Hur elektronisk bromskraftsdistribution fungerar

Bromsar bildgalleri Elektroniska bromssystem, som Bosch ESP8-bromsstyrsystem som visas här, upptäcker kritiska situationer och hjälper föraren att hålla full kontroll över fordonet. Se fler bilder av bromsar. Med tillstånd av Bosch

Körsäkerhet har varit ett stort fokus i bilindustrin under många år. Biltillverkarna har hällt miljoner dollar i att undersöka säkerhets- och regleringsanordningar och resultatet har varit en häpnadsväckande förbättring av säkerheten för även de billigaste fordonen. Det är lättare nu än någonsin varit att hitta en bil som låter dig och din familj rida i komfort och säkerhet.

Ganska många av de nya fordonssäkerhetsteknologierna är baserade på datorer, mikrokretsar som kan känna vad bilen och föraren gör och kompensera för problem som kan hota bilens och dess passagerares välbefinnande. Några av de mest imponerande säkerhetsförbättringarna innebär bromsning. Förmågan att stoppa en bil på ett säkert sätt är avgörande för att förebygga olyckor. ABS-bromssystem (ABS) finns nu i nästan alla bilar, och med tillägg av förbättringar som elektronisk skidstyrning (ESC) kan dessa system, tillsammans med en varningsförare, stoppa många olyckor innan de någonsin inträffar.

En av de mest framgångsrika nyligen förbättrade förbränningssystemen har varit elektronisk bromskraftfördelning, eller EBD. EBD bygger på principen att inte alla hjul behöver göra samma insats för att få bilen till stopp.

EBD bygger på principen att vikten som stöds av hjulen på din bil inte är jämnt fördelad. Vissa hjul har en tyngre belastning än andra och kommer att kräva mer bromskraft för att stoppa bilen utan att den går ur kontroll. Vidare växlar mängden vikt som stöds av ett hjul under bromsningsprocessen, så att den kraft som krävs vid varje hjul kan förändras snabbt. Ett EBD-system kan inte bara upptäcka hur mycket vikt som stöds av varje hjul, utan kan ändra mängden bromseffekt som skickas till varje hjul på en omedelbar omedelbar basis.

Hur har biltillverkarna uppnått detta mindre tekniska mirakel? Och hur viktigt är det för dig att köpa en bil med ett modernt EBD-system? Du hittar svaren på dessa frågor på de kommande sidorna.

Innehåll

1. Elektronisk bromskraftsfördelning förklarad
2. Elektroniska bromskraftsfördelningskomponenter
3. Fördelar med elektronisk bromskraftsdistribution

Friktion mellan bilens däck och vägbanan är också avgörande för acceleration och bromsning. © iStockphoto.com / Greg McCracken

Däck fungerar genom friktion. När du går på gaspedalen är friktionen mellan däcken och vägen det som får dig att gå framåt. När du går på bromsen är friktionen mellan däcken och vägen det som bromsar dig. Därför är det i isiga förhållanden ibland svårt att få din bil att börja röra sig när du vill - och ännu svårare att få den att stoppa.

Friktion är också det som håller bilen i rörelse i den riktning du vill att den ska gå. När vi accelererar tar vi ofta för givet att bilen kommer att röra sig i den riktning som hjulen pekar; om det inte fanns någon friktion mellan däcket och vägen kunde bilen lätt glida i sidled och gå ur kontroll.

Det är viktigt för körsäkerheten att upprätthålla friktionen mellan däcket och vägen, men det finns ett antal förhållanden under vilka denna friktion kan gå förlorad. Den ena är accelerationen på isiga vägar, som nämnts ovan, men friktion kan också gå förlorad om du bromsar för hårt. Bilens framåtskridande kan hålla den i rörelse med en hastighet som är betydligt större än den hastighet som däcken snurrar på. Det här kallas hjullås och det är en vanlig orsak till körolyckor. När det händer greppar däcken inte längre på trottoaren och bilen fortsätter att resa i den riktning som det var på väg när sliden började.

Nyckeln till att undvika en skridsko är glidförhållande, skillnaden mellan hastigheten med vilken bilen rör sig och hastigheten som däcket roterar. Bromssystem (ABS) kan känna av de enskilda däckens glidförhållande och modulera bromskraften som appliceras på varje däck så att glidförhållandet förblir inom ett säkert räckvidd och därmed undviker en slip.

När en bil bromsar skiftar vikten framåt. I en främre motorbil ökar den främre vikten framtill däckens grepp medan det minskar bakre däckens grepp. Detta gör att de bakre däcken riskerar att låsas vid bromsning. När bakhjulen glider kan bilen börja fiska eller till och med gå i snurr. Traditionellt inkluderade bromssystem en proportioneringsventil för att fördela rätt mängd bromskraft till främre och bakre däck. Men med ABS ger proportioneringsventilen inte längre en idealisk lösning på problemet.

Det är här elektronisk bromskraftfördelning (EBD) kommer in. Med EBD bestämmer en dator som kallas en elektronisk styrenhet (ECU) glidförhållandet för vart och ett av däcken individuellt. Om ECU märker att bakhjulen riskerar att halkas utövar den mindre kraft på dem medan den bibehåller (eller vid behov ökar) kraften som appliceras på framhjulen. EBD är också användbart när bilen bromsar när du kör runt ett hörn. När du vrider roterar bilens ytterhjul snabbare än de inre hjulen. Om för mycket bromskraft appliceras på de inre hjulen kan de låsa, vilket får bilen att översträva och gå ur kontroll. EBD kan avkänna glidningen av de inre hjulen och minska bromskraften på dessa hjul utan att minska kraften på ytterhjulen.

Hur uppnås dessa elektroniska mirakel? På nästa sida undersöker vi hårdvaran och programvaran som ett EBD-system använder för att individuellt kontrollera mängden bromskraft som appliceras på varje däck.

En precisionslaser används vid Bosch Engineering Center i Abstatt, Tyskland, för att mäta den inre vibrationen hos en bromsstyrenhet. Med tillstånd av Bosch

Säkerhets- och regleringsmaskinvaran som används av ett elektroniskt bromskraftfördelningssystem är ungefär samma som den hårdvara som används av ett antilock-bromssystem utan EBD. Det är bara programmerat annorlunda. För EBD: s syfte är tre olika delar av hårdvara nödvändiga: sensorer som kan bestämma glidförhållandet för varje hjul, ventiler som kan modulera mängden bromskraft som går till varje hjul och en elektronisk styrenhet som kan beräkna mängden kraft krävs.

Hastighetssensorer: För att bestämma glidförhållandet för ett hjul behöver EBD-systemet två informationsdelar: hastigheten med vilken hjulet roterar och bilens hastighet. Om hastigheten med vilken hjulet roterar är långsammare än hastigheten med vilken bilen rör sig, glider hjulet och det kan bli en glidbana. En sensor placeras vid varje hjul för att bestämma hjulets hastighet. Det finns ingen specifik sensor för att mäta bilens framåtrörelse. Istället beräknas hastighetsmätningarna från alla fyra hjulen för att skapa en uppskattning av fordonets totala hastighet.

Bromskraftsmodulatorer: Bromskraft appliceras på hjulen hydrauliskt med bromsvätska pumpat in i bromsledningar på ett sådant sätt att pneumatisk aktiverar bromscylindrarna. EBD-systemet kan modulera mängden bromsvätska som går till varje hjul genom elektriskt aktiverade ventiler.

Elektronisk styrenhet (ECU): ECU är en liten dator inbäddad i antilock-bromssystemet. Den får ingång från hastighetssensorerna, beräknar hjulens glidförhållande och använder bromskraftsmodulatorerna för att tillämpa en lämplig mängd kraft för att hålla glidförhållandet för varje hjul inom ett rimligt intervall.

De flesta EBD-system inkluderar också en gässensor, vilket upptäcker fordonets rotation när det svänger. Detta kan jämföras med rattens vinkel med hjälp av a rattvinkelsensor att upptäcka överstyrning (för mycket rotation relativt hjulets vinkel) eller understyrning (inte tillräckligt med rotation relativt hjulets vinkel). EBD kan sedan korrigera styrningen genom att aktivera en av de bakre bromsarna. Om bilen till exempel börjar underskattas aktiveras den inre bakre bromsen för att öka bilens rotation. Om bilen börjar överskrida aktiveras den yttre bakre bromsen för att minska bilens rotation. Gassensorn kan också användas tillsammans med elektronisk stabilitetskontroll (ESC) för att förhindra rollover-olyckor.

Hur viktigt är det för dig att ha en bil med elektronisk bromskraftfördelning? På nästa sida tittar vi på hur EBD hjälper dig att köra säkert.

Att köra på vägar täckta med is - eller plötsligt växande älgar - är typiska trafikrisker i norra Europa. Bromsstyrsystem som ABS och Electronic Stability Program (ESP) ökar säkerheten i dessa kritiska situationer. Med tillstånd av Bosch

Föreställ dig att du kör ner motorvägen 50 miles per timme (80,5 kilometer per timme) och du ser ett hinder framför dig - till exempel en stoppad bil. Du kliver på bromsarna, men det finns inte utrymme att stoppa innan du kolliderar med bilens bakre stötfångare. I desperation vrider du ratten åt en sida för att gå runt den stoppade bilen, även om du fortfarande trycker ner bromsen.

Vad händer? Tja, om din bil har ett traditionellt bromssystem, kan du ha tur. Den växlande fordonets vikt kan få däcken att låsas, vilket minskar din förmåga att styra. Du kanske upptäcker att du inte kan komma runt hindret i tid. Eller så kan bilen stryka och gå ur kontroll. Med elektronisk bromskraftfördelning, å andra sidan, låses inte ditt fordons däck fast och du behåller förmågan att styra. Och överkontrollen förhindras genom att bibehålla rätt bromskraft till inner- och ytterhjulen. Som ett resultat är det mer troligt att du kommer ut ur denna situation med din bil intakt och dina passagerare oskadade.

Föreställ dig nu att du kör på en isig yta eller en slick med regnvatten. Under dessa förhållanden är det verkligen lätt för din bil att gå in i en slid. Och även om EBD inte kan upptäcka vägförhållandena direkt, kan den dra av dem från hjulens glidförhållande och kompensera i enlighet därmed. Om förhållandena är olika för varje hjul - till exempel om ett hjul ligger på en islapp och det andra inte - kan detekteras genom glidförhållandet. Även om det inte finns någon magisk lösning på problemet med att stoppa en bil under dåliga vägförhållanden, kan EBD göra nödbromsning under dessa förhållanden så säkra som möjligt.

Här är en annan mindre än uppenbar fördel med EBD: När du laddar bagagerummet i din bil med bagage, ändrar det dragkraften på bakhjulen, vilket innebär att mer kraft kan appliceras på dessa hjul under bromsning. En standardproportionsventil skulle inte nödvändigtvis ta hänsyn till denna extra vikt, men elektronisk bromsfördelning kompenserar lämpligt för din bil nu tyngre bakre ände. EBD kan inte upptäcka denna extra vikt direkt, men systemet blir medvetet om det genom dess inverkan på däckens glidförhållande.

Att säga det uppenbara är att köra säkert är viktigt för alla - även fotgängare. Elektronisk bromsdistribution och bromssystemsteknologi, särskilt när den kombineras med andra säkerhetsteknologier, såsom dragkraftsstyrning och elektronisk stabilitetskontroll, är ett viktigt bidrag till körsäkerheten och kan hjälpa dig att skydda dig och din familj, oavsett om du är på långa resor eller bara en körning till den lokala livsmedelsbutiken.

För att lära dig mer om säkerhets- och regleringsenheter och andra relaterade ämnen, följ länkarna på nästa sida.

Relaterade artiklar

• Bilsäkerhetsquiz
• 5 Crash Test Videos
• Topp 5 kör- och säkerhetsvideor
• Hur krockkuddar fungerar
• Hur trafikbiljetter fungerar
• Hur bilar med självparkering fungerar
• Hur kameror med rött ljus fungerar
• Kan en bil verkligen vara dödsäker?
• Har kraschtester någonsin använt levande (eller döda) mänskliga personer?
• Hur fungerar en laserhastighetspistol för att mäta bilens hastighet?

källor

• Carley, Larry. "Elektronisk bromsdistribution: Emerging Technology erbjuder servicemöjligheter." Importera bil. 1 februari 2009. (3 nov. 2009) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
• Ribbens, William B. "Förstå fordonselektronik." Sjätte upplagan. 2003. Elsevier Science. Burlington, Mass.