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慣性傳感器在車輛穩定係統中應用

發布時間:2020-12- 11點擊量:0

汽車走進千家萬戶,安全愈加顯的重要。駕乘人員的安全和所用車輛的電子係統是否先進密切相關。安全氣囊ABS(Anti-lock Break system)係統已是大家十分熟悉的常規安全保護係統。車輛穩定係統是一種更為先進的車輛安全防護係統,據德國調查,加裝車輛穩定係統可減少50%的車輛事故。很多人可能隻知道名詞,卻並不了解其含義。而且由於不同車係的原故,名詞也各有不同。
      其實車輛穩定係統的核心是增加了一個慣性傳感器,並且通過慣性傳感器測量車輛回轉的角速率和加速度或傾角。然後通過ECU對某個車輪發出控製指令,以保證正常的安全行駛。
      車輛穩定係統有很多不同的叫法,其實質大同小異。主要有以下不同的名詞:
  
      ESP:Electronic Stability Program電子穩定程序。
      ESC:Electronic Stability Control電子穩定程序控製係統。
      VDC:Vehicle Dynamic Control車輛動態控製。
      VSC:Vehicle Stability Control車身穩定性控製係統。
      RSC:Roll Stability Control防側翻穩定控製
      DSC:Dynamic Stability Control 動態穩定控製係統。
  
      ESP以ABS製動防抱死係統為基礎,通過外圍的傳感器收集方向盤的轉動角度、側向加速度等信息,這些信息經過微處理器加工,再由液壓調節器向車輪製動器發出製動指令,來實現對側滑的糾正。特別是在轉彎時,即側向力起作用時,ESP使車輛穩定並保持安全行駛。而ABS和TCS僅僅在縱方向上起作用。ESP不僅用到了ABS和TCS的所有部件,還包含了一個集成有側向加速傳感器的橫擺角速度傳感器和方向傳感器。
      ESC從功能上講相當於ABS(防抱死刹車係統)、EBD(電子製動力分配)、TCS(牽引力控製係統)、AYC(主動偏轉控製)等多種功能的集合,它能自動更正轉向過度與轉向不足,並能通過比較駕駛員行駛方向的意圖與汽車的實際方向,使汽車保持在正確路線上行駛。當探測到偏差時,ESC對每個車輪進行獨立製動,同時減少引擎扭矩,幫助駕駛員保持對汽車的控製。ESC實際上是一種可分別或同時製動四個車輪的製動係統,這是技術再高的駕駛者也做不到的。
      VDC是在ABS和TCS的基礎上,增加汽車轉向行駛時橫向擺動的角速度傳感器,通過ECU控製內外、前後車輪的驅動力和製動力,確保汽車行駛的橫向動力學穩定狀態。VDC的開發成功使所有的工作狀態下都能對駕駛員提供主動有效的行駛安全保證。該係統主要應用了車輪轉速傳感器、方向盤轉角傳感器、橫擺角速度傳感器、側向加速度傳感器、車輪位移傳感器
      VSC會隨時檢測車輛的行駛狀態,當車輛在轉彎過程中處於轉彎過度臨界狀況的時候,係統會自動降低發動機的動力輸出,且前外側車輪會刹車來產生一向外的力量,將車輛拉回正常的行駛狀 態;而如果車輛將要出現轉向不足的情形的時候,也是降低發動機動力輸出,根據轉向不足的程度對後輪施加刹車,讓車輛恢複正常的行駛路徑。
      RSC防翻滾穩定控製係統使用回轉傳感器,駕駛員進行急轉彎或者快速轉向時,以下操作會在瞬間完成:係統記錄車輛傾斜角度變化的速度;根據此速度,計算傾斜的最終角度以確定翻滾的風險程度;若存在翻滾的危險,即激活製動係統以穩定車輛;從而為駕駛者贏得時間,以使其從容應對、處理險情。
      DSC為加速防滑控製或循跡控製係統的進一步延伸, 能確保車子在轉彎時仍能擁有最佳的循跡性, 以確保行車的穩定性, 該係統為了要使車子在轉彎時仍有好的循跡性, 配有更先進的偵測及控製配備, 如有能偵測車輪轉速外, 還有偵測方向盤轉動的幅度 、車速、以及車子的側向加速度, 根據以上所偵測到的資訊, 來判斷車輪在轉彎過程中是否打滑的危險, 如果會有打滑的危險 或已經打滑, 則電腦馬上會命令製動油壓控製係統將打滑的車輪進行適當的製動作用, 或著是以減少噴油量、延遲點火的方式來降低引擎力量的輸出, 達到了輪胎在各種行駛條件下防止打滑的現象, 進而使車輛無論在起動加速、再加速、轉彎等過程都能獲得好的循跡性。
      從上可以看出,這些係統除了已有的轉速傳感器和方向盤轉角傳感器外,均需要一個能測量車體回轉的傳感器來測量回轉的角速度或角速率,有些還要補充測量車輛的橫向及縱向線加速度。這就引出了慣性傳感器的問題。

來源:中國自動化網

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