車輛在安全方面有兩種要求:第一種是被動(dòng)安全,要求在發(fā)生碰撞時(shí)能夠保護(hù)乘員,而另一種是主動(dòng)安全,即提高車輛行駛的穩(wěn)定性,要求防范事故于未然。利用電子控制技術(shù)來(lái)提高車輛主動(dòng)安全系統(tǒng)的性能并擴(kuò)展其功能已得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,現(xiàn)代車輛電子控制主動(dòng)安全系統(tǒng)主要包括ABS、BAS、ASR(TCS)、ESP等。

  一、ABS

  防抱制動(dòng)系統(tǒng)ABS,英文全稱Anti-lock Braking System。

  制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性,是指汽車制動(dòng)時(shí)仍能按指定方向的軌跡行駛。當(dāng)汽車高速行駛時(shí),如果因?yàn)榫o急制動(dòng)而使車輪完全不能轉(zhuǎn)動(dòng)(專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱之為“車輪抱死”),那是非常危險(xiǎn)的。若前輪抱死,將使汽車失去轉(zhuǎn)向能力;若后輪抱死,將會(huì)出現(xiàn)跑偏、側(cè)滑甚至甩尾,對(duì)行車安全造成極大的危害。

  汽車的制動(dòng)力取決于制動(dòng)器的摩擦力,但能使汽車制動(dòng)減速的制動(dòng)力,還受地面附著系數(shù)的制約。當(dāng)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力增大到一定值時(shí),汽車輪胎將在地面上 出現(xiàn)滑移。據(jù)試驗(yàn)證實(shí),當(dāng)車輪滑移率為15%~20%時(shí)附著系數(shù)達(dá)到最大值(圖1),因此,為了取得最佳的制動(dòng)效果,一定要將車輪滑移率控制在15%~20%范圍內(nèi)。ABS的工作原理是,依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉(zhuǎn)速傳感器(以及車身上的車速傳感器),通過計(jì)算機(jī)控制,一旦緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪抱死,計(jì)算機(jī)立即指令壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動(dòng)分泵減壓,使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)(圖2)。ABS的工作過程實(shí)際上是抱死→松開→抱死→松開的循環(huán)工作過程,剎車在1s的時(shí)間內(nèi)可作用60至120次,即相似于機(jī)械自動(dòng)化的“點(diǎn)剎”動(dòng)作,使車輪始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)(車輪滑移率在15%~20%范圍內(nèi),即圖1陰影部分)。從而提高制動(dòng)減速度,縮短制動(dòng)距離,但最重要的還是克服側(cè)滑和跑偏,保證汽車的方向穩(wěn)定性,防止車身失控等情況的發(fā)生。



  以上介紹的是單參數(shù)(輪速)控制ABS,還有一種雙參數(shù)(輪速、車速)控制ABS,它增加了一個(gè)車速傳感器測(cè)速雷達(dá))。這種ABS可保證滑移率的理想控制,防抱制動(dòng)性能好,但由于增加了一個(gè)測(cè)速雷達(dá),因此結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,成本也較高。根據(jù)ACEA(歐洲車輛制造協(xié)會(huì))的調(diào)查,如今每一輛歐洲生產(chǎn)的新車都搭載了ABS系統(tǒng),全世界有超過60%的新車擁有此項(xiàng)裝置。在我國(guó),2005年頒布的《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定:“從10月1日起,總質(zhì)量大于12000kg的長(zhǎng)途客車和旅游客車、總質(zhì)量大于16000kg允許掛接總質(zhì)量大于10000kg的掛車的貨車及總質(zhì)量大于10000kg的掛車必須安裝符合GB/T13594規(guī)定的ABS?!?/p>

  二、BAS

  制動(dòng)輔助系統(tǒng)BAS,英文全稱Brake Assistant System。

  BAS是ABS的有力補(bǔ)充。汽車在緊急情況下,盡管駕駛?cè)藛T做出迅速反應(yīng),但往往不能對(duì)制動(dòng)踏板施加足夠的壓力,或者因?yàn)楠q豫而使全力制動(dòng)過遲,甚至做出錯(cuò)誤反應(yīng)。如圖3所示,如果一直用很小的力踩下制動(dòng)踏板,要持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間才能完全制動(dòng),制動(dòng)行程較長(zhǎng),稱為制動(dòng)不足;如果在制動(dòng)的初期用了一個(gè)很小的制動(dòng)踏板力,且這個(gè)力的增加非常緩慢,也使得制動(dòng)起效滯后,稱為制動(dòng)猶豫;而由BAS輔助完成的制動(dòng)效果大不一樣,制動(dòng)作用迅速起效,大大縮短了制動(dòng)距離。BAS根據(jù)駕駛?cè)藛T踩下踏板的力度及速度,將制動(dòng)力適時(shí)加大,從而提供了一個(gè)有效、可靠、安全的制動(dòng)。


  BAS電子控制單元從發(fā)動(dòng)機(jī)電控模塊ME、牽引系統(tǒng)控制模塊、BAS踏板行程傳感器、BAS釋放開關(guān)等接收輸人信號(hào),經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后輸出到BAS電磁閥、BAS指示燈。電子控制單元根據(jù)輸人信號(hào)決定其控制模式:①若駕駛員踩制動(dòng)踏板的速度未達(dá)到啟動(dòng)BAS的規(guī)定值,則BAS制動(dòng)調(diào)壓器中的電磁閥處于一個(gè)基礎(chǔ)的位置,此時(shí)為常規(guī)操作模式;②當(dāng)行駛速度高于8km/hld制動(dòng)踏板速度滿足激活系統(tǒng)的條件時(shí),電子控制單元激活電磁閥,電磁閥立刻對(duì)壓力室和真空室加壓,從而施加最大制動(dòng)壓力,即使駕駛員只稍稍踩一下制動(dòng)踏板或未能給其施加最大壓力,這一過程仍可產(chǎn)生(圖4)。由于防抱制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)滑動(dòng)系數(shù)繼續(xù)精確地校準(zhǔn)制動(dòng)力,從而使駕駛員仍可控制汽車駕駛,因此,在自動(dòng)緊急制動(dòng)過程中,車輪不會(huì)抱死;③當(dāng)行駛速度小于3km/h或BAS持續(xù)工作時(shí)間大于20s時(shí),BAS壓力減弱。如果駕駛員把腳從制動(dòng)踏板上挪開,專用減壓裝置會(huì)關(guān)閉電磁閥,并立刻中止自動(dòng)助力作用。


  在2000年生產(chǎn)的凌志LS400上開始將BAS列為標(biāo)準(zhǔn)配備,它和ABS配合.工作,在緊急制動(dòng)的狀況下系統(tǒng)如感應(yīng)到制動(dòng)踏板力不足時(shí),BAS會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的施力,讓車輪盡早達(dá)到抱死狀態(tài),以便激活A(yù)BS,使制動(dòng)距離達(dá)到最短。