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汽车关键时刻的保命神技是怎样炼成的?

2016/10/19 16:22:51来源: 汽车之家

不知您是否还记得,多年一部分合资车型后备厢盖上有过一阵贴自家技术卖点的风潮。这些今天的我们看起来有些习以为常的技术,在曾经的过往都是值得炫耀的资本,这其中就包含了ABS、EBD、ESC(ESP)等。这些多年前进口车高配置的标签,如今在10万元以下的国产产品中已不鲜见。在日常使用过程中,我们很少会感受到它们的存在,那是因为它们在无声的保护着您和爱车的安全,说它们是关键时刻的保命神技都不为过,下面就让我们了解下这些神技是怎样炼成的吧。

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■ 跑得快还要站得住——车轮防抱死

  在平时的驾驶环境、不出现意外情况下,很难体会到ABS与ESC功能发挥作用,因此我们到专业场地释放它们真正的洪荒之力,宽广少人的试验场是个好选择。有了包含各类模拟实际路况的试验区以及比现实更恶劣的路况模拟情况,这些主动安全系统得以施展拳脚。

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- ABS如何助你成为“老司机”?

  提及主动安全系统,大家或许首先会想到车轮防抱死系统,尽管今天我们都在不知不觉的享受着它带来的安全保护,不过其发展道路却并非一帆风顺。早年间受制于电气系统研发能力的限制,侦测轮速改变这个ABS系统启动先决条件十分困难,在那个没有集成电路与计算机的年代,以任何机械装置达成敏捷的反应几乎是天方夜谭。  

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  今日,缩写为ABS的车轮防抱死系统可谓家喻户晓,拯救了上万生命的它被公认为是除安全带、气囊外,对汽车安全性贡献最大的三大发明之一。因为它永久性的改变了紧急制动时,车辆的操控稳定性。

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  相比于老司机,ABS系统反应更加快速,数据显示ECU在得到轮速传感器反馈到的信息后,可以控制执行机构在一秒内完成60-120次制动动作,效果自然也就比身经百战的老司机更好。当然,问题也随之产生了。

  我们都知道通常重量在1至3吨左右的汽车与路面的接触范围其实只有轮胎,而轮胎接地面积与成人手掌面积相若。因此,在轮胎情况不变的情况下,地面附着力改变将会直接影响到制动效果,附着力越高,制动距离越短,相反制动距离则会相应增加。ABS系统会碰到的问题就是如何在不同附着力路面上保证最短制动距离,车轮还不能抱死。

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  在测试过程中,工程师会针对车辆满载、半载、空载等不同状态,使用测试仪读取车辆减速度数据,同时会将调校后的数据与富有经验的试车员在关闭ABS系统,纯人工操作制动的数据进行对比,只有制动效果优于人工制动数倍时才能认定调校符合标准。

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  在车辆从高附着力向低附着力路面行驶制动中,ECU会通过轮速传感器得到路面情况变化的信息改变制动管路中的油压,从而避免抱死情况,同时测试仪还会读取车辆减速度恢复时间,以求最大化地利用冰面附着力,减少抱死情况。相反,从低附着力向高附着力路面行驶制动过程中,系统则会相应的升高油压,提升车辆减速度,利用高附着力地面减少制动距离。

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  在测试的过程中,工程师会收集车速以及轮速等多组数据进行关联分析。通过与标准数据进行对比即可得知车轮是否处于抱死状态。制动减速度、制动距离仅仅是庞大试验中的一部分,除此以外,工程师还会主观判断制动品质,其中包含踏板振动反馈感、处于保压、泄压状态的电磁阀工作声音等细节的评判。

- EBD是怎么工作的?

  当然,车辆制动效果还会受到众多因素影响,比如全力制动时,车辆重心会发生由后向前的转移。受此影响,前轮负荷则会相应增加,后轮抓地力会因此降低,后轮容易先发生抱死的情况。因此依托于ABS系统的另外一项主动安全技术诞生了。它就是Electronic Brake force Distribution,简称EBD。

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  出现“点头”情况的原因是制动时车辆四个车轮的刹车卡钳均会动作以将车辆停下,但由于路面状况会有变异,加上减速时车辆重心的转移,四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。这样的分配会因为重心转移的缘故降低制动效果,EBD系统的诞生便是改善这种情况的发生。

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  前面说到了EBD是建立在ABS基础之上,准确的说它是在ABS的控制电脑里增加一个控制软件,机械系统与ABS完全一致。它只是ABS系统的有效补充,一般和ABS组合使用,可以提高ABS的功效。当发生紧急制动时,EBD在ABS作用之前可依据车身的重量和路面条件,自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑移率,如发觉此差异程度必须被调整时,系统将会调整传至后轮的油压,以得到更平衡且更接近理想化的制动力分布。

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  有了ABS以及EBD的辅助,当我们遇到紧急情况,全力踩下制动踏板时,车辆能够在ECU的控制下根据情况分配制动力,减少车轮抱死情况。不过,对于日常用车而言,制动环节仅仅是其中之一,在行车的过程中同样存在事故隐患,工程师们的研发路才刚刚开始。

■ 仅仅是制动安全还不够——ESC

  能够保证加速与制动时车辆的稳定性后,人们自然希望行车过程中车辆能够处于可控的状态,随后车辆电子稳定程序诞生了。提及这个名称很多人并不陌生,可是你知道吗,不是所有的车辆电子稳定程序都叫ESP。

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  33年前的1983年,德国著名零部件供应商BOSCH的工程师们,开始着手优化的ABS控制功能,增加车辆在全力制动时的稳定性。在研发的过程中,德国汽车工业的骄傲——奔驰加入了研究项目。最终,奔驰注册商标,同时授权开发伙伴博世,令其同样享有使用权。由于ESP三个字母成为了注册商标,因此日后其他公司开发的产品只得令寻它名,今日我们将电子稳定程序统称为ESC。

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ESC系统通过转向角度传感器(监测方向盘转动角度以确定汽车行驶方向是否正确)、轮速传感器(监测每个车轮的速度以确定车轮是否打滑)、横摆角度传感器(记录汽车绕垂直轴线的运动以确定汽车是否失去控制)与侧向加速度传感器(测量过弯时的离心加速度以确定汽车是否在过弯时失去抓地力)等收集车辆状态。

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  在对传感器收集到的信息加以分析后,ECU会对控制单元发出指令,进而建立、释放一个或多个车轮的制动油压,同时对发动机扭矩作精准调节,某些情况下甚至能以每秒150次的频率进行反应。之所以进行如此高频率的动作,其目的便是进一步精确控制车身姿态,毕竟运动中的汽车其状态每秒各异,尤其是在转向过程中。

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- TCS是如何让牵引力用在刀刃上的?

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  同EBD、ESC类似,循迹控制系统TCS同样是依托ABS系统诞生的功能。ECU通过方向盘转向角度传感器、车速与轮速传感器综合判断,掌握司机的转向意图。与ABS不同,其最终通过调整发动机输出达到减少轮胎打滑的目的。

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  随着主动安全系统的逐渐增多,如今新车研发过程中相关测试占比正在逐渐升高。这时调校团队的实力便成为影响最终产品的重要因素。相比若干年前,中国品牌大部分将调校、测试交由外方不同,近些年更了解中国消费者驾驶习惯、路况环境的中方团队在测试中扮演的角色愈加重要。


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