制動(dòng)新技術(shù)有效提高安全駕駛
互聯(lián)網(wǎng) xjm82395219邢 汽車構(gòu)造維修 2008-08-18
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測(cè)控一體化制動(dòng)控制系統(tǒng)是充滿創(chuàng)意的電子控制式制動(dòng)系統(tǒng)，Mercedes-Benz公司將把它安裝在未來的乘用車上。與Mercedes-Benz公司創(chuàng)造的ABS、ASR、ESP以及制動(dòng)輔助系統(tǒng)（Brake Assist）一脈相承，這種系統(tǒng)將成為提高汽車駕駛安全性的一個(gè)新里程碑。 SBC就是使用電子脈沖，將駕駛員的制動(dòng)命令傳送到一個(gè)微處理器中，由它同步處理各種不同傳感器信號(hào)，并根據(jù)特定行駛狀態(tài)計(jì)算每一個(gè)車輪的最優(yōu)制動(dòng)力。這樣，當(dāng)在拐彎或者濕滑路面上制動(dòng)時(shí)，SBC能提供比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)更好的主動(dòng)安全性。SBC系統(tǒng)的高壓儲(chǔ)能及電控閥裝置能保證最大制動(dòng)壓力更快產(chǎn)生作用。另外，該系統(tǒng)提供的附加功能能減少駕駛員駕車中的操作強(qiáng)度。如交通擁擠輔助功能：在走走停停的交通狀態(tài)下，汽車可以在駕駛員松開加速踏板時(shí)自動(dòng)制動(dòng)。它的柔和停車功能則可以讓汽車在城市交通中特別柔和而平順地停下來。 汽車迄今為止依然是純粹依靠機(jī)械的、或者部分靠液力協(xié)助來實(shí)現(xiàn)各種功能的。隨著機(jī)電一體化在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，未來將由高性能的微處理器和可控式電子執(zhí)行元件來實(shí)現(xiàn)汽車的各種功能，它們將替代傳統(tǒng)的機(jī)械部件，進(jìn)一步提高現(xiàn)代乘用車的安全性與舒適性。例如，1999年Mercedes-Benz公司推出的主動(dòng)車身控制（ABC）就是機(jī)電一體化在汽車中應(yīng)用的實(shí)例之一。這一電子控制式懸掛系統(tǒng)能使汽車在啟動(dòng)、制動(dòng)或者拐彎時(shí)，立即達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。Mercedes-Benz公司以“主動(dòng)車身控制（ABC）”為名，在旗艦CL車型上應(yīng)用了該系統(tǒng)。它標(biāo)志著懸架技術(shù)新時(shí)代的到來。 測(cè)控一體化的電控制動(dòng)系統(tǒng)將隨著電控懸架系統(tǒng)的問世而出現(xiàn)。Mercedes-Benz和BOSCH公司已經(jīng)在這個(gè)發(fā)展專案上開始進(jìn)行合作，并以“測(cè)控一體化制動(dòng)控制系統(tǒng)（或者簡稱為SBC）”為名，進(jìn)行批量生產(chǎn)。 測(cè)控一體化制動(dòng)控制系統(tǒng)將傳統(tǒng)的液力制動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜?qiáng)大的機(jī)電一體化系統(tǒng)。它的微處理器被集成到車輛的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，并且能夠處理從不同電子控制裝置傳來的資訊。通過這種方法，電子脈沖和傳感器信號(hào)就可以很快地轉(zhuǎn)換成制動(dòng)信號(hào)，從而給駕駛員帶來顯著的安全感和舒適感。 SBC系統(tǒng)作用圖 ※ 制動(dòng)踏板：電子式代替真空式 目前采用的制動(dòng)器工作原理是：駕駛員踩下制動(dòng)踏板，推動(dòng)與制動(dòng)調(diào)壓器及制動(dòng)主缸相連的活塞連桿。制動(dòng)主缸將根據(jù)踏板力的大小，在制動(dòng)路線上形成相應(yīng)的壓力，在機(jī)械和液力相互作用下，通過輪邊制動(dòng)缸推動(dòng)制動(dòng)壓向制動(dòng)盤。 在未來測(cè)控一體化的電控制動(dòng)系統(tǒng)中，電子元件將替代當(dāng)前制動(dòng)系統(tǒng)中大量使用的機(jī)械元件，調(diào)壓器也不再需要，取而代之的是用傳感器來測(cè)量制動(dòng)主缸內(nèi)的壓力以及制動(dòng)踏板運(yùn)動(dòng)的速度，并將這些資料用電子脈沖的形式傳送到SBC的處理器中。 為了讓駕駛員能夠有相似的制動(dòng)感覺，工程師們開發(fā)了一個(gè)特別的模擬器，將它連接到前后制動(dòng)主缸上，用彈簧力和液壓力來推動(dòng)制動(dòng)踏板。也就是說：在制動(dòng)過程中，執(zhí)行元件是完全和系統(tǒng)的其余部分?jǐn)嚅_的，它只負(fù)責(zé)記錄發(fā)出的任何制動(dòng)命令。只有出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤或12V車輛電池內(nèi)發(fā)生問題時(shí)，SBC才會(huì)自動(dòng)使用前后制動(dòng)主缸，并在制動(dòng)踏板和前輪制動(dòng)器之間迅速建立液力聯(lián)系，以保證車輛安全減速。 ※ 控制裝置：每個(gè)車輪的壓力調(diào)節(jié)器 中心控制裝置是電子式液力制動(dòng)器的中心部分。這是機(jī)械學(xué)與電子學(xué)相互作用并發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)的地方--微處理器、軟體、傳感器、閥門和電動(dòng)泵聯(lián)合在一起，以實(shí)現(xiàn)高效的動(dòng)態(tài)制動(dòng)管理： 除了接收制動(dòng)踏板運(yùn)動(dòng)有關(guān)的資料外，SBC處理器還接收來自其他電子輔助系統(tǒng)的傳感器信號(hào)。例如，防抱死系統(tǒng)（ABS）提供的有關(guān)輪速資訊；ESP接收從轉(zhuǎn)向角度、回轉(zhuǎn)率、橫向加速度等傳感器傳送的有關(guān)資料等。傳動(dòng)系控制裝置最后使用資料通道與當(dāng)前駕駛狀態(tài)進(jìn)行通信。這種高度復(fù)雜的計(jì)算結(jié)果將產(chǎn)生快速制動(dòng)指令，從而保證與特定駕駛狀況相適應(yīng)的最佳減速度和行駛穩(wěn)定性。由于SBC分別計(jì)算了每個(gè)車輪所需的制動(dòng)力，因此制動(dòng)系統(tǒng)便能夠非常精確地控制制動(dòng)器。 高壓儲(chǔ)能器容納了可以在14～16kPa壓力下進(jìn)入制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)液。SBC處理器調(diào)節(jié)這個(gè)壓力并控制與儲(chǔ)能器相連的電動(dòng)泵。這就保證了比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)更短的回應(yīng)時(shí)間。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是即使在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，依然可以有全額的制動(dòng)力。 液壓裝置主要包括4個(gè)所謂的“輪壓調(diào)節(jié)器”。它們產(chǎn)生所需的制動(dòng)壓力并把它傳送到制動(dòng)器。這樣，可以回應(yīng)微處理器的約束指令，使得每個(gè)車輪都能分別平穩(wěn)減速以達(dá)到最好的行駛穩(wěn)定性和最優(yōu)的減速度。這些過程均由安裝在輪壓調(diào)節(jié)器中的壓力傳感器來監(jiān)控。 ※ 緊急制動(dòng)：制動(dòng)距離可以減少3% SBC系統(tǒng)最重要的性能特點(diǎn)是在壓力形成過程中，它具有極高的動(dòng)態(tài)特征，并使用高靈敏度的傳感器精確監(jiān)控駕駛員與車輛的動(dòng)作。以緊急制動(dòng)為例，SBC可以通過加速器識(shí)別駕駛員施加在制動(dòng)踏板上的動(dòng)作，以此作為緊急制動(dòng)的線索，并迅速作出回應(yīng)：在高壓儲(chǔ)能器的協(xié)助下，SBC系統(tǒng)提高制動(dòng)線路中的壓力，并迅速將制動(dòng)壓向制動(dòng)盤，讓它們快速抓住駕駛員踩下制動(dòng)踏板的瞬間。其結(jié)果就是：裝備SBC的運(yùn)動(dòng)型車在120km/h的速度下制動(dòng)，其制動(dòng)距比裝備傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的車型減少了大約3%。 在電子液壓技術(shù)的幫助下，制動(dòng)輔助系統(tǒng)的性能也得到了進(jìn)一步提高。當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行制動(dòng)命令、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急停車時(shí)，迅速產(chǎn)生的制動(dòng)壓力和車輪制動(dòng)器的自動(dòng)預(yù)裝可以縮短制動(dòng)距距。 行駛穩(wěn)定性：精確制動(dòng)脈沖保證EPS優(yōu)良性能 ※ 行駛穩(wěn)定性：精確制動(dòng)脈沖保證ESP優(yōu)良性能 SBC不僅是在緊急制動(dòng)時(shí)體現(xiàn)其價(jià)值，其他關(guān)鍵情況也同樣。例如，在突然轉(zhuǎn)向的危險(xiǎn)情況下，SBC系統(tǒng)會(huì)與電子穩(wěn)定程式（ESP）相互作用，通過向各個(gè)車輪發(fā)出精確的制動(dòng)脈沖以及/或者減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來保證車輛在突然轉(zhuǎn)向過程中的安全性。SBC在此顯示了強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)性和精確性。正是由于有來自SBC高壓儲(chǔ)能器更快、更精確的制動(dòng)脈沖，ESP才能在車輛即將脫距行駛軌道時(shí)，及時(shí)、平穩(wěn)將其穩(wěn)定下來。 ※ ESP與各項(xiàng)技術(shù)之配合 試驗(yàn)表明，在SBC的參與下，ESP可以通過快速、精確的制動(dòng)脈沖工作更加有效，并能顯著地減少汽車的突然轉(zhuǎn)向。同時(shí)，駕駛員的轉(zhuǎn)向壓力隨之減少。有了SBC和ESP，駕駛員在控制行駛中的汽車時(shí)就可以減少很多困難。 ※ 彎道制動(dòng)：可變制動(dòng)力分配更為安全 在彎道上制動(dòng)，SBC能提供比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)更高的安全性�？勺冎苿�(dòng)力分配在積極影響汽車的轉(zhuǎn)向跟隨性方面有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。 傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)通常給內(nèi)、外側(cè)車輪以相同的制動(dòng)壓力，而SBC提供了根據(jù)情況合適分配制動(dòng)力的可能性。因此，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加外側(cè)車輪的制動(dòng)壓力。因?yàn)橥鈧?cè)車輪承受較高的垂直載荷允許傳送更大的制動(dòng)力。同時(shí)，內(nèi)側(cè)車輪的制動(dòng)力會(huì)減少，以產(chǎn)生彎道時(shí)所需的較高回轉(zhuǎn)力。其結(jié)果是產(chǎn)生更穩(wěn)定的制動(dòng)行為及最優(yōu)的減速值。 盡管有了創(chuàng)新的測(cè)控一體化制動(dòng)控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)工程師們依然堅(jiān)持前、后車軸可變制動(dòng)力控制的原理。他們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)工作方式是，在從高速慢下來的時(shí)候，大部分制動(dòng)力繼續(xù)作用在前軸上，這避免了潛在而危險(xiǎn)的后軸制動(dòng)抱死。在低速或部分制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加后軸分配的制動(dòng)力，以改進(jìn)制動(dòng)系統(tǒng)的回應(yīng)，并使前后制動(dòng)片的磨損更均勻。 新型SL-Class系列配備SBC在轉(zhuǎn)彎時(shí)之作用 ※ 舒適性： ABS運(yùn)作中無制動(dòng)踏板振動(dòng) SBC踏板在制動(dòng)系統(tǒng)中的分離式設(shè)計(jì)和采用機(jī)電一體化的均衡壓力控制均提高了制動(dòng)的舒適性，特別是在急劇減速或ABS系統(tǒng)運(yùn)作的時(shí)候。ABS運(yùn)作中常有的制動(dòng)踏板振動(dòng)將不再發(fā)生。通過在駕駛仿真器的研究表明，幾乎2/3的駕駛員在ABS運(yùn)動(dòng)時(shí)開始感到震驚，不敢再增加制動(dòng)力，甚至把腳從制動(dòng)踏板上挪開一會(huì)，這樣將使他們的汽車的制動(dòng)距離加長。駕駛仿真器中的實(shí)驗(yàn)表明，在冰雪覆蓋的路面上，車輛在60km/h的速度制動(dòng)時(shí)，ABS將使制動(dòng)距離平均加長2.10m。 ※ SBC附加功能：支持系統(tǒng)減緩駕駛疲勞 測(cè)控一體化制動(dòng)控制系統(tǒng)在日常的駕駛中有額外的優(yōu)勢(shì)。如在濕滑路面、紅綠燈前減速、交通堵塞或上坡起步時(shí)，作用尤為明顯。 SBC中被稱為柔順停車的功能。由于機(jī)電一體化高精度的壓力控制，使得車輛在紅綠燈前頻繁減速時(shí)，能溫和而平滑停止。 在濕滑路面上，系統(tǒng)將按固定時(shí)間間隔產(chǎn)生短制動(dòng)脈沖，保證弄干制動(dòng)盤片上的水膜，使SBC在最佳效能下工作。這種自動(dòng)干燥制動(dòng)盤功能在汽車風(fēng)擋玻璃雨刷工作時(shí)，會(huì)以固定的間隔時(shí)間被啟動(dòng)。駕駛員甚至感覺不到這些超精確的制動(dòng)脈沖。 SBC系統(tǒng)還有一種稱為交通阻塞輔助系統(tǒng)的功能。它能在汽車靜止時(shí)被巡航控制桿啟動(dòng)，好處是在停停走走的交通狀態(tài)下，駕駛員只需要控制加速踏板，右腳一旦離開加速踏板，SBC就會(huì)減慢車速并以穩(wěn)定的速度將車停下。交通阻塞輔助系統(tǒng)可以持續(xù)工作到車速達(dá)60km/h時(shí)，而在高速時(shí)它會(huì)被自動(dòng)切斷。 在斜坡行駛時(shí)，SBC的起步輔助功能可以防止汽車向后或向前滾動(dòng)。駕駛員只需迅速而急劇地踩下制動(dòng)踏板，便可啟動(dòng)起步輔助功能。如果駕駛員加速，起步輔助功能會(huì)松開制動(dòng)，使汽車平滑起步。 |
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