Sådan fungerer elektronisk bremsekraftfordeling

Bremser billedgalleri Elektroniske bremsesystemer, som Bosch ESP8 bremsekontrolsystem vist her, registrerer kritiske situationer og hjælper føreren med at opretholde fuld kontrol over køretøjet. Se flere billeder af bremser. Med tilladelse fra Bosch

Kørselssikkerhed har været et stort fokus i bilindustrien i mange år. Bilproducenter har hældt millioner af dollars i at undersøge sikkerheds- og reguleringsenheder, og resultatet har været en forbløffende forbedring af sikkerheden for selv de mest billige køretøjer. Det er lettere nu, end det nogensinde har været at finde en bil, der lader dig og din familie køre i komfort og sikkerhed.

En hel del af de nye bilsikkerhedsteknologier er baseret på computere, mikrokredsløb, der kan fornemme, hvad bilen og dens chauffør laver, og kompensere for problemer, der kan true bilens og dens passagerers trivsel. Nogle af de mest imponerende sikkerhedsforbedringer involverer bremsning. Evnen til at stoppe en bil på en sikker måde er afgørende for at forhindre ulykker. Antilock-bremsesystemer (ABS) findes nu i næsten alle biler, og med tilføjelse af forfininger som elektronisk skridstyring (ESC) kan disse systemer sammen med en alarmchauffør stoppe mange ulykker, før de nogensinde sker.

En af de mest succesrige nylige forbedringer af antilock-bremsesystemer har været elektronisk bremsekraftfordeling, eller EBD. EBD er baseret på princippet om, at ikke alle hjul har brug for den samme indsats for at bringe bilen til stop.

EBD er baseret på princippet om, at vægten, der understøttes af hjulene på din bil, ikke er jævnt fordelt. Nogle hjul har en tungere belastning end andre og vil kræve mere bremsekraft for at bringe bilen til stop, uden at den går ud af kontrol. Endvidere skifter mængden af ​​vægt, der understøttes af et hjul, under bremseprocessen, så den krævede mængde på hvert hjul kan ændre sig hurtigt. Et EBD-system kan ikke kun registrere, hvor meget vægt der understøttes af hvert hjul, men kan ændre mængden af ​​bremsekraft sendt til hvert hjul med det samme.

Hvordan har bilfabrikanter opnået dette mindre teknologiske mirakel? Og hvor vigtigt er det for dig at købe en bil med et avanceret EBD-system? Du finder svarene på disse spørgsmål på de næste par sider.

Indhold

1. Elektronisk bremsekraftfordeling forklaret
2. Elektroniske bremsekraftfordelingskomponenter
3. Fordele ved elektronisk bremsekraftfordeling

Friktion mellem bilens dæk og vejoverfladen er også kritisk for acceleration og bremsning. © iStockphoto.com / Greg McCracken

Dæk fungerer efter friktion. Når du træder på gaspedalen, er friktionen mellem dækkene og vejen det, der får dig til at bevæge dig fremad. Når du træder på bremsen, er friktionen mellem dækkene og vejen det, der bremser dig. Derfor er det i isrige forhold undertiden vanskeligt at få din bil til at begynde at bevæge sig, når du vil have den - og endnu sværere at få den til at stoppe.

Friktion er også det, der holder bilen i bevægelse i den retning, du vil have den skal. Når vi accelererer, tager vi ofte for givet, at bilen bevæger sig i den retning, som hjulene peger på; men hvis der ikke var nogen friktion mellem dækket og vejen, kunne bilen let glide sidelæns og gå ud af kontrol.

Det er vigtigt for kørselssikkerhed at opretholde friktionen mellem dækket og vejen, men alligevel er der en række forhold, under hvilke denne friktion kan gå tabt. Den ene er acceleration på iskolde veje som nævnt ovenfor, men friktion kan også gå tabt, hvis du bremser for hårdt. Bilens fremdrivningsmoment kan holde den i bevægelse med en hastighed, der er betydeligt større end den hastighed, hvormed dækkene roterer. Dette kaldes hjullås og det er en almindelig årsag til køreulykker. Når det først sker, griber dækkene ikke længere ind i fortovet, og bilen fortsætter med at køre i den retning, det var på vej, da skridten startede.

Nøglen til at undgå en glidning er glidforhold, forskellen mellem hastigheden, hvormed bilen bevæger sig, og den hastighed, hvorpå dækket roterer. Antilock-bremsesystemer (ABS) kan mærke glideforholdet for de enkelte dæk og modulere den bremsekraft, der anvendes på hvert dæk, så glideforholdet forbliver inden for et sikkert område og derved undgår en glidning.

Når en bil bremser, skifter dens vægt fremad. I en frontmotorbil øger den ekstra vægt op foran frontrækene, mens det reducerer baghjulets greb. Dette gør bageste dæk mere tilbøjelige til at låse sig under bremsning. Når baghjulene glider, kan bilen begynde at fiskehale eller endda gå i en drejning. Traditionelt indeholdt bremsesystemer en proportioneringsventil til at fordele den rigtige mængde bremsekraft til for- og bagdæk. Men med ABS er proportioneringsventilen ikke længere en ideel løsning på problemet.

Det er her elektronisk bremsekraftfordeling (EBD) kommer ind. Med EBD bestemmer en computer kaldet en elektronisk kontrolenhed (ECU) slidforholdet for hvert af dækkene individuelt. Hvis ECU bemærker, at baghjulene er i fare for at glide, udøver den mindre kraft på dem, mens den opretholdes (eller om nødvendigt øger) kraften, der påføres forhjulene. EBD er også nyttigt, når bilen bremser, mens du kører rundt om et hjørne. Mens du drejer, drejer bilens ydre hjul hurtigere end de indvendige hjul. Hvis der anvendes for meget bremsekraft på de indre hjul, kan de låse, hvilket får bilen til at overskride og gå ud af kontrol. EBD kan mærke glidningen af ​​de indre hjul og reducere bremsekraften på disse hjul uden at reducere kraften på de ydre hjul.

Hvordan opnås disse elektroniske mirakler? På næste side undersøger vi den hardware og software, som et EBD-system bruger til individuelt at kontrollere mængden af ​​bremsekraft anvendt på hvert dæk.

En præcisionslaser bruges i Bosch ingeniørcenter i Abstatt, Tyskland, til at måle den iboende vibration af en bremsestyringsenhed. Med tilladelse fra Bosch

Sikkerheds- og reguleringshardware brugt af et elektronisk bremsekraftfordelingssystem er stort set det samme som hardware, der bruges af et antilock-bremsesystem uden EBD. Det er bare programmeret anderledes. Med henblik på EBD er der brug for tre forskellige stykker hardware: sensorer, der kan bestemme glideforholdet for hvert hjul, ventiler, der kan modulere mængden af ​​bremsekraft, der går til hvert hjul, og en elektronisk kontrolenhed, der kan beregne mængden af krævet kraft.

Hastighedsfølere: For at bestemme glideforholdet for et hjul har EBD-systemet brug for to oplysninger: hastigheden, hvormed hjulet roterer, og bilens hastighed. Hvis hastigheden, hvormed hjulet roterer, er langsommere end hastigheden, hvormed bilen bevæger sig, glider hjulet, og der kan opstå en glidning. En sensor placeres ved hvert hjul for at bestemme hjulets hastighed. Der er ingen specifik sensor til at måle bilens fremadgående bevægelse. I stedet beregnes hastighedsmålingerne fra alle fire hjul for at skabe et skøn over køretøjets samlede hastighed.

Bremsekraftmodulatorer: Bremsekraft påføres hjulene hydraulisk med bremsevæske pumpet ind i bremselinier på en sådan måde, at bremsecylindrene pneumatisk aktiveres. EBD-systemet kan modulere mængden af ​​bremsevæske, der går til hvert hjul gennem elektrisk aktiverede ventiler.

Elektronisk kontrolenhed (ECU): ECU er en lille computer indlejret i antilock-bremsesystemet. Den modtager input fra hastighedsfølerne, beregner hjulets glideforhold og bruger bremsekraftmodulatorerne til at anvende en passende mængde kraft for at holde glideforholdet for hvert hjul inden for et rimeligt interval.

De fleste EBD-systemer inkluderer også en gabssensor, der registrerer køretøjets rotation, når det drejer. Dette kan sammenlignes med rattets vinkel ved hjælp af a rattets vinkelsensor at opdage overstyring (for meget rotation i forhold til hjulets vinkel) eller understyring (ikke nok rotation i forhold til hjulets vinkel). EBD kan derefter korrigere styringen ved at aktivere en af ​​de bageste bremser. For eksempel, hvis bilen begynder at understyre, aktiveres den indvendige bagbremse for at øge bilens rotation. Hvis bilen begynder at overstråle, aktiveres den udvendige bageste bremse for at mindske bilens rotation. Giversensoren kan også bruges sammen med elektronisk stabilitetskontrol (ESC) for at forhindre rollover-ulykker.

Hvor vigtigt er det for dig at have en bil med elektronisk bremsekraftfordeling? På næste side ser vi på, hvordan EBD hjælper dig med at køre sikkert.

Kørsel på veje, der er dækket med is - eller pludselig nye elger - er typiske trafikrisici i Nordeuropa. Bremsestyringssystemer som ABS og det elektroniske stabilitetsprogram (ESP) øger sikkerheden i disse kritiske situationer. Med tilladelse fra Bosch

Forestil dig at du kører ad motorvejen 50 miles i timen (80,5 kilometer i timen), og du ser en hindring foran dig - f.eks. En stoppet bil. Du træder på dine bremser, men der er ikke plads til at stoppe før du kolliderer med bilens bageste kofanger. I desperation drejer du rattet til den ene side for at gå omkring den stoppede bil, selv mens du stadig trykker ned på bremsen.

Hvad der sker? Nå, hvis din bil har et traditionelt bremsesystem, kan du være ude af held. Den skiftende køretøjs vægt kan få dækkene til at låse, hvilket reducerer din evne til at styre. Du kan opleve, at du ikke kan komme rundt om forhindringen i tide. Eller bilen kan overstråle og gå ud af kontrol. Med elektronisk bremsekraftfordeling på den anden side låses ikke dit køretøjs dæk op, og du bevarer evnen til at styre. Og overskyderen forhindres ved at opretholde den rette bremsekraft til det indre og ydre hjul. Som et resultat er det mere sandsynligt, at du kommer ud af denne situation med din bil intakt og dine passagerer ubeskadiget.

Forestil dig nu, at du kører på en iskold overflade eller en glat vej med regnvand. Under disse forhold er det virkelig nemt for din bil at gå i en skridsikkerhed. Og selvom EBD ikke kan registrere vejeforhold direkte, kan det trække dem fra hjulets glideforhold og kompensere i overensstemmelse hermed. Hvis forholdene er forskellige for hvert hjul - for eksempel hvis det ene hjul er på en islapp og det andet ikke - kan dette opdages gennem glideforholdet. Selvom der ikke er nogen magisk løsning på problemet med at stoppe en bil under dårlige vejforhold, kan EBD gøre nødbremsning under disse forhold så sikker som muligt.

Her er en anden mindre end indlysende fordel ved EBD: Når du indlæser bagagerummet på din bil med bagage, ændrer det trækkraft på baghjulene, hvilket betyder, at der kan bruges mere kraft på disse hjul under bremsning. En standardproportioneringsventil tager ikke nødvendigvis hensyn til denne ekstra vægt, men elektronisk bremsefordeling kompenserer passende for din bils nu tungere bagenden. EBD kan ikke registrere denne ekstra vægt direkte, men systemet bliver opmærksom på det gennem dens indvirkning på dækets glideforhold.

For at angive det indlysende er kørsel sikkert vigtigt for alle - også fodgængere. Elektronisk bremsedistribution og antilock-bremsesystemteknologi, især når det kombineres med andre sikkerhedsteknologier, såsom trækkontrol og elektronisk stabilitetskontrol, er et vigtigt bidrag til kørselssikkerhed og kan hjælpe med at holde dig og din familie sikker, uanset om du er på lange ture eller bare et kørsel til den lokale købmand.

Følg linkene på næste side for at lære mere om sikkerheds- og reguleringsenheder og andre relaterede emner.

Relaterede artikler

• Bilsikkerhedsquiz
• 5 Crash Test-videoer
• Top 5 kørsels- og sikkerhedsvideoer
• Sådan fungerer airbags
• Sådan fungerer trafikbilletter
• Sådan fungerer selvparkeringsbiler
• Sådan fungerer røde lys-kameraer
• Kan en bil virkelig være dødssikker?
• Har brugt ulykkestest nogensinde levende (eller døde) menneskelige beboere?
• Hvordan fungerer en laserhastighedspistol til at måle en bils hastighed?

Kilder

• Carley, Larry. "Elektronisk bremsedistribution: Emerging Technology tilbyder servicemuligheder." Importer bil. 1. februar 2009. (3. nov. 2009) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
• Ribbens, William B. "Forståelse af elektronik til biler." Sjette udgave. 2003. Elsevier Science. Burlington, messe.