【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 列入了 ABS 研究項(xiàng)目，目前僅有個(gè)別廠家投入小批量生產(chǎn)。裝備 ABS 的國(guó)產(chǎn)車型有一汽奧迪、捷達(dá)、上海別克、桑塔納、廣州本田和神龍富康等轎車。國(guó)內(nèi)從事 ABS 研究與生產(chǎn)的單位有上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司、東風(fēng)汽車公司、重慶公路研究所、重慶宏安ABS 有限公司、陜西興平 514 廠、清華大學(xué)、西安公路交通大學(xué)和吉林工業(yè)大學(xué)等 [1]。 牽引力控制系統(tǒng)（ Traction Control System，簡(jiǎn)稱 TCS） 在驅(qū)動(dòng)力矩過(guò)大時(shí)，汽車的驅(qū)動(dòng)輪會(huì)相對(duì)地面作滑轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通常希望驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率 不超過(guò) 20％，這樣驅(qū)動(dòng)輪不僅能獲得最大的地面驅(qū)動(dòng)力，而且還能承受一定的側(cè)向力。這種對(duì)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱為 TCS 系統(tǒng)，它是在 ABS 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它不僅要對(duì) ABS 的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行擴(kuò)展，而且還需要發(fā)動(dòng)機(jī)電子管理系白城師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 統(tǒng)（ EMS）的有機(jī)配合。 TCS 系統(tǒng)能夠控制驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率在最佳范圍內(nèi)，防止車輛在光滑路面上加速時(shí)車輪打滑，造成后輪驅(qū)動(dòng)車輛出現(xiàn)甩尾，前輪驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)向失去控制，并使車輛產(chǎn)生最佳驅(qū)動(dòng)力。（如圖 23） TCS 的工作原理 是 借用 ABS 的 感應(yīng)器 來(lái)監(jiān)視所有輪胎的轉(zhuǎn)速，只要驅(qū)動(dòng)輪開(kāi)始打滑空轉(zhuǎn)， 轉(zhuǎn)速比其它輪胎高到一個(gè)設(shè)定限度時(shí)，車上計(jì)算機(jī) 就會(huì)自動(dòng)做 松油門或踩 剎車 的控制，讓驅(qū)動(dòng)輪的牽引力和轉(zhuǎn)速降低下來(lái)，打滑空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象就會(huì)消失，車 輛 也就可以 恢復(fù) 正常的操控和行駛。通常這時(shí)候，駕駛 員 踩油門的右腳會(huì)感覺(jué) 到很強(qiáng) 的反推力量，同時(shí) 儀表板 上的TCS 控制燈也會(huì)開(kāi)始閃爍。 TCS 依靠電子 傳感器 探測(cè)到 從動(dòng)輪 速度低于驅(qū)動(dòng)輪時(shí) （ 這是打滑的特征 ） ，就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間、減小氣門開(kāi)度、減小油門、降擋或制動(dòng)車輪，從而使車輪不再打滑。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng) TCS 在 10 萬(wàn)以上的新車型中普及率已越來(lái)越高。 TCS 很可能成為續(xù) ABS 后，在各類車輛上廣泛普及的主動(dòng)安全技術(shù)。 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ Electronic Stability Program，簡(jiǎn)稱 ESP） ESP 主要是在緊急情況下對(duì) 車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)，它整合了 ABS 和 TCS的功能，并且增加橫擺扭矩控制 —— 防側(cè)滑功能，可以防止車輛在高速行駛轉(zhuǎn)彎或制動(dòng)過(guò)程中失控。圖 24 所示為汽車側(cè)滑時(shí)，ESP 的作用圖。 ESP 系統(tǒng)的工作狀況一般是在大側(cè)向加速度、大側(cè)向偏角的極限工況下進(jìn)行的。 ESP 系統(tǒng)通過(guò)操縱車輪制動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力的差值產(chǎn)生的橫擺力矩來(lái)預(yù)防難以控制的側(cè)滑的現(xiàn)象，穩(wěn)定了車體對(duì)路徑的跟蹤性能，使汽車在較高行駛速度時(shí)安全性有明顯提高。 第一代底盤電子控制技術(shù) 5 2020 年全球的 ESP 裝配率達(dá)到 33%。當(dāng)今在歐洲和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，每?jī)奢v新乘用車和輕型商用車就有一輛 裝配了 ESP。美國(guó)和歐洲的立法者最近都做出決定，要求強(qiáng)制裝配 ESP。 2020 年 9 月起，美國(guó)所有 噸以下車輛都必須裝配 ESP。 2020 年 11 月起，歐洲所有乘用車和輕、中、重型車輛都要求裝配 ESP。 在 2020 年，我國(guó)只有約 11%的新車裝配了 ESP。隨著今年國(guó)內(nèi)車市新車型的不斷推出，目前我國(guó) 20 萬(wàn)元以上新車配備 ESP 的比率大幅提高，別克新君越、新天籟、雅閣八代等都裝配了 ESP。相信隨著我國(guó)車市的進(jìn)一步發(fā)展，電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)一定會(huì)如同當(dāng)今的 ABS 一樣，成為我國(guó)汽車的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)安全配置。 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ 4 Wheel Steering，簡(jiǎn)稱 4WS） 四輪轉(zhuǎn)向，就是后輪和前輪具有相同的轉(zhuǎn)向作用，后輪不但能與前輪轉(zhuǎn)向同一個(gè)方向，還能與前輪轉(zhuǎn)向相反的方向。它的目的是提升車輛在高速行駛或在側(cè)向風(fēng)力影響下的操縱平穩(wěn)性，提高低速行進(jìn)時(shí)的操縱輕易性。當(dāng)轎車高速行駛時(shí)便從一個(gè)車道向另一個(gè)車道移動(dòng)調(diào)整，以降低汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑。在低速行駛時(shí)提高汽車的操縱輕便性，并減少在停車場(chǎng)時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑。 1984 年汽車的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)展，四輪轉(zhuǎn)向的兩種主要方式是同向位轉(zhuǎn)向和逆向位轉(zhuǎn)向，同向位轉(zhuǎn)向是指后輪轉(zhuǎn)向方向和前輪轉(zhuǎn)向方向相同；逆向位轉(zhuǎn)向是 指后輪轉(zhuǎn)向方向和前輪轉(zhuǎn)向方向相反。目前很多公司都采用了四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，其中大部分用于大型車輛上，還有一些用于 SUV 以及跑車上。裝配了四輪轉(zhuǎn)向之后，車輛的轉(zhuǎn)彎半徑變小、低速行駛時(shí)的機(jī)動(dòng)性增強(qiáng)并且提高高速行駛時(shí)的可控制能力和操縱性。 QUADRASTEER 是德?tīng)柛９狙兄频乃妮嗈D(zhuǎn)向系統(tǒng)，是目前為止最先進(jìn)的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 QUADRASTEER 在傳統(tǒng)的前輪轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)電動(dòng)盾輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。系統(tǒng)有的主要部件有四個(gè)：可轉(zhuǎn)向的整體準(zhǔn)雙曲面后軸、前輪定位傳感器、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器以及一個(gè)控制單元。車輛速度傳感器和前輪定 位傳感器源源不斷地把數(shù)據(jù)傳遞給控制單元，根據(jù)傳遞的數(shù)據(jù)，控制單元來(lái)確定后輪的角度是否合適，進(jìn)而經(jīng)過(guò)計(jì)算，來(lái)確定操作階段是否正確。中相、負(fù)相、正相這三種運(yùn)行方式是該系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式。當(dāng)汽車在低速行進(jìn)時(shí)，后輪的轉(zhuǎn)彎方向與前輪的轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)向方向相反，叫做負(fù)相；當(dāng)汽車在中速行進(jìn)時(shí)，后輪筆直而保持中相；當(dāng)汽車高速行進(jìn)時(shí)，后輪的轉(zhuǎn)彎方向和前輪轉(zhuǎn)彎方向相同，叫做正相。當(dāng)汽車在低速行進(jìn)時(shí)，負(fù)相拖曳操縱，尾部追隨車輛的真實(shí)軌跡，比兩輪轉(zhuǎn)向更嚴(yán)密，它讓汽車在城市交通中的行進(jìn)更方便。 當(dāng)車輛在低速行進(jìn)時(shí)，如倒車進(jìn)車庫(kù)或野營(yíng)帶拖車停 車時(shí)， QUADRASTEER 將使它更容易操縱。倒拖車時(shí)，負(fù)相大大的調(diào)高了拖車對(duì)轉(zhuǎn)向動(dòng)作的響應(yīng)，使車輛更加容易白城師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 的就位。當(dāng)車輛在高速行進(jìn)時(shí)， QUADRASTEER 提升了汽車的平穩(wěn)性。在高速行進(jìn)時(shí)后輪的轉(zhuǎn)向方向與前輪的轉(zhuǎn)向方向相同，以幫助降低車輛的側(cè)滑和扭擺，對(duì)平衡車輛在轉(zhuǎn)彎、超車、或躲避坑洼路段時(shí)的反應(yīng)均有提升。并且， QUADRASTEER 可以與四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全部兼容，還可以提升四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能力，依照制造廠商的提出的條件，不僅由駕駛者選擇，還可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。例如，使用選擇界面，駕駛者在不同駕駛條件下，能夠調(diào)節(jié) 后輪轉(zhuǎn)向的性能。共有三種選擇模式：一個(gè)兩輪轉(zhuǎn)向，一個(gè)一般駕駛，一個(gè)拖車拖運(yùn)。如果該四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被破壞，這時(shí)，兩輪轉(zhuǎn)向模式由 QUADRSTEER 系統(tǒng)可以控制回到正常模式。 4WD 與 4WS 互相兼容，但功能不同。它們之間有重合，產(chǎn)生的效果，設(shè)計(jì)的目的也不是很相同，減少側(cè)風(fēng)對(duì)車身的影響和對(duì)車輛狀態(tài)的調(diào)整，是4WS 的作用 [2]。 第二代底盤電子控制技術(shù) 7 3 第二代底盤電子控制技術(shù) 發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)全電子控制的汽車底盤控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化管理的整車樣車，即第二代的線控驅(qū)動(dòng)技術(shù)。其構(gòu)架圖如圖 31 所 示。 自動(dòng)防故障系統(tǒng) 、電源和一些輔助系統(tǒng)與方 向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和主控制器（ ECU） 三個(gè)主要部分 構(gòu)成了 汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 因此而產(chǎn)生的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ SBW）取消了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之問(wèn)的機(jī)械連接，徹底擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的局限性，不僅能夠自由地設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向力的傳遞特性，并且還可以設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向的角傳遞特性，給汽車轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計(jì)帶來(lái)更大的空間 [3]。 在國(guó)外，日本大學(xué)和本田汽車公司對(duì)汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做了一些研究，設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比比較理想，能夠讓車輛的穩(wěn)態(tài)增益不受到車速的影響。在中國(guó)，吉林大學(xué)在線控轉(zhuǎn)向技術(shù)部分也已經(jīng)做了很 多的研究，宗長(zhǎng)富教授等人用建模的方式對(duì)方向盤的力矩進(jìn)行研究，模擬了一種能夠?yàn)轳{駛員提供路感的方向盤轉(zhuǎn)向回正力矩，不僅設(shè)計(jì)了前輪轉(zhuǎn)向控制算法，還讓汽車具備了穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向特性，通過(guò)傳統(tǒng)的一些制動(dòng)器機(jī)械裝置，以及電控單元 ECU、電源、傳感器等元件組成了 IAI 汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)（ BBW）。由乘駕者對(duì)制動(dòng)踏板進(jìn)行操作并產(chǎn)生制動(dòng)信號(hào)， ECU 捕捉到該信號(hào)并綜合其他的汽車行進(jìn)狀況，對(duì)制動(dòng)器傳送最佳指令，進(jìn)而確保車輛最