汽车“线控”技术的优势与安全顾虑

2013-12-13 19:10:27来源: 互联网
汽车“线控”技术的优势与安全顾虑

    汽车行业向来都很谨慎,而在汽车“线控”技术方面,可是向前跨了一大步,将原本的机械结构以电子信号形式取代。

    线控制动、线控转向、线控驱动等技术的目标也很明确,为了使汽车结构更简单、重量更轻、制造更方便、运行更高效。

    线控技术已经过20多年的持续开发,但消费者当时认为线控技术还不成熟,没有机械传动可靠,而豪华汽车用户则觉得线控系统的使用感受不如传统机械系统,因此这项技术的普及受到了很大阻碍。曾经丰田就因线控油门故障陷入一起诉讼。

    另外,线控技术由于是行车电脑主动对转向、加速等行为进行调节控制,因此在责任归属方面很难理清。然而随着全球对汽车燃油经济性的关注,车企重新对线控技术提起了兴趣。

    电子线控刹车能让粗心的司机处于更安全的环境;电子线控换挡机构让驾驶经验不足的司机也能够准时换挡;电子线控可调底盘可弥补恶劣路况;线控转向系统则给予司机更强的操作感。

    制动器制造商德国大陆特维斯公司(Continental Teves)总工程师Robert Beaver表示,目前,消费者逐渐能够接受这项技术,这给新方案的研发带来积极作用。

    大陆和其他零部件供应商近年来正在全力研发各类汽车电子线控技术。而近年火热的电动车和混合动力车中则采用了电子线控换挡变速箱,搭载的车型包括丰田普锐斯、雷克萨斯CT200h等。

    大陆目前正在开发一项内部代号为“MKC1”的线控技术,有望于2018年投入市场。据称,新的电子线控制动系统中不采用真空泵(在机械制动系统中的必备元件),为欧洲、北美的客户提供更轻、更小的汽车制动系统解决方案。该公司拒绝透露新技术将搭载的具体车型。该公司下一步的计划是将运用于电动车中的线控制动系统扩展到传统汽车中。总工程师Beaver表示:“当采用了线控系统后,我们将看到汽车零部件数量的显著减少。制动系统中将不会再有真空泵;转向系统中不会再有动力转向泵。一切都将变为电子控制。”

    减少功率元件本身并不会让汽车变得更好,但能让汽车变得更轻,更节能,从而提升燃油经济性。

汽车“线控”技术的优势与安全顾虑

博世电子线控制动/离合器

    博世公司拥有一款采用线控技术的电子制动系统产品——iBooster。 混合动力汽车和电动汽车为了获得满意的行驶里程和能效,必须尽可能多的回收刹车产生的制动能。最理想的状况下,车辆减速时所减少的动能全部由经电动机转化成电能,这样就避免了有用的制动能以热量的形式散失掉。在最大减速度低于0.3个重力加速度的情况下(此减速条件涵盖了行车中所有常规的刹车状况),博世iBooster几乎可以回收全部的制动能,因为电机把机械能转化成电能过程中产生的阻力就能够达到此减速度的要求。当制动操作产生的减速度大于0.3个重力加速度时,iBooster则会启用制动总泵这种传统的刹车系统,产生额外所需的制动力。当然驾驶员不会感受到是电机还是常规刹车系统在工作,因为踩下制动踏板产生的刹车效果同传统车辆没有区别。

    博世的研发人员把一个小型电机装载到iBooster上以控制制动助力的程度,另外通过一个二级齿轮结构实现不同工况不同助力大小的操作。这样的设计省去了原先由内燃机或真空泵生成真空环境的做法,而产生真空所需成本较高,过程也非常繁琐;无需生成真空空间还有效地节省了燃料,因为在更多的交通状况下驾驶员可以让发动机停止工作而采取滑行的操控,并且有助于更好地推广启停系统的使用。

    电动机械的设计还有很多优点,例如当紧急情况预警系统发现前方有危险的时候,iBooster可以在120毫秒的时间内自动把制动力增加到最大值,这个反应时间要比之前的系统快三倍。另外同等车速下,使用iBooster的车辆的减速时间比搭载传统制动系统的车辆要少很多。iBooster还能够应用在自适应巡航控制系统中,帮助实现自动刹车,而且此自动操作平稳安静。不难想象,一款自身噪音很小的电动汽车,将会让驾驶员更容易留意到外界环境中的声响,提高行车安全性。

    而eClutch系统的出现,则解决了驾驶者对手动档汽车最不喜欢的两大问题:过载熄火(松离合器过快等原因)和在时走时停的城市道路工况下要频繁使用离合器踏板的情况。博世的工程师提到,eClutch系统可以提高5%到10%的燃油经济性。

    测试者对搭载eClutch系统的奥迪A3掀背车型进行了相关测试。这款车配置了标准离合器踏板和变速杆,看起来和普通的手动档汽车没有任何区别,测试在一条混合多种工况的跑道上展开。第一项测试就是过载熄火测试,在车辆静止的条件下,首先把离合器踏板踩到底,这时发动机空转,操控变速杆换入一档,然后尽可能快的把脚移开离合器踏板,但这辆车并没有像传统手动档车辆那样立刻熄火,而是微微抖动了一下,然后就开始平稳地前行,整个过程中转速表指针也没出现大的波动。在变速杆处于一档位置的时候踩下刹车踏板,但并没同时踩下离合器踏板,车辆依旧会慢慢减速,离合器自动分离,发动机开始低速空转,当车辆停止前行的时候,发动机还是可以保持正常运转。

英菲尼迪线控转向

    传统转向系统是驾驶员通过转动方向盘从而带动方向盘后的连杆通过转向轴来改变车轮角度使汽车转向。日产使用的“线控转向”技术则是传感器通过判断驾驶员转动方向盘的角度和速度并传递到电脑进行计算,通过电动控制车轮转动角度实现汽车转向。当然驾驶配有该系统的车型的驾驶员可以在任何时候手动切换到传统转向系统。

    今天夏季,英菲尼迪Q50轿车上则用了这项技术。

    在新系统中,由于电信号传输速度非常快,所以驾驶员对于改变车轮方向的意图将更快的传递给车轮。同时该系统可以有效过滤路面不平对于方向盘的干扰,使驾驶员更加轻松的控制汽车。

    日产工程师饭岛哲也说:“我们在设计汽车时的出发点是,汽车对于人们应该是一个怎样的工具,人们不但应该控制汽车的手和脚,更应该控制汽车的大脑和眼睛,让汽车成为另外一种机器人。”

    基于电子线控技术的系统可采用更少的元件数量。简化汽车制造的过程。从理论上说,应该也能简化汽车设计,也就是说降低了整体的设计成本。

    “线控节气门”已经大幅运用于汽车中。大部分汽车都依靠节气门位置传感器的电子脉冲信号作为加速的依据。将类似的技术运用于转向和制动系统中也并不难。而唯一的阻碍就是要让消费者接受这种新的理念。

关键字:汽车  优势  安全  顾虑

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/1213/article_8315.html
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