pagurian
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鹽烤大熊甲
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 #1 [知識] 汽車穩定控制系統
汽車業一個顯而易見的趨勢就是汽車製造商們不斷採用新的軟體系統將汽車的硬體系統聯繫起來，以創造出更新的特性。最近幾輛這樣的汽車，可以這麽跟你說，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的汽車參賽，他也照樣能夠從其他駕駛普通車輛的選手中脫穎而出。
通過採用來自防鎖剎車系統（ABS）的資訊，可以提高懸架系統的性能。我們知道，ABS系統能夠測量出車輪速度並獨立控制各車輪制動輪缸壓力。然而這個基礎系統做一些必要的改進，就可使電控懸架更有效地發揮作用。
第一代的ABS輪速感測器由磁鐵、線圈、齒輪及一個齒環構成。這種VR型（變磁阻）的感測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，並在感測器的線圈中産生脈動的電壓。由於採用了多個齒形和電子波形信號，感測器的輸出爲一系列的脈衝。單位時間內感測器産生的脈衝數除以車輪每轉所産生的脈衝數就可以得到車輪的轉速。
VR型輪速感測器的一個嚴重缺陷就在於其輸出脈衝的電壓與齒形通過磁路的速度直接相關，因而車輪轉速也與齒形通過磁路的速度直接相關。現在越來越多的所謂“主動”型的ABS感測器都使用霍爾元件或使用由車輛電氣系統提供能源的限磁型感測器。主動型感測器的最大優點在於即使是在車輪轉速爲零的情況下它也能夠提供精確的輪速信號。
控制系統軟體可以判斷出一個車輪與其他車輪轉速可能産生差異的原因。例如，一個嚴重充氣不足的車輪要比其他正常充氣的車輪的直徑要小。在這種情況下，控制軟體能夠在系統不施加制動的情況下將四個車輪的轉速信號進行對比並很容易地判別出每轉比其他三個車輪産生脈衝數多的那個車輪所在。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感測器中，Continental -Teves公司研製了一種安裝在車輪軸承中的感測器。這種軸承的密封圈進行了電磁標識，除了可以發揮正常的密封作用外，還可以作爲旋轉的脈衝發生器來使用。感測器本身被夾在軸承中並成爲車輪軸承總成的一個部件，而且，主動型感測器在體積上要比VR型感測器小得多，因而可以像Continental-Teves公司那樣把感測器封裝起來。
在ABS基礎上新發展起來的一種系統是牽引力控制系統（TCS）。TCS能監測車輛的驅動輪轉速高於其他車輪的情況，並通過減小節氣門開度（與駕駛員踩踏油門的動作幅度無關）或有選擇地在驅動輪施加制動力來減小相應車輪的滑轉。對某一驅動輪施加制動可以將車輛的驅動力矩傳遞到另一側的車輪，這與限滑差速器的工作原理很相似。
不久之前，美國汽車工程師協會（SAE）邀請了一些汽車工程師對一些這類系統進行了試驗。爲了驗證TCS系統的作用，他們在地上鋪了一張巨大的塑膠面板並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後，發動機會發出常見的吼叫聲，高速滑轉的車輪也會發出刺耳的尖叫聲。
當用裝備TCS的車輛試驗時則不會出現發動機狂吼或輪胎的滑轉尖叫聲。電腦會監測到打滑的車輪並將資訊傳送給發動機動力管理系統，該系統則會減小發動機的動力輸出，然後ABS系統開始工作，向驅動輪施加制動力。於是兩個車輪均附著良好，汽車就會開出塑膠面板。當然，汽車從塑膠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。
爲確保懸架系統的穩定性，還需要使用比TCS系統更多的感測器和其他的零部件。例如：需要安裝能夠監測到影響駕駛員保持正確的行駛車道的作用力的感測器。這類裝置包括一種能監測車輛橫擺狀況的感測器。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後端時它就會繞著那根銷子轉動。也許用不足轉向/過多轉向監測感測器這個術語會更貼切些。如果你的車輛失去控制，而且車輛後部因側滑而發生甩尾現象，橫擺感測器會首先探測到。
另外兩種感測器也需要裝備。一種是轉向角感測器，這種感測器安裝在轉向管柱上，由一個線圈構成，用來探測駕駛員欲操控汽車的方位。另一種是側向加速度感測器，這種裝置能夠測量將車輛推向偏移駕駛方向的力。
系統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，它能夠使電腦控制制動器以産生恰當的制動力。ABS系統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系統的基礎上開發了汽車穩定性電子控制程式（ESP）。ESP能夠識別諸如駕駛員慌亂反應這樣的緊急駕駛工況並通過對單個車輪施加制動和干預發動機控制系統來保持車輛的穩定性。這個軟體能夠綜合理想轉向角、橫擺角度、側向力和輪速差異等信號，很快判別出汽車失去控制的時刻。然後不管駕駛員如何操作，對車輛施加制動還是加速，ESP開始發揮作用使汽車穩定下來。
當這個系統運行時，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後部都能夠保持穩定。然後系統的橫擺控制部分使汽車保持其相對於垂直軸線（如前例中提到的玩具汽車上的銷子）的穩定性。這個過程獨立于駕駛員的操縱行爲，通過對單個車輪施加制動控制或控制發動機的暫態輸出扭矩來完成。
爲了證明ESP系統的作用，美國汽車工程師協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， 你會知道賽程多麽有趣。試驗過程中車速並不是那麽高，但卻有很多的急轉彎，如果你將汽車加速太快將會用壞很多輪胎。爲了確保不出現意外情況，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、五圈之後，我的指導教師建議說那裏車道的加速效果非常好，並問我是否願意再試一次。當我做了肯定的回答時，他伸過手去關閉了ESP系統。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生了嚴重打滑及三次衝撞事故。所幸除了四個輪胎嚴重刮擦磨損外汽車並沒有受到損壞。我最感到驚訝的是ESP系統安裝到汽車上後在整個賽程上的效果竟是如此出衆，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在發生作用。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系統問世。可以確信，隨著電腦和軟體産品的成本的下降，這些系統的價格也會隨著下降。應該說明一點的是，2000 Olds Intrigue車型已經裝備了ESP系統，而且在今後的幾年內這種系統有望在中檔汽車上普及。
當你看到這些穩定性控制系統時，它們與其他部件相比看起來並沒有太大的差別，這就是汽車服務商們的高明之處。而且更應該注意的是，雖然你在進行汽車維修時不得不非常留意零部件的數目，因爲這些系統因製造商、型號和年份不同而有所差異，你僅能夠指出的在一個功能模組或裝配總成中的軟體的變化可能只是零件的數目的不同。然而汽車的診斷系統會幫助你判斷出了什麽故障，還會保證你正確地更換零部件，從而使系統能夠正常運行。
以上資料來自於-MOTOR.com
[ Last edited by 強強 on 2006-12-12 at 04:21 PM ]
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相迎不道遠 直至長風沙
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