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汽车稳定控制系统

汽车业一个显而易见的趋势就是汽车制造商们不断采用新的软件系

统将汽车的硬件系统联系起来，以创造出更新的特性。最近出的这几

辆这样的汽车，可以这么说，即使是让一个儿童赛车手来驾驶这样具

有高性能的悬架系统的汽车参赛，他也照样能够从其它驾驶普通车辆

的选手中脱颖而出。

ABS的功用

通过采用来自防锁剎车系统（ABS）的信息，可以提高悬架系统

的性能。我们知道，ABS系统能够测量出车轮速度并独立控制各车

轮制动轮缸压力。然而这个基础系统做一些必要的改进，就可使电控

悬架更有效地发挥作用。

第一代的ABS轮速传感器由磁铁、线圈、齿轮及一个齿环构成。

这种VR型（变磁阻）的传感器依靠齿轮的齿形造成磁路的开闭来进

行工作。磁路的开闭导致磁涡流的变化，并在传感器的线圈中产生脉

动的电压。由于采用了多个齿形和电子波形信号，传感器的输出为一

系列的脉冲。单位时间内传感器产生的脉冲数除以车轮每转所产生的

脉冲数就可以得到车轮的转速。

VR型轮速传感器的一个严重缺陷就在于其输出脉冲的电压与齿

形通过磁路的速度直接相关，因而车轮转速也与齿形通过磁路的速度

直接相关。现在越来越多的所谓“主动”型的ABS传感器都使用霍尔

组件或使用由车辆电气系统提供能源的限磁型传感器。主动型传感器

的最大优点在于即使是在车轮转速为零的情况下它也能够提供精确

的轮速信号。

控制系统软件可以判断出一个车轮与其它车轮转速可能产生差

异的原因。例如，一个严重充气不足的车轮要比其它正常充气的车轮

的直径要小。在这种情况下，控制软件能够在系统不施加制动的情况

下将四个车轮的转速信号进行对比并很容易地判别出每转比其它三

个车轮产生脉冲数多的那个车轮所在。这个策略也可以用来在制动工

况下识别具有抱死倾向的车轮。

在各种形式的主动型ABS传感器中，Continental-Teves公司研

制了一种安装在车轮轴承中的传感器。这种轴承的密封圈进行了电磁

标识，除了可以发挥正常的密封作用外，还可以作为旋转的脉冲发生

器来使用。传感器本身被夹在轴承中并成为车轮轴承总成的一个部

件，而且，主动型传感器在体积上要比VR型传感器小得多，因而可

以像Continental-Teves公司那样把传感器封装起来。

在ABS基础上新发展起来的一种系统是牵引力控制系统

（TCS）。TCS能监测车辆的驱动轮转速高于其它车轮的情况，并通

过减小节气门开度（与驾驶员踩踏油门的动作幅度无关）或有选择地

在驱动轮施加制动力来减小相应车轮的滑转。对某一驱动轮施加制动

可以将车辆的驱动力矩传递到另一侧的车轮，这与限滑差速器的工作

原理很相似。

不久之前，美国汽车工程师协会（SAE）邀请了一些汽车工程师

对一些这类系统进行了试验。为了验证TCS系统的作用，他们在地

上铺了一张巨大的塑料面板并在上面洒上水和洗涤剂。在用没有装备

TCS的汽车进行试验时，当驾驶员踩下加速踏板后，发动机会发出

常见的吼叫声，高速滑转的车轮也会发出刺耳的尖叫声。

当用装备TCS的车辆试验时则不会出现发动机狂吼或轮胎的滑

转尖叫声。计算机会监测到打滑的车轮并将信息传送给发动机动力管

理系统，该系统则会减小发动机的动力输出，然后ABS系统开始工

作，向驱动轮施加制动力。于是两个车轮均附着良好，汽车就会开出

塑料面板。当然，汽车从塑料面板上一开走它就会像火箭一样向前飞

奔，驾驶员必须及时将脚从加速踏板上面移开。

为确保悬架系统的稳定性，还需要使用比TCS系统更多的传感

器和其它的零部件。例如：需要安装能够监测到影响驾驶员保持正确

的行驶车道的作用力的传感器。这类装置包括一种能监测车辆横摆状

况的传感器。所谓横摆其意即如此：试想一下你将一个销子在中间部

位从顶部直插过一辆玩具汽车，当你推动玩具车的前端或后端时它就

会绕着那根销子转动。也许用不足转向/过多转向监测传感器这个术

语会更贴切些。如果你的车辆失去控制，而且车辆后部因侧滑而发生

甩尾现象，横摆传感器会首先探测到。