什么是电子稳定控制,它是如何工作的?

当你撞到路边时,你正在高速行驶。 你试图转动方向盘,但你的车辆开始打滑而不是转弯。 因此,你失去了对汽车的控制,但不要担心; 电子稳定控制系统 (ESC) 可确保你的安全。

那么,什么是 ESC,它如何帮助你在高速转弯时重新控制车辆? 好吧,让我们来了解一下。

什么是电子稳定控制,为什么需要它?

ESC 是弗兰克·维尔纳在瑞典一条结冰的道路上滑下后发明的,是继安全带之后最重要的安全发明。 事实上,根据美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的这份 PDF 文件,从 2011 年到 2015 年,电子稳定控制系统挽救了 7,000 多人的生命。

ESC 也称为动态稳定性控制,是一种安全功能,可帮助驾驶员在高速转弯时重新控制车辆。 除此之外,ESC还可以防止在潮湿路面转弯时打滑,但为什么打滑这么危险呢?

你看,你的方向盘只能在车轮转动的时候控制你的车的运动。 一旦轮胎开始滑动,你的转向输入不会影响汽车的运动。

首先要了解轮胎打滑的原因,你需要了解第一运动定律。 根据该定律,运动中的物体将保持相同的状态,直到且除非施加外力。 因此,当你试图使车辆直线打滑时,第一运动定律会阻止汽车改变其路线。 那是因为如果你的轮胎打滑,它们没有任何抓地力,因此它们几乎不会施加会影响你汽车方向的外力。

为防止出现此问题,电子稳定控制系统通过利用防抱死制动系统对汽车施加外力。

了解 ESC 的运动部件

既然我们知道了为什么需要 ESC,我们就可以看看使之成为可能的组件。

  • 车轮速度传感器:你汽车上的每个车轮都配有一个车轮速度传感器。 该传感器由穿孔磁环和霍尔效应传感器组成。 当轮子旋转时,环产生的磁场会周期性地变化。 霍尔效应传感器收集这些数据,使传感器能够计算车轮的速度。
  • 横摆率传感器:横摆率传感器监控车辆的旋转。 为了测量这种旋转,偏航率传感器使用微机电陀螺仪。 该陀螺仪测量作用在车辆上的科里奥利力,以估计汽车绕其重心旋转了多少。
  • 转向角传感器:顾名思义,转向角传感器决定方向盘的转动角度。 该传感器安装在方向盘轴上,使用磁性齿轮和霍尔效应传感器来检测旋转角度。
  • ECU:就像 CPU 是个人计算机的大脑一样,ECU 是监控汽车关键操作的计算机。 这包括跟踪进入发动机的燃料和空气量等任务,但与个人电脑不同,汽车有多个 ECU。 这些计算设备相互通信以启用自动紧急制动、自适应巡航控制系统和车道保持辅助等功能。
  • 防抱死制动系统:虽然驾驶员使用制动踏板控制制动器,但 ABS 控制施加在轮胎上的压力量。 在紧急情况下,ABS 处理液压制动系统以稳定车辆。
  • 发动机控制模块:也称为ECM,发动机控制模块是一个ECU,用于监控发动机舱内的一系列传感器和执行器。 这使 ECM 能够控制发动机提供的动力。

除了上面给出的传感器和ECU之外,ESC使用CAN协议进行通信。 传感器和 ECU 之间的这种通信使 ESC 能够实时监控车辆状况,从而使系统更加稳健。

ESC是如何工作的?

现在我们了解了使 ESC 成为可能的组件,我们可以看看它是如何工作的。

这一切都始于转向角传感器,它监控方向盘的旋转角度。 该数据和来自横摆率传感器的输入被发送到 ECU。 ECU 分析这些数据以检查车辆是否根据用户的输入进行转向。 如果不是这种情况,ECU 将激活电子稳定控制系统。

启用后,ESC 会尝试了解汽车上的车轮是否打滑。 为此,它会比较所有轮速传感器的数据。 如果与其他车轮相比,其中一个车轮的角速度更大,则 ESC 断定它正在打滑。

为了防止这种打滑现象,ESC 启用 ABS。 启用 ABS 后,它会迅速对打滑的车轮施加制动。 刹车的这种应用会对汽车施加外力,使其稳定。

除了使用 ABS 降低车轮的速度外,ESC 还控制传递到车轮的动力。 为此,ESC 与 ECM 通信并降低发动机输出的功率。 这种功率降低和防抱死制动系统可防止汽车在紧急情况下转弯或转弯时过度转向或转向不足。

不仅如此,增强的稳定性还可以保护卡车和拖拉机等车辆在转弯时不会翻倒

ESC 一切都是为了好事吗?

电子稳定控制系统由多个组件组成,如果其中一个传感器发生故障,可能会导致车辆出现异常行为。

尽管电子稳定控制系统为用户提供了很大的安全性,但它可以防止你的汽车达到极限。 由于 ESC 的油门限制功能,它会降低传递给轮胎的动力,从而阻止高性能转弯。 此外,如果你将汽车开到赛道并想销毁一些橡胶,则 ESC 将防止汽车漂移。

话虽如此,如果用户希望将车辆推向极限,则可以禁用 ESC。

ESC 让世界更安全吗?

电子稳定控制系统是一种安全功能,可在转弯时为驾驶员提供控制。 为了提供这种稳定性,ESC 监控偏航角速度和方向盘传感器以检测转向控制不足。 一旦检测到,ESC 将激活 ABS 和 ECM 以降低车速。

该系统可稳定汽车,使驾驶员能够在高速转弯时重新控制车辆。 在安全方面,ESC可以决定生死。 由于这个原因,NHTSA 强制要求 2012 年以后销售的所有汽车都必须配备此功能。数据证明,ESC 已经从某些悲剧中挽救了无数生命。

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