在雪道上骑自行车,为了刹车时不打滑方向,需要一次捏死刹车。汽车在雪道上行驶当然不会打滑,但如果刹车时车轮抱死,轮胎会随着路面打滑,导向轮失去滚动,汽车的行驶方向就很难控制。
从物理的角度来说,物体的滑动摩擦系数小于静摩擦系数。也就是说,如果控制轮和路面处于临界锁死状态,制动力最大。ABS防抱死制动系统就是基于这个原理工作的。
它通过传感器检测四个车轮的运行状态。如果某个车轮抱死,控制单元会控制电磁阀降低制动缸的油压,使这个车轮的制动力降低,车轮恢复滚动。然后,控制单元控制电磁阀以恢复制动缸的油压并增加制动力。这样,确保了车轮被控制在防滑和最大制动力两种状态之间。
继ABS之后,EBD、EDL、TCS相继问世。EBD电子制动力分配系统——防止ABS工作前或ABS因特定故障失效后后轮过度制动;EDL电子差速系统系统——当两个驱动轮的一侧在附着系数不同的路面上打滑时,制动打滑的车轮。TCS或ASR驱动加速打滑调节——发动机管理系统干预并制动车轮,防止驱动轮打滑。
ESP电子稳定程序,相当于在驾驶室安装了四个制动踏板,可以在适当的时候准确制动四个车轮,保证车辆的稳定行驶。虽然人力很难同时控制四个踏板,但也不用担心。车载电脑会帮助完成一切。
ESP集成了ABS和TCS牵引力控制系统,不仅能防止制动时车轮抱死和起步时打滑,还能防止车辆行驶时打滑。最重要的是,ESP以每秒25次的频率检测驾驶员的驾驶意图和实际驾驶情况,随时准备控制车辆侧滑,保证驾乘人员的行车安全。
避开突如其来的障碍物 ,在弯道上高速行驶(图2),在附着力不同的路面上行驶(图3),车辆会打滑或旋转。为了使车辆恢复稳定的行驶状态,ESP会分别对每个车轮(图中红色的车轮)施加精确的制动力。
想象一下用雪橇滑行。需要右转的时候,重心会转移到右侧和右雪板的内韧来推雪,相当于右侧刹车,雪橇会向右偏转;左转也是一样。ESP电子稳定程序的工作原理类似。
基于ABS系统,通过传感器采集方向盘的转角、侧向加速度等信息,经控制单元处理后,再由液压调节器向车轮制动器发出制动指令。通过制动单个车轮,可以防止车辆在垂直方向上滑动或旋转,并且可以提高车辆的横向和纵向稳定性。另外,ESP会降低发动机扭矩,干扰自动变速器的档位。
通过建立主被动安全系统和辅助驾驶系统网络,博世创造了模块化安全系统——CAPS(集成主被动安全系统)。该系统为实现高级安全功能提供了基础,并能更有效地防止事故发生。
第一代CAPS集成了自适应巡航控制系统(ACC)和ESP?。第二个开发阶段是预测碰撞预警系统,已经在奥迪Q7上量产。第三阶段的开发将引入预测紧急制动系统,这将使车辆在未来的紧急情况下能够自行制动。
除了CAPS,博世还开发了车辆动态管理系统(VDM),该系统集成了ESP?、转向系统、主动底盘系统、动力总成构建成一个网络,车辆的安全性、灵活性、牵引力都得到了提升。