汽車穩(wěn)定控制系統(tǒng)

1、作者： autoth汽車穩(wěn)定控制系統(tǒng)03-8-16 11:19出處： pcauto 責任編輯： robert汽車業(yè)一個顯而易見的趨勢就是汽車制造商們不斷采用新的軟件系統(tǒng)將汽車的硬 件系統(tǒng)聯(lián)系起來，以創(chuàng)造出更新的特性。最近出的這幾輛這樣的汽車，可以這么說， 即使是讓一個兒童賽車手來駕駛這樣具有高性能的懸架系統(tǒng)的汽車參賽，他也照樣能 夠從其它駕駛普通車輛的選手中脫穎而出。ABS 的功用通過采用來自防鎖剎車系統(tǒng)（ ABS ）的信息，可以提高懸架系統(tǒng)的性能。我們知 道， ABS 系統(tǒng)能夠測量出車輪速度并獨立控制各車輪制動輪缸壓力。然而這個基礎(chǔ)系 統(tǒng)做一些必要的改進，就可使電控懸架更有效地發(fā)揮作用。VR

2、 型（變第一代的 ABS 輪速傳感器由磁鐵、線圈、齒輪及一個齒環(huán)構(gòu)成。這種 磁阻）的傳感器依靠齒輪的齒形造成磁路的開閉來進行工作。磁路的開閉導致磁渦流 的變化，并在傳感器的線圈中產(chǎn)生脈動的電壓。由于采用了多個齒形和電子波形信號， 傳感器的輸出為一系列的脈沖。單位時間內(nèi)傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù)除以車輪每轉(zhuǎn)所產(chǎn)生 的脈沖數(shù)就可以得到車輪的轉(zhuǎn)速。VR 型輪速傳感器的一個嚴重缺陷就在于其輸出脈沖的電壓與齒形通過磁路的速 度直接相關(guān)，因而車輪轉(zhuǎn)速也與齒形通過磁路的速度直接相關(guān)?，F(xiàn)在越來越多的所謂主動”型的 ABS 傳感器都使用霍爾組件或使用由車輛電氣系統(tǒng)提供能源的限磁型傳 感器。主動型傳感器的最大優(yōu)點在于即使

3、是在車輪轉(zhuǎn)速為零的情況下它也能夠提供精 確的輪速信號。控制系統(tǒng)軟件可以判斷出一個車輪與其它車輪轉(zhuǎn)速可能產(chǎn)生差異的原因。例如， 一個嚴重充氣不足的車輪要比其它正常充氣的車輪的直徑要小。在這種情況下，控制軟件能夠在系統(tǒng)不施加制動的情況下將四個車輪的轉(zhuǎn)速信號進行對比并很容易地判別 出每轉(zhuǎn)比其它三個車輪產(chǎn)生脈沖數(shù)多的那個車輪所在。這個策略也可以用來在制動工 況下識別具有抱死傾向的車輪。在各種形式的主動型 ABS 傳感器中， Continental -Teves 公司研制了一種安裝在車 輪軸承中的傳感器。這種軸承的密封圈進行了電磁標識，除了可以發(fā)揮正常的密封作 用外，還可以作為旋轉(zhuǎn)的脈沖發(fā)生器來使用。傳

4、感器本身被夾在軸承中并成為車輪軸 承總成的一個部件，而且，主動型傳感器在體積上要比 VR 型傳感器小得多，因而可 以像 Continental-Teves 公司那樣把傳感器封裝起來。在 ABS 基礎(chǔ)上新發(fā)展起來的一種系統(tǒng)是牽引力控制系統(tǒng)（TCS ）。 TCS 能監(jiān)測車 輛的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速高于其它車輪的情況，并通過減小節(jié)氣門開度（與駕駛員踩踏油門的 動作幅度無關(guān)）或有選擇地在驅(qū)動輪施加制動力來減小相應(yīng)車輪的滑轉(zhuǎn)。對某一驅(qū)動 輪施加制動可以將車輛的驅(qū)動力矩傳遞到另一側(cè)的車輪，這與限滑差速器的工作原理 很相似。不久之前，美國汽車工程師協(xié)會（ SAE ）邀請了一些汽車工程師對一些這類系統(tǒng) 進行了試驗。為了

5、驗證 TCS 系統(tǒng)的作用，他們在地上鋪了一張巨大的塑料面板并在上 面灑上水和洗滌劑。 在用沒有裝備 TCS 的汽車進行試驗時， 當駕駛員踩下加速踏板后， 發(fā)動機會發(fā)出常見的吼叫聲，高速滑轉(zhuǎn)的車輪也會發(fā)出刺耳的尖叫聲。當用裝備 TCS 的車輛試驗時則不會出現(xiàn)發(fā)動機狂吼或輪胎的滑轉(zhuǎn)尖叫聲。計算機 會監(jiān)測到打滑的車輪并將信息傳送給發(fā)動機動力管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)則會減小發(fā)動機的 動力輸出， 然后 ABS 系統(tǒng)開始工作， 向驅(qū)動輪施加制動力。 于是兩個車輪均附著良好， 汽車就會開出塑料面板。當然，汽車從塑料面板上一開走它就會像火箭一樣向前飛奔， 駕駛員必須及時將腳從加速踏板上面移開。為確保懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性，

6、 還需要使用比 TCS 系統(tǒng)更多的傳感器和其它的零部件。例如：需要安裝能夠監(jiān)測到影響駕駛員保持正確的行駛車道的作用力的傳感器。這類裝置包括一種能監(jiān)測車輛橫擺狀況的傳感器。所謂橫擺其意即如此：試想一下你將一 個銷子在中間部位從頂部直插過一輛玩具汽車，當你推動玩具車的前端或后端時它就 會繞著那根銷子轉(zhuǎn)動。也許用不足轉(zhuǎn)向 /過多轉(zhuǎn)向監(jiān)測傳感器這個術(shù)語會更貼切些。如果你的車輛失去控制，而且車輛后部因側(cè)滑而發(fā)生甩尾現(xiàn)象，橫擺傳感器會首先探測 到。另外兩種傳感器也需要裝備。一種是轉(zhuǎn)向角傳感器，這種傳感器安裝在轉(zhuǎn)向管柱上，由一個線圈構(gòu)成，用來探測駕駛員欲操控汽車的方位。另一種是側(cè)向加速度傳感器，這種裝置能夠

7、測量將車輛推向偏移駕駛方向的力。系統(tǒng)的主動部分包括一個叫做主動制動加力器的部件。這種裝置安裝有一個電磁閥，它能夠使計算機控制制動器以產(chǎn)生恰當?shù)闹苿恿ΑBS 系統(tǒng)可以確定對哪個車輪施加所需的制動。Continental ESP 的作用Continental-Teves公司在它的Mk 20 ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了汽車穩(wěn)定性電子控制 程序（ESP）。ESP能夠識別諸如駕駛員慌亂反應(yīng)這樣的緊急駕駛工況并通過對單個車輪 施加制動和干預發(fā)動機控制系統(tǒng)來保持車輛的穩(wěn)定性。這個軟件能夠綜合理想轉(zhuǎn)向角、 橫擺角度、側(cè)向力和輪速差異等信號，很快判別出汽車失去控制的時刻。然后不管駕駛 員如何操作，對車輛施加制動

8、還是加速，ESP開始發(fā)揮作用使汽車穩(wěn)定下來。當這個系統(tǒng)運行時，由 ABS 和 TCS 在制動和加速的工況下控制車輪的滑移率，從 而使汽車的前部和后部都能夠保持穩(wěn)定。 然后系統(tǒng)的橫擺控制部分使汽車保持其相對于 垂直軸線（如前例中提到的玩具汽車上的銷子）的穩(wěn)定性。這個過程獨立于駕駛員的操 縱行為，通過對單個車輪施加制動控制或控制發(fā)動機的瞬時輸出扭矩來完成。為了證明 ESP 系統(tǒng)的作用， 美國汽車工程師協(xié)會在旁地亞克銀頂體育場 （底特律獅 足球隊主場） 的停車場上設(shè)立了一系列的交通墩形成試驗用的車道。 如果你參加過 Solo II 或障礙賽車的比賽，你會知道賽程多么有趣。試驗過程中車速并不是那么高，

9、但卻有 很多的急轉(zhuǎn)彎，如果你將汽車加速太快將會用壞很多輪胎。為了確保不出現(xiàn)意外情況， 來自 Skip Barber 賽車學校的指導教師坐在副駕駛員座位上一道參加試驗。我在一輛價格昂貴的寶馬車上開了四、五圈之后，我的指導教師建議說那里車道的 加速效果非常好，并問我是否愿意再試一次。當我做了肯定的回答時，他伸過手去關(guān)閉 了 ESP 系統(tǒng)。我竟然一直不知道它是開著的！這一次我在賽道上開了大約三分之一的路程， 我的車在停車場上發(fā)生了嚴重打滑及三次沖撞事故。 所幸除了四個輪胎嚴重刮擦磨損外汽車并沒有受到損壞。我最感到驚訝 的是 ESP 系統(tǒng)安裝到汽車上后在整個賽程上的效果竟是如此出眾，它使我避免了嚴重的麻煩，而我在最初駕駛的過程中競不知道它已經(jīng)在發(fā)生作用。其次讓我感到驚詫的是他 們竟然讓我在一輛價值 70000 美元的寶馬汽車上做這樣的駕駛試驗！目前已有多種ESP系統(tǒng)問世。可以確信，隨著計算機和軟件產(chǎn)品的成本的下降，這些系統(tǒng)的價格也會隨著下降。當你看到這些穩(wěn)定性控制系統(tǒng)時，它們與其它部件相比看起來并沒有太大的差別， 這就是汽車服務(wù)商們的高明之處