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現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)在客車上的應(yīng)用

時(shí)間:2008-09-01 15:35:00來源:fenghy

導(dǎo)語:?在國(guó)內(nèi)卻較少應(yīng)用電子控制技術(shù)。加強(qiáng)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(jì)、動(dòng)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(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)性、動(dòng)力性、安全性、環(huán)保性、舒適性等方面要求高于轎車,在國(guó)內(nèi)卻較少應(yīng)用電子控制技術(shù)。加強(qiáng)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(jì)、動(dòng)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(dòng)機(jī)集中控制、電控自動(dòng)變速器(ECT)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)、驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)施的營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-2002中規(guī)定:高一級(jí)以上客車必須安裝ABS,高二級(jí)以上大中型客車必須安裝緩速器。下面從性能特點(diǎn)、工作原理兩方面簡(jiǎn)要介紹制動(dòng)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(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS) 1.1 性能特點(diǎn) 隨著客車行駛速度的提高和道路行車密度的增大,對(duì)客車行駛的安全性要求也越來越高??蛙囋谥苿?dòng)過程中很容易使車輪抱死,車輪抱死后會(huì)出現(xiàn)方向失控、側(cè)滑、甩尾等危險(xiǎn)情況,尤其在冰雪、泥濘路面上實(shí)施緊急制動(dòng)時(shí),危險(xiǎn)性更大。ABS在客車制動(dòng)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(dòng)。ABS有以下特點(diǎn):a.保持車輛的可操縱性。在緊急制動(dòng)時(shí)仍然可以轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,避開障礙物。B.縮短制動(dòng)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(fèi)用。D.減輕駕駛員精神負(fù)擔(dān),減少交通事故。 1.2 工作原理 德國(guó)WABCO公司是世界上著名的氣制動(dòng)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(gè)傳感器和4個(gè)電磁閥)為例介紹其工作原理。 4S/4M由4個(gè)齒圈、4個(gè)傳感器、4個(gè)電磁閥、1個(gè)電子控制器ECU、1個(gè)報(bào)警燈及邊接導(dǎo)線組成。當(dāng)客車制動(dòng)時(shí),各輪傳感器把車輪的運(yùn)動(dòng)信號(hào)傳至ECU,由ECU判定車輪的滑移率。當(dāng)滑移率大于30%時(shí),ECU控制該輪排氣電磁閥工作,使制動(dòng)氣室制動(dòng)壓力下降,車輪滑移減少;當(dāng)滑移率減少至15%以下時(shí),ECU控制該輪進(jìn)氣電磁閥動(dòng)作,使制動(dòng)氣室壓力上升,制動(dòng)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(dòng)效果。 2 電渦流緩速器 2.1 性能特點(diǎn) 目前,客車上主要有排氣制動(dòng)器、電渦流緩速器、液力緩速器等輔助制動(dòng)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(dòng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單、免維護(hù),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(dòng)使用的次數(shù)和時(shí)間,從而避免或減輕行車制動(dòng)的熱衰退、制動(dòng)轂發(fā)熱等,大大提高制動(dòng)蹄片的使用壽命,較大程度地減少維修費(fèi)用。當(dāng)行車制動(dòng)效能下降或失效時(shí),電渦流緩速器將使客車具有一定的制動(dòng)效能,降低客車行駛速度,延長(zhǎng)駕駛員處理緊急情況的時(shí)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(jiǎn)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(gè)閉環(huán)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生渦流,而磁場(chǎng)將會(huì)阻止其運(yùn)動(dòng).電渦流緩速器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制部分組成。 (1)執(zhí)行機(jī)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(gè)線圈組成,定子安裝在變速箱后端蓋上。定子兩端各有一個(gè)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(dòng)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(zhǎng)距離減速及下長(zhǎng)坡時(shí)使用,安裝在駕駛員附近,便于駕駛員操作。開關(guān)分4個(gè)檔,分別扳至1、2、3、4檔,通過控制1、2、3、4個(gè)繼電器吸和,依次增加進(jìn)行工作的線圈數(shù)量,從而使制動(dòng)力矩逐級(jí)增加。 ②腳控開關(guān)安裝在底盤上,用一根氣管與制動(dòng)總泵前輪制動(dòng)氣室連接。腳控開關(guān)是為控制緩速器自動(dòng)工作的,受制動(dòng)氣壓的逐漸升高,依次接通4個(gè)壓力傳感器,使制動(dòng)力矩逐級(jí)拉大。行車制動(dòng)起作用時(shí),定子繞組線圈全部進(jìn)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(zhǎng)度,減少損耗。繼電器盒內(nèi)由4個(gè)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(dòng)決定緩速器的工作,包括ABS控制信號(hào)、ABS指示燈信號(hào)、里程表信號(hào)、腳控開關(guān)信號(hào)、手控開關(guān)信號(hào)等信號(hào)輸入聯(lián)接器。當(dāng)ABS檢測(cè)到某個(gè)車輪打滑時(shí),它立即切斷緩速器使其停止工作,打滑結(jié)束后又逐級(jí)增加緩速器制動(dòng)力矩,始終保持緩速器轉(zhuǎn)矩受到路面的支持;當(dāng)車速低于3km/h時(shí),切斷腳控功能,以避免不必要的電流損耗;ABS檢測(cè)到故障時(shí),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(shí)需消耗較大電流,客車發(fā)電機(jī)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(diǎn) 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(dāng)車速低于設(shè)定車速時(shí),巡自由詩電腦控制伺服機(jī)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(dòng)強(qiáng)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(fù)擔(dān),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(jī)控制式兩種類型。真空控制式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在中檔車應(yīng)用較廣;電機(jī)控制式可*準(zhǔn)確,控制能力強(qiáng),調(diào)節(jié)范圍寬,在高檔車上廣泛應(yīng)用。下面以電機(jī)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(jī)構(gòu)組成。 ①巡航電腦接受輸入信號(hào)完成巡航控制。 ②控制開關(guān)向巡航電腦傳送控制信號(hào),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(jī)構(gòu)執(zhí)行巡航電腦的指令。由可正反轉(zhuǎn)的直流電機(jī)、安全電磁離合器、設(shè)定位置傳感器等組成。電機(jī)通過操縱臂控制油門的大小,其間有安全電磁離合器。當(dāng)巡航控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),切斷電機(jī)與操縱臂的聯(lián)系,起到安全保護(hù)的作用。 (2)巡航控制系統(tǒng)在各工作過程的工作狀況。 ①進(jìn)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(dá)到設(shè)定值時(shí),壓下“設(shè)定/滑行”控制開關(guān),松開加速踏板,即進(jìn)入巡航狀態(tài)。此時(shí)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(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,操縱臂沿加油方向擺動(dòng)提高車速。當(dāng)操縱臂達(dá)到設(shè)定角度后,巡航電腦通過輸入信號(hào)感知到位,控制直流電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 ③車速高于設(shè)定車速。巡航電腦控制直流電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)而降低車速。當(dāng)車速高出設(shè)定車速15km/h時(shí),直流電機(jī)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(hù)作用。 ④再加大設(shè)定車速。當(dāng)巡航控制曾中斷過或駕駛員意圖加大設(shè)定車速時(shí),可將“復(fù)位/加速”開關(guān)上抬,巡航電腦控制直流電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng),使車速升高,達(dá)到設(shè)定值時(shí)放開“復(fù)位/加速”開關(guān)即可。也可采用點(diǎn)動(dòng)加速方式,每點(diǎn)動(dòng)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(diǎn)動(dòng),直流電機(jī)即減速操縱,達(dá)到設(shè)定車速時(shí)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(dòng);斷開主控制開關(guān);自動(dòng)變速器在N檔(空檔)時(shí);手動(dòng)變速器踩動(dòng)離合器踏板時(shí);踩下腳制動(dòng)或拉動(dòng)手制動(dòng)時(shí);實(shí)際車速比設(shè)定車速低于15km/h以上時(shí)。 4 結(jié)束語 加入WTO將給中國(guó)汽車工業(yè)帶來巨大的沖擊,使之形勢(shì)更加嚴(yán)峻,但也帶來發(fā)展的機(jī)遇。隨著國(guó)內(nèi)電子技術(shù)的發(fā)展和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收,中國(guó)客車的電子控制技術(shù)水平將大幅度地提高。

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