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汽車關鍵時刻的保命神技是怎樣煉成的?

2016/10/19 16:22:51來源: 汽車之家

不知您是否還記得,多年一部分合資車型后備廂蓋上有過一陣貼自家技術賣點的風潮。這些今天的我們看起來有些習以為常的技術,在曾經的過往都是值得炫耀的資本,這其中就包含了ABS、EBD、ESC(ESP)等。這些多年前進口車高配置的標簽,如今在10萬元以下的國產產品中已不鮮見。在日常使用過程中,我們很少會感受到它們的存在,那是因為它們在無聲的保護著您和愛車的安全,說它們是關鍵時刻的保命神技都不為過,下面就讓我們了解下這些神技是怎樣煉成的吧。

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■ 跑得快還要站得住——車輪防抱死

  在平時的駕駛環境、不出現意外情況下,很難體會到ABS與ESC功能發揮作用,因此我們到專業場地釋放它們真正的洪荒之力,寬廣少人的試驗場是個好選擇。有了包含各類模擬實際路況的試驗區以及比現實更惡劣的路況模擬情況,這些主動安全系統得以施展拳腳。

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- ABS如何助你成為“老司機”?

  提及主動安全系統,大家或許首先會想到車輪防抱死系統,盡管今天我們都在不知不覺的享受著它帶來的安全保護,不過其發展道路卻并非一帆風順。早年間受制于電氣系統研發能力的限制,偵測輪速改變這個ABS系統啟動先決條件十分困難,在那個沒有集成電路與計算機的年代,以任何機械裝置達成敏捷的反應幾乎是天方夜譚。  

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  今日,縮寫為ABS的車輪防抱死系統可謂家喻戶曉,拯救了上萬生命的它被公認為是除安全帶、氣囊外,對汽車安全性貢獻最大的三大發明之一。因為它永久性的改變了緊急制動時,車輛的操控穩定性。

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  相比于老司機,ABS系統反應更加快速,數據顯示ECU在得到輪速傳感器反饋到的信息后,可以控制執行機構在一秒內完成60-120次制動動作,效果自然也就比身經百戰的老司機更好。當然,問題也隨之產生了。

  我們都知道通常重量在1至3噸左右的汽車與路面的接觸范圍其實只有輪胎,而輪胎接地面積與成人手掌面積相若。因此,在輪胎情況不變的情況下,地面附著力改變將會直接影響到制動效果,附著力越高,制動距離越短,相反制動距離則會相應增加。ABS系統會碰到的問題就是如何在不同附著力路面上保證最短制動距離,車輪還不能抱死。

東南汽車 東南DX3 2016款 1.5T CVT旗艦型

  在測試過程中,工程師會針對車輛滿載、半載、空載等不同狀態,使用測試儀讀取車輛減速度數據,同時會將調校后的數據與富有經驗的試車員在關閉ABS系統,純人工操作制動的數據進行對比,只有制動效果優于人工制動數倍時才能認定調校符合標準。

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  在車輛從高附著力向低附著力路面行駛制動中,ECU會通過輪速傳感器得到路面情況變化的信息改變制動管路中的油壓,從而避免抱死情況,同時測試儀還會讀取車輛減速度恢復時間,以求最大化地利用冰面附著力,減少抱死情況。相反,從低附著力向高附著力路面行駛制動過程中,系統則會相應的升高油壓,提升車輛減速度,利用高附著力地面減少制動距離。

東南汽車 東南DX3 2016款 1.5T CVT旗艦型

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  在測試的過程中,工程師會收集車速以及輪速等多組數據進行關聯分析。通過與標準數據進行對比即可得知車輪是否處于抱死狀態。制動減速度、制動距離僅僅是龐大試驗中的一部分,除此以外,工程師還會主觀判斷制動品質,其中包含踏板振動反饋感、處于保壓、泄壓狀態的電磁閥工作聲音等細節的評判。

- EBD是怎么工作的?

  當然,車輛制動效果還會受到眾多因素影響,比如全力制動時,車輛重心會發生由后向前的轉移。受此影響,前輪負荷則會相應增加,后輪抓地力會因此降低,后輪容易先發生抱死的情況。因此依托于ABS系統的另外一項主動安全技術誕生了。它就是Electronic Brake force Distribution,簡稱EBD。

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  出現“點頭”情況的原因是制動時車輛四個車輪的剎車卡鉗均會動作以將車輛停下,但由于路面狀況會有變異,加上減速時車輛重心的轉移,四個車輪與地面間的抓地力將有所不同。傳統的剎車系統會平均將剎車總泵的力量分配至四個車輪。這樣的分配會因為重心轉移的緣故降低制動效果,EBD系統的誕生便是改善這種情況的發生。

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  前面說到了EBD是建立在ABS基礎之上,準確的說它是在ABS的控制電腦里增加一個控制軟件,機械系統與ABS完全一致。它只是ABS系統的有效補充,一般和ABS組合使用,可以提高ABS的功效。當發生緊急制動時,EBD在ABS作用之前可依據車身的重量和路面條件,自動以前輪為基準去比較后輪輪胎的滑移率,如發覺此差異程度必須被調整時,系統將會調整傳至后輪的油壓,以得到更平衡且更接近理想化的制動力分布。

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  有了ABS以及EBD的輔助,當我們遇到緊急情況,全力踩下制動踏板時,車輛能夠在ECU的控制下根據情況分配制動力,減少車輪抱死情況。不過,對于日常用車而言,制動環節僅僅是其中之一,在行車的過程中同樣存在事故隱患,工程師們的研發路才剛剛開始。

■ 僅僅是制動安全還不夠——ESC

  能夠保證加速與制動時車輛的穩定性后,人們自然希望行車過程中車輛能夠處于可控的狀態,隨后車輛電子穩定程序誕生了。提及這個名稱很多人并不陌生,可是你知道嗎,不是所有的車輛電子穩定程序都叫ESP。

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  33年前的1983年,德國著名零部件供應商BOSCH的工程師們,開始著手優化的ABS控制功能,增加車輛在全力制動時的穩定性。在研發的過程中,德國汽車工業的驕傲——奔馳加入了研究項目。最終,奔馳注冊商標,同時授權開發伙伴博世,令其同樣享有使用權。由于ESP三個字母成為了注冊商標,因此日后其他公司開發的產品只得令尋它名,今日我們將電子穩定程序統稱為ESC。

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ESC系統通過轉向角度傳感器(監測方向盤轉動角度以確定汽車行駛方向是否正確)、輪速傳感器(監測每個車輪的速度以確定車輪是否打滑)、橫擺角度傳感器(記錄汽車繞垂直軸線的運動以確定汽車是否失去控制)與側向加速度傳感器(測量過彎時的離心加速度以確定汽車是否在過彎時失去抓地力)等收集車輛狀態。

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  在對傳感器收集到的信息加以分析后,ECU會對控制單元發出指令,進而建立、釋放一個或多個車輪的制動油壓,同時對發動機扭矩作精準調節,某些情況下甚至能以每秒150次的頻率進行反應。之所以進行如此高頻率的動作,其目的便是進一步精確控制車身姿態,畢竟運動中的汽車其狀態每秒各異,尤其是在轉向過程中。

東南汽車 東南DX3 2016款 1.5T CVT旗艦型

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- TCS是如何讓牽引力用在刀刃上的?

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  同EBD、ESC類似,循跡控制系統TCS同樣是依托ABS系統誕生的功能。ECU通過方向盤轉向角度傳感器、車速與輪速傳感器綜合判斷,掌握司機的轉向意圖。與ABS不同,其最終通過調整發動機輸出達到減少輪胎打滑的目的。

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  隨著主動安全系統的逐漸增多,如今新車研發過程中相關測試占比正在逐漸升高。這時調校團隊的實力便成為影響最終產品的重要因素。相比若干年前,中國品牌大部分將調校、測試交由外方不同,近些年更了解中國消費者駕駛習慣、路況環境的中方團隊在測試中扮演的角色愈加重要。


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