現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)在客車上的應(yīng)用
時間:2008-09-01 15:35:00來源:fenghy
導語:?在國內(nèi)卻較少應(yīng)用電子控制技術(shù)。加強現(xiàn)代電子控制技術(shù)在客車上的應(yīng)用,將大大改善客車在經(jīng)濟、動力、安全、環(huán)保、舒適等方面的性能。
隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,汽車電子控制技術(shù)更加成熟完善,在轎車上已廣泛應(yīng)用,許多電子裝置已經(jīng)成為其標準配置或選裝配置;而客車作為城市公共交通、人們外出旅行的重要工具,由于其本身的特殊性,在經(jīng)濟性、動力性、安全性、環(huán)保性、舒適性等方面要求高于轎車,在國內(nèi)卻較少應(yīng)用電子控制技術(shù)。加強現(xiàn)代電子控制技術(shù)在客車上的應(yīng)用,將大大改善客車在經(jīng)濟、動力、安全、環(huán)保、舒適等方面的性能。
現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)主要有發(fā)動機集中控制、電控自動變速器(ECT)、制動防抱死系統(tǒng)(ABS)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)、緩速器、電控空氣懸架(ASC)、巡航控制系統(tǒng)(CCS)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS)、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4WS)、安全氣囊(SRS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等。交通部2002年7月1日開始實施的營運客車類型劃分及等級評定標準JT/T325-2002中規(guī)定:高一級以上客車必須安裝ABS,高二級以上大中型客車必須安裝緩速器。下面從性能特點、工作原理兩方面簡要介紹制動防抱死、電渦流緩速器、巡航控制三種汽車電子控制技術(shù)。
1 制動防抱死系統(tǒng)(ABS)
1.1 性能特點
隨著客車行駛速度的提高和道路行車密度的增大,對客車行駛的安全性要求也越來越高??蛙囋谥苿舆^程中很容易使車輪抱死,車輪抱死后會出現(xiàn)方向失控、側(cè)滑、甩尾等危險情況,尤其在冰雪、泥濘路面上實施緊急制動時,危險性更大。ABS在客車制動過程中監(jiān)視車輪速度并在車輪趨向抱死的情況下控制制動。ABS有以下特點:a.保持車輛的可操縱性。在緊急制動時仍然可以轉(zhuǎn)動方向盤,避開障礙物。B.縮短制動距離。在同樣性況下,一般路面(水泥、瀝青等)上最大可縮短30%。C.減少輪胎磨損和維修費用。D.減輕駕駛員精神負擔,減少交通事故。
1.2 工作原理
德國WABCO公司是世界上著名的氣制動ABS制造商。該公司生產(chǎn)的ABS主要有4S/3M、4S/4M、6S/4M四種布置方式。下面以4S/M(4個傳感器和4個電磁閥)為例介紹其工作原理。
4S/4M由4個齒圈、4個傳感器、4個電磁閥、1個電子控制器ECU、1個報警燈及邊接導線組成。當客車制動時,各輪傳感器把車輪的運動信號傳至ECU,由ECU判定車輪的滑移率。當滑移率大于30%時,ECU控制該輪排氣電磁閥工作,使制動氣室制動壓力下降,車輪滑移減少;當滑移率減少至15%以下時,ECU控制該輪進氣電磁閥動作,使制動氣室壓力上升,制動滑移率增大,增大到30%后再減少。如此反復(fù),使車輪的滑移率保持在最佳范圍內(nèi)以獲得最佳的制動效果。
2 電渦流緩速器
2.1 性能特點
目前,客車上主要有排氣制動器、電渦流緩速器、液力緩速器等輔助制動系統(tǒng)。液力緩速器因成本較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等在客車上應(yīng)用較少;排氣制動因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而得到廣泛應(yīng)用;電渦流緩速器雖然成本較高,但其結(jié)構(gòu)簡單、免維護,近幾年在高檔客車上被廣泛應(yīng)用。
使用電渦流緩速器能減少客車行車制動使用的次數(shù)和時間,從而避免或減輕行車制動的熱衰退、制動轂發(fā)熱等,大大提高制動蹄片的使用壽命,較大程度地減少維修費用。當行車制動效能下降或失效時,電渦流緩速器將使客車具有一定的制動效能,降低客車行駛速度,延長駕駛員處理緊急情況的時間,提高客車的安全性。
2.2 工作原理
下面以傳統(tǒng)電渦流緩速器為例,簡要介紹電渦流緩速器的工作原理。
電渦流緩速器的工作原理就是利用一個閉環(huán)導體在磁場中運動產(chǎn)生渦流,而磁場將會阻止其運動.電渦流緩速器由執(zhí)行機構(gòu)和控制部分組成。
(1)執(zhí)行機構(gòu)包括定子和轉(zhuǎn)子。定子由線圈和支架組成,定子繞組由4組8個線圈組成,定子安裝在變速箱后端蓋上。定子兩端各有一個轉(zhuǎn)子,一端轉(zhuǎn)子與變速箱輸出軸法蘭連接,另一端轉(zhuǎn)子與傳動軸連接。
(2)控制部分包括手控開關(guān)、腳控開關(guān)、繼電器盒、ABS聯(lián)接器等。
①手控開關(guān)在較長距離減速及下長坡時使用,安裝在駕駛員附近,便于駕駛員操作。開關(guān)分4個檔,分別扳至1、2、3、4檔,通過控制1、2、3、4個繼電器吸和,依次增加進行工作的線圈數(shù)量,從而使制動力矩逐級增加。
②腳控開關(guān)安裝在底盤上,用一根氣管與制動總泵前輪制動氣室連接。腳控開關(guān)是為控制緩速器自動工作的,受制動氣壓的逐漸升高,依次接通4個壓力傳感器,使制動力矩逐級拉大。行車制動起作用時,定子繞組線圈全部進入工作狀態(tài)。
(3)繼電器盒安裝在*近緩速器的位置,以縮短接線的長度,減少損耗。繼電器盒內(nèi)由4個大電流繼電器為定子繞組線圈提供每組35A的電流。
(4)ABS聯(lián)接器安裝在電器控制箱內(nèi)。它根據(jù)客車行駛狀態(tài)自動決定緩速器的工作,包括ABS控制信號、ABS指示燈信號、里程表信號、腳控開關(guān)信號、手控開關(guān)信號等信號輸入聯(lián)接器。當ABS檢測到某個車輪打滑時,它立即切斷緩速器使其停止工作,打滑結(jié)束后又逐級增加緩速器制動力矩,始終保持緩速器轉(zhuǎn)矩受到路面的支持;當車速低于3km/h時,切斷腳控功能,以避免不必要的電流損耗;ABS檢測到故障時,它將切斷腳控功能,但仍保留手控功能,保證行車安全。
(5)因緩速器工作時需消耗較大電流,客車發(fā)電機輸出電流應(yīng)不少于140A,蓄電池荷電量應(yīng)不少于180A.h。
3 巡航控制系統(tǒng)(CCS)
3.1 性能特點
巡航控制系統(tǒng)又稱車速控制系統(tǒng)。駕駛員在行車中使客車處于巡航控制狀態(tài),客車便以設(shè)定的車速恒定行駛。當車速低于設(shè)定車速時,巡自由詩電腦控制伺服機構(gòu)使油門加大直至車速升至設(shè)定車速;漢車速高于設(shè)定車速,則使油門減小直至車速降至設(shè)定車速。隨著高速公路的迅速發(fā)展和客車行駛速度的提高,客車裝用巡自由詩控制系統(tǒng)將大大減輕駕駛員的勞動強度,尤其是控制油門踏板的腿部肌肉的疲勞;減輕駕駛員的精神負擔,提高行車安全性;減少燃油消耗;提高駕乘的全過舒適性。
3.2 工作原理
巡航控制系統(tǒng)分真空控制式和電機控制式兩種類型。真空控制式結(jié)構(gòu)簡單,在中檔車應(yīng)用較廣;電機控制式可*準確,控制能力強,調(diào)節(jié)范圍寬,在高檔車上廣泛應(yīng)用。下面以電機控制式巡航控制系統(tǒng)為例介紹CCS的工作原理。
(1)CCS由巡航電腦、控制開關(guān)和伺服機構(gòu)組成。
①巡航電腦接受輸入信號完成巡航控制。
②控制開關(guān)向巡航電腦傳送控制信號,完成車速設(shè)定、車速調(diào)節(jié)、取消巡航控制等任務(wù)。
③伺服機構(gòu)執(zhí)行巡航電腦的指令。由可正反轉(zhuǎn)的直流電機、安全電磁離合器、設(shè)定位置傳感器等組成。電機通過操縱臂控制油門的大小,其間有安全電磁離合器。當巡航控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,切斷電機與操縱臂的聯(lián)系,起到安全保護的作用。
(2)巡航控制系統(tǒng)在各工作過程的工作狀況。
①進入巡航控制系統(tǒng)。按下主控制開關(guān),巡航指示燈亮,加大車速。漢車速達到設(shè)定值時,壓下“設(shè)定/滑行”控制開關(guān),松開加速踏板,即進入巡航狀態(tài)。此時巡航電腦經(jīng)過安全電磁離合器開關(guān)控制離合器處于結(jié)合狀態(tài)。
②車速低于設(shè)定車速。巡航電腦控制直流電機正向轉(zhuǎn)動一定角度,操縱臂沿加油方向擺動提高車速。當操縱臂達到設(shè)定角度后,巡航電腦通過輸入信號感知到位,控制直流電機停止轉(zhuǎn)動。
③車速高于設(shè)定車速。巡航電腦控制直流電機反向轉(zhuǎn)動而降低車速。當車速高出設(shè)定車速15km/h時,直流電機中的限位行程開關(guān)切斷控制電路,電磁離合器斷開,起到保護作用。
④再加大設(shè)定車速。當巡航控制曾中斷過或駕駛員意圖加大設(shè)定車速時,可將“復(fù)位/加速”開關(guān)上抬,巡航電腦控制直流電機正向轉(zhuǎn)動,使車速升高,達到設(shè)定值時放開“復(fù)位/加速”開關(guān)即可。也可采用點動加速方式,每點動一次開關(guān),車速上升1.6km/h.。
⑤再減少設(shè)定車速。將“設(shè)定/滑行”開關(guān)壓下或點動,直流電機即減速操縱,達到設(shè)定車速時放開開關(guān)即可。
⑥取消巡航控制。以下操作情況均可取消巡航控制:將控制桿向“取消”方向拉動;斷開主控制開關(guān);自動變速器在N檔(空檔)時;手動變速器踩動離合器踏板時;踩下腳制動或拉動手制動時;實際車速比設(shè)定車速低于15km/h以上時。
4 結(jié)束語
加入WTO將給中國汽車工業(yè)帶來巨大的沖擊,使之形勢更加嚴峻,但也帶來發(fā)展的機遇。隨著國內(nèi)電子技術(shù)的發(fā)展和國外先進技術(shù)的引進、消化和吸收,中國客車的電子控制技術(shù)水平將大幅度地提高。
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