1.引言
隨著近幾年電子信息科學與技術的高速發展,智能電子技術已經由傳統的家用電器領域向汽車智能控制領域衍進,大大提高了汽車舒適性,可操作性,安全性。自從1886年德國人卡爾·佛里特立奇·本茨發明了世界上輛三輪汽車開始,汽車安全與汽車發展便如影隨形。當今社會汽車行駛安全性更是消費者關心的問題。美國偉世通公司曾經做過一項調查,結果顯示:汽車行駛安全位于客戶對汽車要求的核心。大部分消費者認為,汽車安全性比汽車動力性、舒適性、經濟性重要。關注汽車安全,不僅是為了司機和乘客,更為了道路上更多的人。本文將用淺顯易懂的文字介紹車載智能電子控制技術對提高汽車安全性能主要控制技術的應用。
2.汽車電子防滑控制系統
汽車電子防滑控制主要包括制動防滑、驅動防滑和轉向行駛防滑等三個方面的控制。汽車防滑控制系統是汽車上的一種安全附屬裝置,可以防止汽車在制動、起步、加速和轉向時出現的側滑、跑偏、喪失轉向能力和滑轉等,從而起到保護乘客和車輛的作用,大大降低因制動、驅動等而引起交通事故出現的概率。
2.1制動防抱死系統(Anti-lockedBrakingSystem,簡稱ABS)
汽車在剎車時,由輪胎提供摩擦力讓汽車停止運動。又由于靜態摩擦力(輪胎轉動)遠遠大于滑動摩擦力(輪胎打滑),所以ABS系統能夠讓汽車獲得更大摩擦力使其更快停止。汽車制動防抱死制動系統(ABS)是汽車在任何路面上緊急制動時,汽車智能電子系統接收到車輪轉速傳感器信號,自動控制和調節車輪的制動力,使車輪處于轉動與滑動的臨界狀態,防止車輪完全抱死,使車輪獲得大制動摩擦力,獲得佳制動效果。從而避免制動過程中的跑偏、側滑、和喪失轉向操縱能力等,提高了汽車汽車操縱性能和穩定性能(如圖1所示)。同時,汽車還能獲取大制動力,縮短30%的制動距離,提高汽車的制動性能,對保證汽車安全具有重要意義。
2.2驅動防滑系統(AccelerationSlipRegulation,簡稱ASR)
汽車在起步或加速時,特別是下雨、下雪、冰雹、路凍等摩擦力較小的特殊路面上行駛時,往往會發生驅動輪打滑現象,這在山路上非常危險的。為了保證汽車行駛安全穩定性,控制車輪不出現滑轉現象,主要通過汽車車載智能控制單元接收到輪速傳感器信號,控制發動機電子點火部分和供油,通常通過改變節氣門開度和點火提前角的方式調節發動機的輸出轉矩,確保車輪與地面之間大附著力和牽引力,使車輪的滑移率達到佳范圍內(15%~20%)。如果車輪打滑得不到控制,車子就會失控。所以,別以為只有剎車時車輪抱死會出危險,起步時車輪打滑一樣會出問題。
2.3車輛電子穩定系統(ElectronicStabilityProgram,簡稱ESP)
車輛電子穩定系統(EPS)當車輛在轉向、制動或打滑時,電子控制單元ECU接收到包括來自轉向角度傳感器(檢測方向盤的轉向角度)、輪速傳感器(監測各個車輪的轉動速度)、G(側滑)傳感器(監測車體繞垂直軸線轉動的狀態)、橫擺率(橫向加速度)傳感器(測汽車轉彎時的離心力)、減速度傳感器,對車輛的的運行狀態進行分析、計算和判斷然后發出指令,把制動執行器內的壓力泵產生的的液壓傳送到相應的車輪制動器的輪缸。從而實現對前輪側滑和后輪側滑的控制,使車輛不偏離正確的行駛軌跡。例如,當汽車后輪出現側滑時,ESP系統立即把制動力加到正在轉彎的外前輪上,迅速制動前輪使汽車產生一種相反的轉矩,以保證汽車在原來的車道上行駛;當汽車前輪出現“飄動”現象時。ESP系統把制動力施加到兩個后輪上,迅速制動后輪使汽車保持在原來的車道上行駛。不難看出車輛電子穩定系統(EPS)是傳統ABS(防抱死剎車系統)、ASR(驅動防滑系統)的進一步擴展,ESP重要的特點就是它的主動性,如果說ABS是被動地作出反應,那么ESP卻可以做到防患于未然。更智能化提升了汽車的穩定性能和安全性能。