【正文】 機電工程學院 畢業(yè)設計外文資料翻譯 設計題目 : 小型特種車輛制動系統(tǒng)改進設計 譯文題目 : Spin control for cars 學生姓名： 學 號： 20214740105 專業(yè)班級： 車輛工程 0501 班 指導教師： 正文： 汽車的轉向控制 附 件： Spin control for cars 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 正文： 汽車的轉向控制 全文：版權所有 1995 年美國機械工程師學會 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性是針對提高駕駛安全性提出的一系列措施中最新的一個。這個系統(tǒng)能夠在 40 毫秒內(nèi)實現(xiàn)從制動開始到制動恢復的過程，這個時間是人 的反應時間得七倍。他們通過調(diào)整汽車扭矩或者通過應用汽車左側或右側制動，如果需要甚至兩者兼用，來實現(xiàn)準確的行車路線。這個系統(tǒng)已被應用于奔馳 S600 汽車了。 穩(wěn)定的機械自動系統(tǒng)能夠在制動時發(fā)現(xiàn)肇端，并且在駕駛人員發(fā)現(xiàn)能夠反應以前實現(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，已經(jīng)產(chǎn)生了一種為保護汽車所有者安全的設計模式。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中解脫出來，從而避免了汽車的擺動滑行和交通事故。 利用計算機和一系列 傳感器，穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠檢測到制動輪的打滑并且比人更快的恢復對汽車的方向控制。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。如果檢測到汽車行駛路線和駕駛員駕駛路線存在一個微小的偏差 ，系統(tǒng)會在瞬間糾正發(fā)動機扭矩或者應用汽車左右制動。過程的標準反應時間是 40 毫秒 人的平均反應時間的七分之一。 羅伯特博世工程系統(tǒng)負責人安東范桑特解釋說：“一個穩(wěn)定的控制系統(tǒng)能夠‘感覺到”駕駛員想要運動的方向，通過控制轉向角度，油門踏板的位置，制動板的狀態(tài)來確定汽車實際運動路線的偏航比率（汽 車偏離方向軸的角度）和橫向加速度”。項目負責人阿明馬勒領導著范桑特的工作小組和奔馳汽車公司的工程師發(fā)明了第一個完全有效的穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由發(fā)動機扭矩控制系統(tǒng)，制動系統(tǒng)，牽引控制系統(tǒng)組成以實現(xiàn)理想與現(xiàn)實運動之間的最小差距。 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，至少是在傷亡嚴重的事故方面。安全統(tǒng)計表明，多數(shù)的單車撞擊事故傷亡（占傷亡事故發(fā)生的 4%），事故能夠通過應用這項新技術避免。這項新系統(tǒng)的額外費用主要用于一系列目前汽車日益普遍應用的制動 /牽引控制鎖組件。 穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術首次應用于歐洲 的奔馳 S600 汽車，是由德國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)了這項系統(tǒng)，奔馳公司把它應用于車輛。工程師默西迪絲在柏林應用戴姆勒奔馳汽車虛擬駕駛模擬器在極限情況下對系統(tǒng)進行評估，例如極強的側風。然后他們在瑞典的安杰普勞附近的后娜瓦安湖的冰面上進行性能測試。工作通常是在公路上進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 應用于歐洲 S 系列產(chǎn)品上，隨后會在 1996 年進入美國市場（ 1995 年 11 月產(chǎn)品）。用戶可以選擇 750 美元的系統(tǒng)，就像應用于默西迪絲的試驗用的 V8 發(fā)動機上的，也可以選擇價格為 2400 美元的應用于六缸發(fā)動機汽車的系統(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)，美國密歇根州的 ITT（美國國際電信公司）汽車公司的奧伯恩希爾，在 1995 年 1 月底特律北美國際汽車展覽會上展示了了 ? ? ??? ASMS），“車輛控制器應該 像空對地導彈的控制器那樣，比較而言，事實上那已經(jīng)實現(xiàn)了，不同的是兩者的費用不同”，美國國際電信公司駐歐洲空對地導彈控制工程負責人約翰尼斯格雷得說。北美 ITT 公司“汽車制動和底盤工程”主管湯姆麥茲指出，在未來十年美國國際電信公司的系統(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)。 一個比較簡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）運用的車輪速度傳感器同牽引控制系統(tǒng)和標 準 ABS 防抱死系統(tǒng)一樣能夠識別外部情況，使車輛更容易實現(xiàn)曲線行駛和轉彎。為了檢測出車輛轉彎時潛在的危險， DSC 系統(tǒng)檢測的是兩前輪在轉彎時的速度差， DSC 系統(tǒng)添加了一個更高級的角度傳感器利用現(xiàn)有的一個車輛速度，并且引入了它自身帶有的關于完全抱死系統(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 自動穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)得益于航空工業(yè)高級技術的發(fā)展，就像超音速發(fā)動機，汽車的穩(wěn)定調(diào)節(jié)單元運用一個基于計算機系統(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)采用了用于導彈制導系統(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)的合理擴展。但是 ABS 系統(tǒng)的作用發(fā)生在制動時車輪轉向將被鎖死時，牽引控制是預防加速時的車輪滑動，穩(wěn)定系統(tǒng)是當汽車自由轉向時能獨立于駕駛員作出操作。依靠不同的駕駛狀況系統(tǒng)可以使每個車輪制動或者迅速使四個輪轉速適合于發(fā)動機的扭矩，從而使車輛穩(wěn)定和減少由于制動失控帶來的危險。新系統(tǒng)不僅僅控制完全制動還可以作用與部分制動，行車路線，加速度，車輪與發(fā)動機動作 的滯后等，這些是 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)所遠遠不能達到的。 三種主動的安全系統(tǒng)的作用時刻是一致的，那就是一個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，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)能夠預防側滑，而穩(wěn)定性系統(tǒng)采取減少側面受力的穩(wěn)定措施。如果行駛車輛的側力不再適當?shù)姆峙湓谝粋€或者更多輪上，車輛就會失穩(wěn)，尤其是車輛沿曲線行駛時。駕駛員感覺到的“搖擺”起初是轉彎或者與車的軸線形成一個紡錘形時。一個獨立的傳 感器必須能夠識別這個“紡錘”，而 ABS 防抱死系統(tǒng)和牽引控制系統(tǒng)通過車輪的轉速不能檢測車輛的橫向運動。 轉向操作 新系統(tǒng)通過對微小的汽車不足轉向（當車輛對于方向盤操作反應遲緩）和方向盤的“過敏”反應（后輪發(fā)生來回擺動）。當車輛在轉向時如果發(fā)生不足轉向和過度轉向運動時，穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠通過后輪進行內(nèi)部制動（針對曲線）糾正錯誤。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)動機降速或者單輪制動來減小推動力。 博世公司的研究員解釋說：“側面偏離角度表明此時 車輛的偏航靈敏性，并反映為轉向角度，轉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)司機沒有從制動中恢復的經(jīng)驗。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緣穩(wěn)定邊界。當極限被沖破時，駕駛員通常會很緊張以至于做出錯誤的反應。 ITT 的格雷柏解釋說：“過度轉向引起車輛擺尾，使汽車更快的失控。 ASMS 傳感器能夠快速的檢測到制動開始時各個車輪的活動，從而使車輛恢復到穩(wěn)定行駛軌道。 對于 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)點在于速度，它不僅可以對制動作出快速反應，還可以對車輛狀況（例如車重變化，輪胎磨損），路面質(zhì)量作出快速反應統(tǒng)就能夠通過改變側面受力平橫處理，達到最好的駕駛穩(wěn)定性。 穩(wěn)定系統(tǒng)識別駕駛員想達到的（理想路線）和車輛實際行駛路線（實際路線）的不同，目前的汽車需要一套高效的傳感器和一臺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由兩個 48 兆的 ROM 組成的傳統(tǒng)實驗電路板。范桑特說 ：“ 48KB 的內(nèi)存容量是大量用以完成設計任務的‘智能’的代表”。他在 SAE 中指出。 ABS 防抱死系統(tǒng)是獨立的，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)所具有的關系傳感器外， VDC/ESP 運用了偏航比率傳感器，橫向加速度傳感器，轉向角傳感器，制動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壓力（因為制車壓力來源于駕駛員）。 確定車輛實際的行駛路線是一項非常復雜的工作。通過必須的縱向滑動車輪速度傳感