【正文】 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 設(shè)計(jì)題目 : 小型特種車輛制動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 譯文題目 : Spin control for cars 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 20214740105 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 0501 班 指導(dǎo)教師： 正文： 汽車的轉(zhuǎn)向控制 附 件： Spin control for cars 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 年 月 日 正文： 汽車的轉(zhuǎn)向控制 全文：版權(quán)所有 1995 年美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì) 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性是針對(duì)提高駕駛安全性提出的一系列措施中最新的一個(gè)。這個(gè)系統(tǒng)能夠在 40 毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)從制動(dòng)開始到制動(dòng)恢復(fù)的過程，這個(gè)時(shí)間是人 的反應(yīng)時(shí)間得七倍。他們通過調(diào)整汽車扭矩或者通過應(yīng)用汽車左側(cè)或右側(cè)制動(dòng)，如果需要甚至兩者兼用，來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的行車路線。這個(gè)系統(tǒng)已被應(yīng)用于奔馳 S600 汽車了。 穩(wěn)定的機(jī)械自動(dòng)系統(tǒng)能夠在制動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)肇端，并且在駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)能夠反應(yīng)以前實(shí)現(xiàn)車輛的減速。 安全玻璃，安全帶，撞擊緩沖區(qū)，安全氣囊， ABS 系統(tǒng)，牽引力控制系統(tǒng)還有現(xiàn)在的穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)。汽車安全系統(tǒng)的連續(xù)升級(jí)，已經(jīng)產(chǎn)生了一種為保護(hù)汽車所有者安全的設(shè)計(jì)模式。穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)幫助駕駛員從不可控制的曲線制動(dòng)中解脫出來，從而避免了汽車的擺動(dòng)滑行和交通事故。 利用計(jì)算機(jī)和一系列 傳感器，穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠檢測(cè)到制動(dòng)輪的打滑并且比人更快的恢復(fù)對(duì)汽車的方向控制。系統(tǒng)每百萬分之一秒作出一次快速捕捉，以及斷斷汽車是否在按照駕駛員的路線行駛。如果檢測(cè)到汽車行駛路線和駕駛員駕駛路線存在一個(gè)微小的偏差 ，系統(tǒng)會(huì)在瞬間糾正發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩或者應(yīng)用汽車左右制動(dòng)。過程的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)時(shí)間是 40 毫秒 人的平均反應(yīng)時(shí)間的七分之一。 羅伯特博世工程系統(tǒng)負(fù)責(zé)人安東范桑特解釋說：“一個(gè)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)能夠‘感覺到”駕駛員想要運(yùn)動(dòng)的方向，通過控制轉(zhuǎn)向角度，油門踏板的位置，制動(dòng)板的狀態(tài)來確定汽車實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線的偏航比率（汽 車偏離方向軸的角度）和橫向加速度”。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人阿明馬勒領(lǐng)導(dǎo)著范桑特的工作小組和奔馳汽車公司的工程師發(fā)明了第一個(gè)完全有效的穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)，牽引控制系統(tǒng)組成以實(shí)現(xiàn)理想與現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)之間的最小差距。 汽車安全專家相信穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠減少交通事故的發(fā)生，至少是在傷亡嚴(yán)重的事故方面。安全統(tǒng)計(jì)表明，多數(shù)的單車撞擊事故傷亡（占傷亡事故發(fā)生的 4%），事故能夠通過應(yīng)用這項(xiàng)新技術(shù)避免。這項(xiàng)新系統(tǒng)的額外費(fèi)用主要用于一系列目前汽車日益普遍應(yīng)用的制動(dòng) /牽引控制鎖組件。 穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)首次應(yīng)用于歐洲 的奔馳 S600 汽車，是由德國(guó)斯圖加特市的羅伯特博世公司和奔馳公司在過去幾年共同研制的。該系統(tǒng)在博世公司被稱為汽車動(dòng)力控制（ VDC），而默西迪稱它為穩(wěn)定電控系統(tǒng)（ ESP），作用就是在任何狀況下維持車輛的穩(wěn)定性。博世公司開發(fā)了這項(xiàng)系統(tǒng)，奔馳公司把它應(yīng)用于車輛。工程師默西迪絲在柏林應(yīng)用戴姆勒奔馳汽車虛擬駕駛模擬器在極限情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，例如極強(qiáng)的側(cè)風(fēng)。然后他們?cè)谌鸬涞陌步芷談诟浇暮竽韧甙埠谋嫔线M(jìn)行性能測(cè)試。工作通常是在公路上進(jìn)行以適用于公共汽車和大卡車，例如避免的折合問題。 穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)將在 1995 年中 應(yīng)用于歐洲 S 系列產(chǎn)品上，隨后會(huì)在 1996 年進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)（ 1995 年 11 月產(chǎn)品）。用戶可以選擇 750 美元的系統(tǒng)，就像應(yīng)用于默西迪絲的試驗(yàn)用的 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)上的，也可以選擇價(jià)格為 2400 美元的應(yīng)用于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的系統(tǒng)。后者的系統(tǒng)中差不多有 1650 美元是用于牽引控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是穩(wěn)定性系統(tǒng)的先決條件。 并不是只有博世公司一家在開發(fā)這樣的安全系統(tǒng)，美國(guó)密歇根州的 ITT（美國(guó)國(guó)際電信公司）汽車公司的奧伯恩希爾，在 1995 年 1 月底特律北美國(guó)際汽車展覽會(huì)上展示了了 ? ? ??? ASMS），“車輛控制器應(yīng)該 像空對(duì)地導(dǎo)彈的控制器那樣，比較而言，事實(shí)上那已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，不同的是兩者的費(fèi)用不同”，美國(guó)國(guó)際電信公司駐歐洲空對(duì)地導(dǎo)彈控制工程負(fù)責(zé)人約翰尼斯格雷得說。北美 ITT 公司“汽車制動(dòng)和底盤工程”主管湯姆麥茲指出，在未來十年美國(guó)國(guó)際電信公司的系統(tǒng)要首先出現(xiàn)在車輛上。很多工程師正在六輛特殊制造的精密車輛模型上調(diào)試這種系統(tǒng)。 一個(gè)比較簡(jiǎn)單和較低效率的博世的穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)也在 1995 年出現(xiàn)在慕尼黑寶馬公司的 AG 系列 750iL 和 850Ci V12 兩款車上。寶馬公司的穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ DSC）運(yùn)用的車輪速度傳感器同牽引控制系統(tǒng)和標(biāo) 準(zhǔn) ABS 防抱死系統(tǒng)一樣能夠識(shí)別外部情況，使車輛更容易實(shí)現(xiàn)曲線行駛和轉(zhuǎn)彎。為了檢測(cè)出車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)潛在的危險(xiǎn)， DSC 系統(tǒng)檢測(cè)的是兩前輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度差， DSC 系統(tǒng)添加了一個(gè)更高級(jí)的角度傳感器利用現(xiàn)有的一個(gè)車輛速度，并且引入了它自身帶有的關(guān)于完全抱死系統(tǒng)，牽引控制系統(tǒng)，穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)軟件控制原理。 新的博世和 ITT 自動(dòng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)得益于航空工業(yè)高級(jí)技術(shù)的發(fā)展，就像超音速發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車的穩(wěn)定調(diào)節(jié)單元運(yùn)用一個(gè)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的傳感器來調(diào)和人與系統(tǒng)之間的，還有輪胎與地面之間差異。另外，系統(tǒng)采用了用于導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的回旋傳感器。 優(yōu)于 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)之處 根據(jù)范桑特和博世公司的瑞娜伊哈德，杰瑞帕夫在《汽車工程師》雜志所提到的，穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)是 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)的合理擴(kuò)展。但是 ABS 系統(tǒng)的作用發(fā)生在制動(dòng)時(shí)車輪轉(zhuǎn)向?qū)⒈绘i死時(shí)，牽引控制是預(yù)防加速時(shí)的車輪滑動(dòng)，穩(wěn)定系統(tǒng)是當(dāng)汽車自由轉(zhuǎn)向時(shí)能獨(dú)立于駕駛員作出操作。依靠不同的駕駛狀況系統(tǒng)可以使每個(gè)車輪制動(dòng)或者迅速使四個(gè)輪轉(zhuǎn)速適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，從而使車輛穩(wěn)定和減少由于制動(dòng)失控帶來的危險(xiǎn)。新系統(tǒng)不僅僅控制完全制動(dòng)還可以作用與部分制動(dòng)，行車路線，加速度，車輪與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作 的滯后等，這些是 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到的。 三種主動(dòng)的安全系統(tǒng)的作用時(shí)刻是一致的，那就是一個(gè)車輪被鎖死或者車輪漸漸失去方向穩(wěn)定性或者車輪使得行駛更加困難。如果一輛車必須在較低摩擦系數(shù)的路面制動(dòng)，必須避免車輪抱死以保持行駛穩(wěn)定性和可駕駛性。 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)能夠預(yù)防側(cè)滑，而穩(wěn)定性系統(tǒng)采取減少側(cè)面受力的穩(wěn)定措施。如果行駛車輛的側(cè)力不再適當(dāng)?shù)姆峙湓谝粋€(gè)或者更多輪上，車輛就會(huì)失穩(wěn)，尤其是車輛沿曲線行駛時(shí)。駕駛員感覺到的“搖擺”起初是轉(zhuǎn)彎或者與車的軸線形成一個(gè)紡錘形時(shí)。一個(gè)獨(dú)立的傳 感器必須能夠識(shí)別這個(gè)“紡錘”，而 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)通過車輪的轉(zhuǎn)速不能檢測(cè)車輛的橫向運(yùn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)向操作 新系統(tǒng)通過對(duì)微小的汽車不足轉(zhuǎn)向（當(dāng)車輛對(duì)于方向盤操作反應(yīng)遲緩）和方向盤的“過敏”反應(yīng)（后輪發(fā)生來回?cái)[動(dòng)）。當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)如果發(fā)生不足轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠通過后輪進(jìn)行內(nèi)部制動(dòng)（針對(duì)曲線）糾正錯(cuò)誤。這種情況是駕駛員不能感覺類似于 ABS 防抱死系統(tǒng)接近于抱死極限，而使車輛不失去控制。穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠通過發(fā)動(dòng)機(jī)降速或者單輪制動(dòng)來減小推動(dòng)力。 博世公司的研究員解釋說：“側(cè)面偏離角度表明此時(shí) 車輛的偏航靈敏性，并反映為轉(zhuǎn)向角度，轉(zhuǎn)向角度隨著車輛偏離角度的增大而減小。一旦偏離角度超過某一限度，駕駛員就很難重新進(jìn)行操作。在干燥的路面偏離角度不能夠超過 10 度，而在積雪路面上極限偏離角度為 4 度。 多數(shù)司機(jī)沒有從制動(dòng)中恢復(fù)的經(jīng)驗(yàn)。他們不知道輪胎和地面之間的摩擦系數(shù)，更不知道他們的車的側(cè)緣穩(wěn)定邊界。當(dāng)極限被沖破時(shí)，駕駛員通常會(huì)很緊張以至于做出錯(cuò)誤的反應(yīng)。 ITT 的格雷柏解釋說：“過度轉(zhuǎn)向引起車輛擺尾，使汽車更快的失控。 ASMS 傳感器能夠快速的檢測(cè)到制動(dòng)開始時(shí)各個(gè)車輪的活動(dòng)，從而使車輛恢復(fù)到穩(wěn)定行駛軌道。 對(duì)于 穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)界面的可操作性是很重要的，這樣可以預(yù)示帶有穩(wěn)定系統(tǒng)的駕駛和普通駕駛給人的感覺沒有什么區(qū)別。 穩(wěn)定系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于速度，它不僅可以對(duì)制動(dòng)作出快速反應(yīng)，還可以對(duì)車輛狀況（例如車重變化，輪胎磨損），路面質(zhì)量作出快速反應(yīng)統(tǒng)就能夠通過改變側(cè)面受力平橫處理，達(dá)到最好的駕駛穩(wěn)定性。 穩(wěn)定系統(tǒng)識(shí)別駕駛員想達(dá)到的（理想路線）和車輛實(shí)際行駛路線（實(shí)際路線）的不同，目前的汽車需要一套高效的傳感器和一臺(tái)高效處理信息的處理器。 博世公司的 VDC/ESP 電子控制單元是一個(gè)由兩個(gè) 48 兆的 ROM 組成的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路板。范桑特說 ：“ 48KB 的內(nèi)存容量是大量用以完成設(shè)計(jì)任務(wù)的‘智能’的代表”。他在 SAE 中指出。 ABS 防抱死系統(tǒng)是獨(dú)立的，只提供四分之一的這樣的容量，而 ABS 和牽引控制系統(tǒng)組合在一起的容量只有這個(gè)軟件容量的一半。 除了 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)所具有的關(guān)系傳感器外， VDC/ESP 運(yùn)用了偏航比率傳感器，橫向加速度傳感器，轉(zhuǎn)向角傳感器，制動(dòng)壓力傳感器來獲取汽車的加速，搖擺或者剎車的信息。系統(tǒng)通過管理員獲得所需的通常的路面信息。方向盤上的傳感器由一組安裝在方向盤上的發(fā)光二極管和光敏二極管上組成。一只硅壓力傳感器通過控制前輪 剎車內(nèi)壓力油的壓力控制制動(dòng)壓力（因?yàn)橹栖噳毫碓从隈{駛員）。 確定車輛實(shí)際的行駛路線是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。通過必須的縱向滑動(dòng)車輪速度傳感