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透視汽車穩(wěn)定性控制
（作者未知） 2009/7/28
概述
比爾•蓋茨有一次被問及關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的未來，據(jù)說他是這樣回答的：“軟件里頭出天才”。對(duì)于汽車技術(shù)領(lǐng)域而言，這樣說似乎也是對(duì)的，現(xiàn)在汽車行業(yè)一個(gè)顯而易見的趨勢就是汽車制造商們不斷采用新的軟件系統(tǒng)將汽車的硬件系統(tǒng)聯(lián)系起來，以創(chuàng)造出更新的特性。我最近有幸駕駛了幾輛這樣的汽車，可以這么跟你說，即使是讓一個(gè)兒童賽車手來駕駛這樣具有高性能的懸架系統(tǒng)的汽車參賽，他也照樣能夠從其他駕駛普通車輛的選手中脫穎而出。
通過采用來自防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的信息，可以提高懸架系統(tǒng)的性能。我們知道，ABS系統(tǒng)能夠測量出車輪速度并獨(dú)立控制各車輪制動(dòng)輪缸壓力。然而這個(gè)基礎(chǔ)系統(tǒng)做一些必要的改進(jìn)，就可使電控懸架更有效地發(fā)揮作用。
第一代的ABS輪速傳感器由磁鐵、線圈、齒輪及一個(gè)齒環(huán)構(gòu)成。這種VR型（變磁阻）的傳感器依靠齒輪的齒形造成磁路的開閉來進(jìn)行工作。磁路的開閉導(dǎo)致磁渦流的變化，并在傳感器的線圈中產(chǎn)生脈動(dòng)的電壓。由于采用了多個(gè)齒形和電子波形信號(hào)，傳感器的輸出為一系列的脈沖。單位時(shí)間內(nèi)傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù)除以車輪每轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖數(shù)就可以得到車輪的轉(zhuǎn)速。
VR型輪速傳感器的一個(gè)嚴(yán)重缺陷就在于其輸出脈沖的電壓與齒形通過磁路的速度直接相關(guān)，因而車輪轉(zhuǎn)速也與齒形通過磁路的速度直接相關(guān)�，F(xiàn)在越來越多的所謂“主動(dòng)”型的ABS傳感器都使用霍爾元件或使用由車輛電氣系統(tǒng)提供能源的限磁型傳感器。主動(dòng)型傳感器的最大優(yōu)點(diǎn)在于即使是在車輪轉(zhuǎn)速為零的情況下它也能夠提供精確的輪速信號(hào)。
控制系統(tǒng)軟件可以判斷出一個(gè)車輪與其它車輪轉(zhuǎn)速可能產(chǎn)生差異的原因。例如，一個(gè)嚴(yán)重充氣不足的車輪要比其它正常充氣的車輪的直徑要小。在這種情況下，控制軟件能夠在系統(tǒng)不施加制動(dòng)的情況下將四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行對(duì)比并很容易地判別出每轉(zhuǎn)比其它三個(gè)車輪產(chǎn)生脈沖數(shù)多的那個(gè)車輪所在。這個(gè)策略也可以用來在制動(dòng)工況下識(shí)別具有抱死傾向的車輪。
在各種形式的主動(dòng)型ABS傳感器中，Continental -Teves公司研制了一種安裝在車輪軸承中的傳感器。這種軸承的密封圈進(jìn)行了電磁標(biāo)識(shí)，除了可以發(fā)揮正常的密封作用外，還可以作為旋轉(zhuǎn)的脈沖發(fā)生器來使用。傳感器本身被夾在軸承中并成為車輪軸承總成的一個(gè)部件，而且，主動(dòng)型傳感器在體積上要比VR型傳感器小得多，因而可以像Continental-Teves公司那樣把傳感器封裝起來。
在ABS基礎(chǔ)上新發(fā)展起來的一種系統(tǒng)是牽引力控制系統(tǒng)（TCS）。TCS能監(jiān)測車輛的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速高于其它車輪的情況，并通過減小節(jié)氣門開度（與駕駛員踩踏油門的動(dòng)作幅度無關(guān)）或有選擇地在驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力來減小相應(yīng)車輪的滑轉(zhuǎn)。對(duì)某一驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)可以將車輛的驅(qū)動(dòng)力矩傳遞到另一側(cè)的車輪，這與限滑差速器的工作原理很相似。
不久之前，美國汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）邀請(qǐng)了一些汽車工程師對(duì)一些這類系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)。為了驗(yàn)證TCS系統(tǒng)的作用，他們?cè)诘厣箱伭艘粡埦薮蟮乃苣z面板并在上面灑上水和洗滌劑。在用沒有裝備TCS的汽車進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)駕駛員踩下加速踏板后，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)出常見的吼叫聲，高速滑轉(zhuǎn)的車輪也會(huì)發(fā)出刺耳的尖叫聲。
當(dāng)用裝備TCS的車輛試驗(yàn)時(shí)則不會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)狂吼或輪胎的滑轉(zhuǎn)尖叫聲。計(jì)算機(jī)會(huì)監(jiān)測到打滑的車輪并將信息傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)則會(huì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，然后ABS系統(tǒng)開始工作，向驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力。于是兩個(gè)車輪均附著良好，汽車就會(huì)開出塑料面板。當(dāng)然，汽車從塑料面板上一開走它就會(huì)像火箭一樣向前飛奔，駕駛員必須及時(shí)將腳從加速踏板上面移開。
為確保懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還需要使用比TCS系統(tǒng)更多的傳感器和其它的零部件。例如：需要安裝能夠監(jiān)測到影響駕駛員保持正確的行駛車道的作用力的傳感器。這類裝置包括一種能監(jiān)測車輛橫擺狀況的傳感器。所謂橫擺其意即如此：試想一下你將一個(gè)銷子在中間部位從頂部直插過一輛玩具汽車，當(dāng)你推動(dòng)玩具車的前端或后端時(shí)它就會(huì)繞著那根銷子轉(zhuǎn)動(dòng)。也許用不足轉(zhuǎn)向/過多轉(zhuǎn)向監(jiān)測傳感器這個(gè)術(shù)語會(huì)更貼切些。如果你的車輛失去控制，而且車輛后部因側(cè)滑而發(fā)生甩尾現(xiàn)象，橫擺傳感器會(huì)首先探測到。
另外兩種傳感器也需要裝備。一種是轉(zhuǎn)向角傳感器，這種傳感器安裝在轉(zhuǎn)向管柱上，由一個(gè)線圈構(gòu)成，用來探測駕駛員欲操控汽車的方位。另一種是側(cè)向加速度傳感器，這種裝置能夠測量將車輛推向偏移駕駛方向的力。
系統(tǒng)的主動(dòng)部分包括一個(gè)叫做主動(dòng)制動(dòng)加力器的部件。這種裝置安裝有一個(gè)電磁閥，它能夠使計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)器以產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力。ABS系統(tǒng)可以確定對(duì)哪個(gè)車輪施加所需的制動(dòng)。
Continental ESP的作用
Continental-Teves公司在它的Mk 20 ABS系統(tǒng)的基（未完，下一頁）
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