创建于02.04

制动系统中的传感器技术与智能控制

现代制动系统将金属与运动与智能数字传感相结合！福特、通用汽车、丰田和本田等汽车制造商正在使用传统的刹车盘和卡钳，但他们也加入了一些很酷的传感器技术和智能控制，以符合NHTSA和IIHS的安全规定。

这种组合支持令人惊叹的ADAS功能以及最新汽车中的机电式线控驱动制动。

博世（Bosch）、大陆（Continental）、采埃孚（ZF）和布雷博（Brembo）等顶级供应商提供的传感器和电子控制单元（ECU）有助于制动系统更快、更可预测地响应。这意味着更短的制动距离和更好的制动盘热管理。

驾驶员可以享受更少的停机时间、更清晰的诊断以及更长的制动盘使用寿命。此外，带有精确传感器的**高性能制动盘**在各种条件下都能真正提升制动性能！

现代传感器如何提升车辆制动性能

现代制动系统使用精确的传感器将运动转化为数据，通过向控制单元提供反馈来提高安全性并延长组件寿命。

这带来了更智能的制动调节、更快的故障检测以及针对汽车刹车盘的定向维护。

制动系统中使用的传感器类型

轮速传感器（如霍尔效应传感器）为 ABS 和 ESC 提供数据以检测打滑。制动压力传感器支持线控制动和压力混合。

制动踏板位置传感器读取驾驶员意图，而温度传感器可防止制动衰减。磨损传感器会警告厚度。

惯性单元提供用于稳定性控制的加速度。接近传感器测量制动盘跳动以进行诊断。冗余通道有助于检测故障。

传感器布局与数据融合以提高精度

布局是关键。轮速传感器安装在轮毂上；压力传感器连接到主缸。温度和磨损传感器安装在刹车盘上或附近。

数据融合结合信号以过滤噪声。ECU运行估算器以进行实时决策。

安全设计使用双传感器进行输入。诊断例程检查合理性，并在出现故障时触发跛行回家模式。

传感器对刹车盘性能和磨损监测的影响

实时反馈使控制逻辑能够适应制动，减少过热和汽车刹车盘的磨损，延长高性能刹车盘的服务间隔。

基于状况的维护使用来自刹车盘传感器的数据按需更换零件。工程师选择与工作周期相匹配的刹车盘材料，包括铸铁和碳陶瓷。

售后汽车刹车盘必须与磨损传感器兼容或提供安装传感器支架。正确集成可确保诊断准确性并保持传感器驱动的维护优势。

制动系统架构：从机械到智能控制

当今的汽车将机械与技术相结合。制动系统从液压系统到机电系统不等，影响着驾驶感受、维护和服务以及所需技能。

机电系统与传统液压制动系统对比

液压制动因使用卡钳和主缸而坚固耐用且易于维修。

执行器用于机电制动，可提供更快的响应速度，非常适合电动汽车，并使工程师能够调整制动感觉。

为了获得最佳效果，许多汽车会结合使用这两种系统。

电子控制单元（ECU）在智能制动中的功能

ECU 读取传感器数据并调节 ABS 和 ESC 等系统，是制动系统的“大脑”。

在符合安全法规的平台上，这些控制器运行迅速，并支持软件更新，无需更换零件。

与安全系统和车辆网络的集成

制动 ECU 与其他系统的通信实现了与车道保持等功能的协同制动。

安全系统使用方法来监控刹车片磨损并控制车辆，同时降低制动盘的温度。

技术人员必须将网络系统、固件更新和校准视为与机械工作同等重要的工作。

用于自适应制动的先进控制算法

现代制动系统使用快速传感器和智能控制来提高制动和稳定性。它们依赖于车轮速度传感器、IMU 和偏航率输入。这有助于调节制动压力和发动机扭矩，以提高驾驶安全性。

预测制动使用雷达和摄像头数据在关键事件发生前准备制动。这样，系统可以预先准备制动片和执行器以获得更好的性能。

一个未来派的汽车内饰，仪表盘中集成了先进的传感器技术，展示了一个预测刹车系统正在运作的数字显示。前景突出了仪表盘，实时数据展示了刹车性能和传感器反馈。在中间，一位穿着专业商务服装的驾驶员专注于道路，方向盘清晰可见，传达出控制和安全感。背景描绘了一个城市景观，模糊的运动展示了

带传感器输入、ABS 和 ESC 的预测制动

通过响应打滑来修改制动压力，ABS 可在防止车轮抱死的同时缩短制动距离并提高稳定性。

ESC 使用 IMU 和偏航率传感器，修改车轮上的制动压力以在转弯时保持稳定性。

预测制动使用预热片、预充作动器以实现更快的制动、雷达、摄像头和 ADAS 传感器来识别潜在威胁。

使用机器学习和模型预测控制的实际制动

模型预测控制 (MPC) 通过在考虑作动器限制的同时优化制动扭矩，促进协同制动。

通过识别传感器异常，机器学习制动控制计算轮胎-路面摩擦力和制动器温度。

ML 模型必须遵守 ISO 26262 安全要求，并需要各种训练数据。

适用于不同制动盘类型和材料的自适应策略

控制算法适应制动盘类型，针对不同的热行为调整制动力和冷却。

材料感知策略通过防止热点和平衡扭矩，帮助高性能制动盘延长使用寿命。

售后刹车盘会改变摩擦和热特征；自适应系统会调整踏板感觉和 ABS 阈值以确保安全。

控制方法	主要输入	主要优势	最佳匹配
ABS 脉冲控制	车轮速度、打滑估算	防止抱死，保持转向能力	所有公路车辆
ESC 选择性制动	IMU、偏航率、车轮速度	操控中的稳定性，偏航修正	SUV、高性能汽车、卡车
预测制动	雷达、激光雷达、摄像头、ADAS 融合	缩短反应时间，预充能	高级驾驶辅助车辆
模型预测控制 (MPC)	车辆模型、执行器限制、道路数据	优化扭矩，协同制动	自动驾驶和联网车队
机器学习制动控制	历史传感器数据、温度、摩擦	自适应摩擦估算，异常检测	自适应系统，传感器丰富的平台
材料感知自适应	制动盘温度，摩擦特征	保护制动盘类型，延长使用寿命	高性能制动盘，售后升级

用于制动盘的传感器驱动维护和诊断

智能传感将服务从猜测转变为数据。系统发送关于刹车片深度、刹车盘厚度、温度和振动的信号，有助于制动盘的维护。远程信息处理和显示屏会提前发出警报，减少停机时间。

制动盘的实时磨损监测使用传感器。嵌入式磨损触点、探头和测量仪直接测量。活塞行程和振动特征指示釉化或划痕，指导检查。

预测性维护通过结合使用历史记录和材料模型来延长高性能刹车盘的寿命。系统会跟踪制动能量和温度。警报可让团队在发生故障前安排维修。

工作流程将诊断与车间软件和应用程序关联起来。警报会建议使用刹车盘材料的零件和安装说明，从而改进刹车盘维护并帮助车队管理库存。

对于线控制动汽车，在更改刹车盘几何形状或材料时可能需要重新校准。专业安装可确保安全和保修。兼容性清单可减少传感器误读。

智能制动系统的安全性、法规和测试

智能制动使用传感器和软件来实现一致的性能和安全性，从而保护道路上的驾驶员。

ISO 26262 指导制动系统安全，汽车制造商在高温和潮湿等各种条件下测试零部件。

FMVSS 为所有车辆设定了最低制动标准。

传感器和控制验证的监管标准

传感器经过测试，以确保其正常工作并处理故障，从而确保制动安全。

严格的测试规则确保传感器按预期运行。更多信息，请参阅加拿大机动车安全法规：机动车安全法规。

制动盘材料和性能的测试协议

制动盘在实验室和道路上进行热、磨损和摩擦测试。它们会评估材料结构和强度。

在各种路面上进行的实际测试有助于工程师了解制动盘的性能，确保符合ASTM和SAE标准的公平测试。

智能制动中的网络安全和故障安全要求

网络安全对于防止未经授权的访问至关重要。ISO/SAE 21434管理车辆通信中的风险。

带有备份的故障安全设计可确保安全并最大限度地减少问题发生后的停机时间。

验证区域	关键测试	相关标准
传感器耐用性	电磁兼容性，热循环，盐雾，振动，生命周期漂移	SAE 测试方法，OEM 协议， ISO 26262 指南
制动盘材料	冶金、硬度、疲劳、热冲击、测功机衰减	ASTM 材料标准、SAE 测试周期、制造商规格
系统级性能	仪器化车辆运行、NVH、跳动、厚度变化	FMVSS 要求、SAE 验证程序
网络和更新安全	渗透测试、安全 OTA、日志记录、威胁建模	ISO/SAE 21434、行业网络安全最佳实践
故障安全行为	冗余检查、看门狗、机械后备验证	ISO 26262、OEM 安全案例、监管制动规则

为配备传感器的车辆选择和安装制动盘

首先，检查您汽车的制动系统和传感器，包括液压式、电液式或线控制动类型，以及轮速、温度或磨损传感器。这可确保正确选择制动盘，不会干扰ABS或ESC信号。

根据您的需求选择刹车盘材料：日常驾驶选择OEM铸铁盘，重度使用选择通风盘或开槽盘，碳陶瓷用于赛车。确保它们与您汽车的规格相匹配，如直径、厚度和螺栓孔距。

注意传感器兼容性。如果您的汽车配备了转子安装式或刹车片磨损传感器，请选择带有正确传感器孔或兼容适配器的制动盘。安装后，清除错误代码，运行 ABS 测试，并检查传感器读数。

正确安装制动盘：拧紧车轮螺母，检查转子跳动量，并进行磨合。维护转子，选择合适的刹车片，并考虑布雷博（Brembo）或博世（Bosch）等与传感器系统配合良好的品牌。有关制动盘和刹车片的更多技巧，请参阅 Frontech 的此指南：如何选择合适的刹车盘。