◆文/北京 胡森永

梅賽德斯·奔馳在W221系列S級(jí)中，采用了創(chuàng)新的高性能制動(dòng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)是通過激活制動(dòng)力增強(qiáng)器來提供制動(dòng)過程中所需的制動(dòng)力?，F(xiàn)在自適應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)(ABR)通過智能電動(dòng)液壓系統(tǒng)使傳統(tǒng)制動(dòng)技術(shù)得到了改進(jìn)。

一、概述

ABR液壓控制單元與普通ABS液壓控制單元相似，由ABR控制單元、ABR液壓?jiǎn)卧?、高壓回流泵組成。ABR液壓?jiǎn)卧ㄜ囕喼苿?dòng)器壓力傳感器、串聯(lián)式制動(dòng)主缸壓力傳感器、進(jìn)油閥、出油閥和轉(zhuǎn)換閥等(圖1)。

自適應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)采用四個(gè)壓力傳感器監(jiān)視每個(gè)車輪的制動(dòng)壓力，另外一個(gè)壓力傳感器監(jiān)視制動(dòng)總泵油缸的壓力讀數(shù)。為使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力得到平穩(wěn)調(diào)節(jié)，液壓?jiǎn)卧捎眠B續(xù)可調(diào)的進(jìn)油閥和轉(zhuǎn)換閥。這些閥不是只有打開或關(guān)閉兩種設(shè)置的簡(jiǎn)單電磁閥，而是能夠精細(xì)調(diào)節(jié)的壓力控制閥。進(jìn)油閥和出油閥在未接電時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。大功率回流泵是一個(gè)能在需要時(shí)建立額外壓力的部件，它包含一個(gè)電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)泵油元件，利用泵油元件能給每個(gè)制動(dòng)回路提供壓力。

該系統(tǒng)除已知的基本制動(dòng)功能(ESP及ABS、ASR、BAS、EBV、ETS)外，自適應(yīng)系統(tǒng)控制單元還擁有許多有益的輔助功能。

1.預(yù)啟

該功能始終處于啟動(dòng)狀態(tài)。只要在駕駛時(shí)駕駛員將腳從加速踏板上突然離開，加速踏板位置傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)送位置信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元向ABR傳送該信號(hào)，該功能就會(huì)觸發(fā)。ABR控制單元根據(jù)觸發(fā)界限，同時(shí)也考慮每個(gè)駕駛員的駕駛習(xí)慣，判斷駕駛員腳是否突然從加速踏板上離開。

當(dāng)ABR控制單元從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元得到系統(tǒng)啟動(dòng)的信號(hào)后，ABR利用高壓回流泵使所有車輪制動(dòng)器的液壓升高到2bar(1bar=100kPa)，從而使制動(dòng)片與制動(dòng)盤接觸。制動(dòng)間隙提前閉合，為后續(xù)的完全制動(dòng)縮短制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離。如果駕駛員沒有踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)片會(huì)在稍后回到初始位置。

2.減隙

當(dāng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，ABR控制單元根據(jù)角速度傳感器、橫向加速度傳感器、縱向加速度傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、輪速傳感器的信號(hào)計(jì)算出當(dāng)前的駕駛情況。如果識(shí)別出動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)彎行駛狀態(tài)，ABR控制單元將制動(dòng)片定位到制動(dòng)盤總成上；如果要使用ESP干預(yù)，會(huì)縮短制動(dòng)的反應(yīng)時(shí)間。

3.制動(dòng)器干燥

車輛在行駛中，當(dāng)雨量傳感器探測(cè)為潮濕狀態(tài)時(shí)，信號(hào)被傳遞給前SAM控制單元，觸發(fā)雨刷功能。同時(shí)，制動(dòng)器干燥功能工作，利用低于1bar的制動(dòng)壓力進(jìn)行前輪制動(dòng)片循環(huán)定位，可消除制動(dòng)片和制動(dòng)盤總成之間形成的水膜。

制動(dòng)距離可以分成以下三個(gè)部分：駕駛員反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離、制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離、制動(dòng)距離(車輛減速時(shí))。制動(dòng)器干燥功能縮短的是系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離，使制動(dòng)系統(tǒng)更有效，并縮短停車距離。

4.牽引車和掛車的穩(wěn)定

這項(xiàng)ESP輔助功能的用意是通過抑制可能出現(xiàn)的蛇形運(yùn)動(dòng)，來使掛車組合保持行駛穩(wěn)定。

只有車速高于65km/h時(shí)，該功能才會(huì)啟用，該功能的主要控制部件為掛車識(shí)別控制單元(AAG)。當(dāng)高速變換車道時(shí)，掛車拖掛裝置的慣性力矩會(huì)導(dǎo)致車輛不穩(wěn)定。電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)(ESP)檢測(cè)到不穩(wěn)定的駕駛狀況，會(huì)觸發(fā)校正性制動(dòng)干預(yù)。如有必要會(huì)采取降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、車輪分別制動(dòng)、觸發(fā)掛車慣性制動(dòng)器、制動(dòng)燈亮起等措施。在直路上以定速巡航狀態(tài)行駛時(shí)，也可以防止由于側(cè)風(fēng)引起的蛇形運(yùn)動(dòng)。

5.輪胎壓力流失警告

自適應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)通過四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速傳感器，識(shí)別出因輪胎壓力減少而轉(zhuǎn)速增加的車輪，并有一條警告信息(REIFENDRUCKVERLUST WARNUNG-車胎內(nèi)壓消失警告)在儀表盤中閃爍。此功能模塊不會(huì)取代車胎內(nèi)壓控制功能。

6.自適應(yīng)制動(dòng)燈

傳統(tǒng)的制動(dòng)燈只能指示車輛已施加制動(dòng)，表示車輛正在減速。然而后車駕駛員很難識(shí)別，前車是輕輕制動(dòng)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，還是在緊急狀況下進(jìn)行緊急制動(dòng)。后車駕駛員必須根據(jù)前方車輛的反映和當(dāng)前交通狀況進(jìn)行判斷。

當(dāng)制動(dòng)時(shí)的減速度大于7.5m/s2時(shí)或制動(dòng)前的速度超過50km/h，自適應(yīng)制動(dòng)燈會(huì)以5.5Hz的頻率閃爍，以便向后方車輛發(fā)出緊急制動(dòng)的警告。這樣可大大縮短后車反應(yīng)時(shí)間，降低追尾風(fēng)險(xiǎn)。如果制動(dòng)前的車速超過70km/h，危險(xiǎn)警告燈會(huì)在車輛減速時(shí)啟用。只有再次起步，且車速超過10km/h時(shí)，危險(xiǎn)警告燈才熄滅。

二、電動(dòng)駐車制動(dòng)器

電動(dòng)式駐車制動(dòng)器取代了機(jī)械式駐車制動(dòng)系統(tǒng)，取消了駐車制動(dòng)器踏板，降低了碰撞事故中對(duì)駕駛員腳部的傷害。電動(dòng)駐車制動(dòng)器制動(dòng)按鈕位置與之前車型上的駐車制動(dòng)釋放手柄位置相同(圖2)。行駛中駕駛員按這個(gè)按鈕，自適應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)可通過高性能液壓泵進(jìn)行常規(guī)的制動(dòng)，使車速可迅速下降到3km/h以下；如果駕駛員放開按鈕，則制動(dòng)過程會(huì)中斷。

駐車制動(dòng)器包括位于后輪輞內(nèi)的雙伺服鼓式制動(dòng)器和駐車制動(dòng)器控制單元(圖3)。雙伺服鼓式制動(dòng)器的兩根拉線并未連接到腳踏式制動(dòng)踏板，而是連接到安裝在后軸上的電動(dòng)駐車制動(dòng)器控制單元(圖4)。

電動(dòng)駐車制動(dòng)器控制單元包括：電子控制裝置、帶直齒輪電機(jī)、心軸驅(qū)動(dòng)裝置、拉線力傳感器、緊急釋放拉線。心軸驅(qū)動(dòng)裝置右側(cè)拉線端連接到驅(qū)動(dòng)裝置螺桿，左側(cè)拉線連接到附帶的螺套上，螺套可以沿縱向移動(dòng)，與直齒輪的連接為扭轉(zhuǎn)剛性連接；拉線力傳感器是利用應(yīng)變硅原理測(cè)量拉線拉力的；緊急釋放拉線能夠解鎖拉緊機(jī)構(gòu)，使駐車制動(dòng)器控制單元出現(xiàn)電氣故障時(shí)也能釋放拉力。

電機(jī)通過直齒輪的作用，帶動(dòng)心軸驅(qū)動(dòng)螺套，拉線螺桿旋入螺套中，從而拉動(dòng)拉線?；瑒?dòng)螺套的移動(dòng)，使得另外一根拉線也被拉緊。電子控制裝置使用拉線力傳感器確定拉線拉力，拉線被拉緊，直至達(dá)到預(yù)定拉力，電機(jī)停止工作。電機(jī)關(guān)閉后，齒輪自鎖設(shè)計(jì)確保在控制單元停止工作狀態(tài)下仍能夠保持拉力。釋放駐車制動(dòng)器時(shí)，需反向接通伺服電機(jī)，卸掉拉線的拉力，直到回位彈簧再次松開駐車制動(dòng)器的制動(dòng)蹄。

實(shí)際上電動(dòng)駐車制動(dòng)器只在駐車時(shí)才能真正被啟動(dòng)。在其他情況下，則由新的防溜車功能(HOLD)和坡道起步輔助功能為駕駛員提供制動(dòng)，這些功能使用行車制動(dòng)器而不是駐車制動(dòng)器。

1.防溜車功能

防溜車功能可為駕駛員提供輔助制動(dòng)，使駕駛員在十字路口或者爬坡時(shí)輕松地制動(dòng)。車輛停止時(shí)，可通過再次稍微用力踩下制動(dòng)踏板啟用該功能。如果先用力踩下制動(dòng)踏板使車輛停止，也可以稍微釋放踏板然后再次短時(shí)間踩下踏板啟動(dòng)該功能。儀表上會(huì)有“HOLD”字樣指示燈亮起，表示防溜車功能已啟動(dòng)。

啟用防溜車功能后，制動(dòng)壓力通過促動(dòng)制動(dòng)助力器內(nèi)部的電磁閥，建立制動(dòng)壓力。此壓力一直保持，直到駕駛員踩下加速踏板。踩下加速踏板時(shí)，制動(dòng)輔助系統(tǒng)電磁閥回到不工作狀態(tài)，從而終止制動(dòng)，車輛開始起步。防溜車功能也可以通過再次踩下制動(dòng)踏板停用。

暫時(shí)停車時(shí)，因?yàn)檐囕v可以通過行車制動(dòng)器進(jìn)行固定，不需要使用駐車制動(dòng)器。如果已經(jīng)啟用了防溜車功能，當(dāng)拔下點(diǎn)火開關(guān)中的鑰匙，固定車輛的任務(wù)將自動(dòng)轉(zhuǎn)給駐車制動(dòng)器。在裝備無鑰匙啟動(dòng)的車輛上，通過駕駛員開啟左側(cè)車門觸發(fā)。駐車制動(dòng)器控制單元拉緊駐車制動(dòng)器拉線后，制動(dòng)輔助電磁閥斷開，制動(dòng)助力器兩個(gè)腔中的壓力得到平衡，膜片回到靜止位置，行車制動(dòng)器壓力降到零。

一旦駕駛員關(guān)閉駕駛員側(cè)車門，并扣緊安全帶，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，踩下加速踏板，駐車制動(dòng)器將自動(dòng)釋放。某些情況下，駐車制動(dòng)器無法自動(dòng)釋放。例如其中一個(gè)條件不符合或者信號(hào)失效時(shí)，而駕駛員又試圖加速，儀表板上先會(huì)出現(xiàn)“釋放駐車制動(dòng)器”的紅色文字提示。如果駕駛員沒有注意到儀表上的警示顯示，隨著加速踏板的繼續(xù)踩下，車內(nèi)會(huì)發(fā)出“嘀嘀”的警示聲音信號(hào)，這種情況下，必須通過手動(dòng)釋放駐車制動(dòng)器。

還有另外一種情況需要考慮，如果自動(dòng)變速器駐車鎖無法結(jié)合，變速器控制單元將向電動(dòng)駐車制動(dòng)器控制單元內(nèi)的停車協(xié)調(diào)器發(fā)送一條信息，此時(shí)不再結(jié)合駐車鎖，而是啟用駐車制動(dòng)器以防止溜車。

有些情況是由駕駛員因素引起的，例如小腿抽筋或腳坑中有東西擋住了制動(dòng)踏板。當(dāng)車輛以高于3.5km/h的時(shí)速行駛時(shí)，按下電動(dòng)駐車制動(dòng)器手柄，電動(dòng)駐車制動(dòng)器不會(huì)接合雙伺服鼓式制動(dòng)器。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為車輛處于緊急制動(dòng)狀況，命令液壓制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)所有車輪以40%的制動(dòng)力施加制動(dòng)(相當(dāng)于4m/s2的減速度)。持續(xù)施加制動(dòng)直到車輛停止或再次松開手柄。如有必要，ABS和ESP會(huì)對(duì)車輛進(jìn)行校正。

在行車制動(dòng)器本身出現(xiàn)故障的緊急情況下，按下駐車制動(dòng)器按鈕，會(huì)使駐車制動(dòng)器本身的雙伺服鼓式制動(dòng)器起作用。這是唯一一種可能會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)駐車制動(dòng)器對(duì)后輪施加不可控制動(dòng)的情況。

如果電動(dòng)駐車制動(dòng)器由于某種原因無法工作，例如一條制動(dòng)拉線卡住或拉線力傳感器感知拉力為零，駐車制動(dòng)器控制單元內(nèi)的停車協(xié)調(diào)器將啟用，停車協(xié)調(diào)器會(huì)指示自動(dòng)變速器結(jié)合駐車鎖，防止車輛出現(xiàn)溜車。即使換擋桿之前并未在P擋位置，也會(huì)進(jìn)行上述操作。

2.坡道起步輔助系統(tǒng)

坡道起步輔助是自適應(yīng)制動(dòng)器的一部分，它使得坡道起步更加容易，駕駛員無需借助駐車制動(dòng)器或防溜車功能。

車輛在施加行車制動(dòng)的情況下停下來，縱向加速度傳感器會(huì)記錄車輛的傾斜角度。如車輛處于上坡路段，換擋桿位于位置D，或者車輛處于下坡路段，換擋桿位于位置R，坡道起步功能進(jìn)入備用狀態(tài)。如果駕駛員此時(shí)松開制動(dòng)踏板，制動(dòng)力不會(huì)降低；相反會(huì)促動(dòng)液壓?jiǎn)卧?，使制?dòng)壓力保持在適合車輛傾斜度的水平，如有必要壓力甚至可以增加，以固定車輛。這種壓力將繼續(xù)保持，直到踩下加速踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足夠的牽引力。

坡道起步輔助功能能夠在駕駛員把腳從制動(dòng)踏板移至加速踏板時(shí)，防止車輛意外溜車。但是制動(dòng)壓力最多只保持1s，之后壓力會(huì)明顯降低，從而使車輛在經(jīng)過短暫的等待后開始移動(dòng)。

三、限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版

限距控制系統(tǒng)工作時(shí)，如果前方道路沒有車輛，限距控制系統(tǒng)的工作方式與標(biāo)準(zhǔn)的巡航定速控制系統(tǒng)相同。車流量大時(shí)，系統(tǒng)利用雷達(dá)傳感器計(jì)算與前方車輛之間的距離，并保持安全車距。此距離會(huì)根據(jù)當(dāng)前車速而變化，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的控制，并合理利用車輛的制動(dòng)器，達(dá)到合理控制車距的目的。

普通版限距控制系統(tǒng)可在30～180km/h的速度內(nèi)工作，限距控制系統(tǒng)可以通過車輛制動(dòng)器獲得的最大減速度達(dá)到車輛全部制動(dòng)力的20%，相當(dāng)于2m/s2的減速度。現(xiàn)在，限距控制系統(tǒng)經(jīng)過再次開發(fā)，能夠在0～200km/h的車速范圍內(nèi)工作，最大減速度是原來的兩倍。

增強(qiáng)版配備的遠(yuǎn)程雷達(dá)傳感器(圖7)，覆蓋的角度為9°，最遠(yuǎn)距離是150m，可以有效檢測(cè)到前方100m內(nèi)的任何車輛。該版本還額外配備了近程雷達(dá)傳感器，傳感器能夠覆蓋車輛前方30m內(nèi)的區(qū)域，每個(gè)傳感器的覆蓋角度為80°。遠(yuǎn)程雷達(dá)傳感器的工作頻率為77GHz，近程雷達(dá)傳感器的工作頻率為24GHz。

假設(shè)本車與前方車輛的距離縮短到低于駕駛員的設(shè)定值，但是仍高于安全距離，相應(yīng)的數(shù)據(jù)將被遠(yuǎn)程雷達(dá)傳感器記錄，并由控制單元(DTR)進(jìn)行分析，傳輸給雷達(dá)傳感器控制單元(RDU)。如果車輛繼續(xù)接近，距離縮小到低于設(shè)定值，讀數(shù)將被近程雷達(dá)傳感器記錄，數(shù)據(jù)將會(huì)傳輸給雷達(dá)傳感器控制單元，分析了所有傳感器數(shù)據(jù)后，雷達(dá)傳感器控制單元執(zhí)行調(diào)節(jié)車輛直線速度所需的計(jì)算，隨后傳輸給自適應(yīng)制動(dòng)器控制單元。

根據(jù)當(dāng)前車輛的狀況，自適應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)控制單元能夠通過增加或減少發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、為變速器升降擋位或啟動(dòng)制動(dòng)控制進(jìn)行干預(yù)，將距離始終保持在不低于法律規(guī)定的最短距離。如果前方車輛開始制動(dòng)并停車時(shí)，限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版會(huì)跟蹤前方車輛，直到停止，此時(shí)限距控制功能隨后關(guān)閉。如果前方車輛重新起步，限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版不會(huì)隨即啟動(dòng)，除非駕駛員拉動(dòng)巡航定速控制桿或短暫踩下加速踏板，可重新啟動(dòng)該功能。

四、制動(dòng)輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版

傳統(tǒng)的制動(dòng)輔助系統(tǒng)，在需要緊急制動(dòng)的情況下，許多駕駛員會(huì)非常迅速地踩下制動(dòng)踏板，但常常踩踏板的力度不夠大。膜片行程傳感器會(huì)向自適應(yīng)制動(dòng)器控制單元發(fā)送一個(gè)信號(hào)，控制單元如果識(shí)別為緊急制動(dòng)，會(huì)接通制動(dòng)輔助系統(tǒng)電磁閥，使制動(dòng)壓力增大到防抱死介入的壓力值。松開制動(dòng)踏板時(shí)或車輛停止之前，制動(dòng)輔助系統(tǒng)停用。

制動(dòng)輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版是利用限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版的遠(yuǎn)程雷達(dá)和近程雷達(dá)的數(shù)據(jù)分析探測(cè)到前方道路的車輛。如果探測(cè)到與前方車輛之間的距離縮短至低于設(shè)定距離，控制單元會(huì)計(jì)算所需的減速度。再通過施加最高4m/s的減速度進(jìn)行制動(dòng)干預(yù)。如果需要更高減速度時(shí)，系統(tǒng)通過儀表盤中的警告燈和聲音提示(蜂鳴聲)提醒駕駛員。

警告信號(hào)發(fā)出提示后，駕駛員開始參與由限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版發(fā)起的制動(dòng)操作。自適應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)利用由制動(dòng)助力器中的膜片行程傳感器和液壓?jiǎn)卧械膲毫鞲衅靼l(fā)送的信號(hào)，檢測(cè)駕駛員的制動(dòng)動(dòng)作。

駕駛員踩下制動(dòng)踏板后，控制單元對(duì)比主缸壓力產(chǎn)生的減速度與計(jì)算出所需的減速度。這些信息傳給ABR控制單元，如果所需的實(shí)際壓力大于駕駛員正在施加的壓力，制動(dòng)輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版將促動(dòng)制動(dòng)助力器電磁閥，制動(dòng)力被盡可能增大到避免碰撞的水平。

關(guān)閉限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版，只會(huì)停用保持設(shè)定距離或車速的校正干預(yù)，但是雷達(dá)傳感器和目標(biāo)探測(cè)功能仍然起作用，必要時(shí)仍可以為自適應(yīng)制動(dòng)器控制單元提供所需的信息。如果系統(tǒng)檢測(cè)到與前方車輛有發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，即使限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版已經(jīng)關(guān)閉，仍然可以通過視聽警報(bào)提醒駕駛員采取制動(dòng)措施。因此，無論限距控制系統(tǒng)增強(qiáng)版是否關(guān)閉，制動(dòng)輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版始終能夠在制動(dòng)時(shí)作為駕駛員的輔助工具。

雖然制動(dòng)輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版能使制動(dòng)壓力增大到防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的介入值，但是也無法保證車輛在與障礙物發(fā)生碰撞前停止，所以駕駛員有責(zé)任根據(jù)行駛條件和交通狀況保持安全車距，并最遲在得到警告提示時(shí)進(jìn)行制動(dòng)。