，EPB 系统也会自动释放。 2. 动态应急制动：车辆在行驶过程中，驾驶员按下 EPB 开关，EPB控制单元收到开关信号后通过数据总线要求 ESP 系统控制行车制动，如果行车制动系统或是 ESP 系统故障，由EPB 控制单元直接控制驻车制动系统工作（仅限于后轮）来应对这种紧急情况。EPB 系统的动态制动控制是持续进行的，直到松开 EPB 开关为止。在动态制动工作期间，驻车制动警告灯将会一直闪烁。 3. 自动车辆固定（AVH）功能：也称制动力自动保持，由 ESP 系统实现该功能的控制。主要是为了应对车辆由于路面交通信号使车辆在 D 挡停止时对车轮进行液压制动的控制。也同时是为了保证车辆在上坡起步时车辆不会后移，在部分欧洲车上该功能可以通过操作显示器的菜单或是使用诊断仪激活或是取消该功能。但是在韩国现代汽车上则专门设计有这样一个被称为 AVH 的开关，操作这个开关就可以随时的激活或取消该功能。当自动车辆固定功能被激活时，车辆在遇到路面交通信号灯停止后，即使驾驶员不踩制动踏板，车辆也会被 ESP 控制单元的控制而制动，同时制动灯继电器被闭合，制动灯点亮。在自动车辆固定控制期间，如果踩下加速踏板时，制动系统会释放，车辆就可以行驶。如果车辆在自动车辆固定控制期间发动机 OFF，发动机盖 ON，后备箱盖 ON 或车门 ON时，系统将自动从自动车辆固定模式转变为 EPB 控制单元控制的驻车制动模式。或者在当前驾驶周期内自动车辆固定的模式持续工作 5min 以上，以及在当前的驾驶周期内累计工作 30min 以上，或是车辆停止的坡度超过 21°时，系统也会从自动车辆固定控制模式转换为 EPB 系统控制的驻车制动模式。这样的目的主要是为了防止 ESP 模块中的电磁阀因长时间工作而过载（在韩现雅科仕轿车和新雅尊 HG 轿车上，当按下自动车辆固定的 AVH 开关时，仪表上会有一个白色的 AUTO HOLD 的指示灯点亮，表示系统进入车辆自动固定的准备阶段，在系统工作期间，一个绿色的 AUTO HOLD 灯就会点亮，表示自动车辆固定模式当前处于工作状态，如果自动车辆固定 四川交通职业技术学院汽车制动系统设计探索 摘要 本说明书主要介绍了汽车制动的设计探索，先绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压 Abstract This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure 电子自动驻车系统(AUTOHOLD) 文字和图片部分摘自陈新亚编著“陈总编爱车热线书系” 自动驻车系统（AUTO HOLD）是一种汽车运行中可以实现自动手刹的技术应用。这项技术使驾驶者在车辆停下时不需要长时间刹车，以及在启动自动电子驻车制动的情况下，能够避免车辆不必要的滑行。 简单讲，自动驻车功能技术的作用就是使车辆不会溜后，特别适用于上下坡以及频繁起步停车时。自动驻车系统与电子手刹（EPB: Electrical Park Brake，学名：电控机械式驻车制动器）能够共同构成一套智能的刹车控制系统，从而将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起,并且由电子控制方式实现停车制动。 自动驻车工作原理 自动驻车系统功能的实现，并不是简单使用电子手刹来完成的。人们在上下坡或者红绿 灯前停车时，会使用手刹来驻车，此时如果单纯使用电子手刹，响应速度会比较慢。人用手来拉放手刹的时间大概不超过0.3秒，而且人控比电控更灵活一些，而启动电子手刹需要有一个踩刹车的前提动作，和按键的响应时间（避免误操作），而且电机运行的时间也偏长，约0.5秒。即便是踩油门时，电子手刹自动解除，这个动作也未免有些突兀，所以自动驻车系统的功能实现是另外一种原理。 自动驻车系统的工作原理在于：刹车管理系统通过电子手刹（EPB）的扩展功能来实现的对四轮刹车的控制。或者说，自动驻车系统是电子手刹（EPB）的一种扩展功能，由ESP 部件控制。 当车辆临时停驻，并且在很短一段时间之后就需要重新起动时，驻车就交由ESP控制的刹车来完成，电脑会通过一系列传感器来测量车身的水平度和车轮的扭矩，对车辆溜动趋势做一个判定，并对车轮实施一个适当的刹车力度，使车辆静止。这个刹车力度刚好可以阻止车辆移动，并不会太大，以便再次踩油门前行时，不会有太严重的前窜动作。而在临时驻车超过一定时限后，刹车系统会转为后轮机械驻车（打开电子手刹），来代替之前的四轮液压制动。当车辆欲将前行时，电子系统会检测油门的踩踏力度，以及手动挡车型的离合器踏板的行程，来判定刹车是否解除。 自动驻车功能 目前很多中高档轿车都有这个功能，只是各厂家的名称叫法不同，作用都是一样的。这个系统的功能主要体现在以下三方面： 一，行驶过程中遇红灯等需要短停的情况。系统会在车辆停稳后自动将车轮刹停，以防止溜车。这样就不用驾驶员老是想着拉手刹了。绿灯时直接加油门起步，系统会自动放开车轮。 二，上坡起步。作用和上一点差不多，上车起步的时候系统会自动刹住防止倒滑，等起步的前牵引力达到可以往坡上走的程度，系统会自动放开车轮直接前行。 三，停车落锁不用拉手刹。系统此时会自动刹住车轮，不过第三种功能在某些车型上没有，停车还要人工手刹。汽车制动系统-毕业设计(论文)
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汽车制动系统毕业设计45
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