制動(dòng)新技術(shù)有效提高安全駕駛
互聯(lián)網(wǎng) xjm82395219邢 汽車(chē)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(mǎn)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(lái)的乘用車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)可以在駕駛員松開(kāi)加速踏板時(shí)自動(dòng)制動(dòng)。它的柔和停車(chē)功能則可以讓汽車(chē)在城市交通中特別柔和而平順地停下來(lái)。 汽車(chē)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(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的。隨著機(jī)電一體化在汽車(chē)工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，未來(lái)將由高性能的微處理器和可控式電子執(zhí)行元件來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)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(chē)的安全性與舒適性。例如，1999年Mercedes-Benz公司推出的主動(dòng)車(chē)身控制（ABC）就是機(jī)電一體化在汽車(chē)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(chē)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(chē)身控制（ABC）”為名，在旗艦CL車(chē)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(lái)。 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(wèn)世而出現(xiàn)。Mercedes-Benz和BOSCH公司已經(jīng)在這個(gè)發(fā)展專(zhuān)案上開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)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(chē)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(lái)的資訊。通過(guò)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(lái)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(xiàn)上形成相應(yīng)的壓力，在機(jī)械和液力相互作用下，通過(guò)輪邊制動(dòng)缸推動(dòng)制動(dòng)壓向制動(dòng)盤(pán)。 在未來(lái)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(lái)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(jué)，工程師們開(kāi)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(lái)推動(dòng)制動(dòng)踏板。也就是說(shuō)：在制動(dòng)過(guò)程中，執(zhí)行元件是完全和系統(tǒng)的其余部分?jǐn)嚅_(kāi)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(chē)輛電池內(nèi)發(fā)生問(wèn)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(chē)輛安全減速。 ※ 控制裝置：每個(gè)車(chē)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(mén)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(lái)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(chē)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(chē)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(guò)程均由安裝在輪壓調(diào)節(jié)器中的壓力傳感器來(lái)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(guò)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(chē)輛的動(dòng)作。以緊急制動(dòng)為例，SBC可以通過(guò)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(xiàn)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(xiàn)路中的壓力，并迅速將制動(dòng)壓向制動(dòng)盤(pán)，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(chē)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(chē)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(chē)時(shí)，迅速產(chǎn)生的制動(dòng)壓力和車(chē)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(guò)向各個(gè)車(chē)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(lái)保證車(chē)輛在突然轉(zhuǎn)向過(guò)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(lái)自SBC高壓儲(chǔ)能器更快、更精確的制動(dòng)脈沖，ESP才能在車(chē)輛即將脫距行駛軌道時(shí)，及時(shí)、平穩(wěn)將其穩(wěn)定下來(lái)。 ※ 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(guò)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(chē)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(chē)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。可變制動(dòng)力分配在積極影響汽車(chē)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(chē)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(chē)輪的制動(dòng)壓力。因?yàn)橥鈧?cè)車(chē)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(chē)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(chē)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(lái)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(wú)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(guò)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(kāi)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(kāi)一會(huì)，這樣將使他們的汽車(chē)的制動(dòng)距離加長(zhǎng)。駕駛仿真器中的實(shí)驗(yàn)表明，在冰雪覆蓋的路面上，車(chē)輛在60km/h的速度制動(dòng)時(shí)，ABS將使制動(dòng)距離平均加長(zhǎng)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(chēng)為柔順停車(chē)的功能。由于機(jī)電一體化高精度的壓力控制，使得車(chē)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(pán)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(pán)功能在汽車(chē)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(jué)不到這些超精確的制動(dòng)脈沖。 SBC系統(tǒng)還有一種稱(chēng)為交通阻塞輔助系統(tǒng)的功能。它能在汽車(chē)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(kāi)加速踏板，SBC就會(huì)減慢車(chē)速并以穩(wěn)定的速度將車(chē)停下。交通阻塞輔助系統(tǒng)可以持續(xù)工作到車(chē)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(chē)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(kāi)制動(dòng)，使汽車(chē)平滑起步。 |
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