◆文/北京 楊老師

【編者按】車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)，對于一線汽車維修技師來講都應(yīng)該不陌生，雖然它還未被列為汽車的強制配置，但是目前幾乎在主流廠商的大部分中高端車型都已經(jīng)配備，甚至一些性價比較高的自主品牌也裝備了車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

我刊特邀楊老師，從一名資深修理人的角度，詳細(xì)聊聊與“車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)”有關(guān)的話題，從理論到實踐，從原理到案例，以連載的形式深入解剖“車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)、控制原理及常見故障。敬請關(guān)注。

楊老師(楊波）汽車維修高級技師、機動車檢測維修工程師。從事汽車維修工作近20年，先后擔(dān)任現(xiàn)代、通用4S店技術(shù)總監(jiān)、日德等外資車企的技術(shù)培訓(xùn)講師。具有扎實的理論基礎(chǔ)，在汽車電控診斷領(lǐng)域有著豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗和獨到的維修見解?，F(xiàn)在某外資車企擔(dān)任技術(shù)支持工程師。

(接上期)

二、各子系統(tǒng)功能及原理

上期，我們聊到車身穩(wěn)定系統(tǒng)的工作原理以及部件組成，本期將以筆者所熟悉的寶馬車型為例，詳細(xì)介紹車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)各子系統(tǒng)的功能及原理。

1.防 抱死制動系統(tǒng)ABS

防抱死制動系統(tǒng)(Anti-lock Brake System)的功能是控制制動力度，防止輪胎與地面完全抱死，使輪胎與地面保持一種似滾動似滑動的最佳制動狀態(tài)。其核心就是根據(jù)輪胎與地面的打滑率為基礎(chǔ)進行制動控制的過程，ABS打滑率的控制范圍如圖15所示。具體的控制邏輯與原理之前已詳細(xì)介紹，在此就不再贅述。

圖15 ABS打滑率的控制范圍

2.電 子制動力分配系統(tǒng)EBV

很多汽車廠商都把電子制動力分配系統(tǒng)簡稱為EBD (英文全稱為Electronic Brake force Distribution)，而且常常會把這個功能單獨列在車輛配置表中，明確說明該車具有電子制動力分配功能。不過，在筆者看來，EBV系統(tǒng)本質(zhì)上只是一個電子化的“比例閥”。

什么是比例閥？對于這個問題，汽修界的“老司機”們應(yīng)該都知道，在ABS沒有普及之前，汽車前后橋上的制動系統(tǒng)都裝有比例閥。而如今，電子化的產(chǎn)物就是控制模塊ECU自動根據(jù)前后輪速的變化率，檢測前后橋的減速度，通過控制液壓閥體中的進出口閥門的開度，調(diào)節(jié)前后制動力的比例。而電子制動力分配系統(tǒng)EBV功能完全是在ABS的軟件程序基礎(chǔ)上的延伸，并沒有額外的硬件。

我們知道：因為制動時車輛前傾點頭、重心前移。一般來講，轎車的前輪制動力因為前傾作用會大于后輪，而載重貨車會因為后橋載重的原因后輪制動力會大于前輪制動力。因此機械比例閥、感應(yīng)比例閥、EBV的功能就是調(diào)節(jié)前后制動力的比例，使得前、后橋制動力合理分配。

目前，很多載重汽車都配置有這種感載比例閥，在后橋上連接一個機械的擺臂，根據(jù)后橋載重的不同調(diào)節(jié)后橋的制動力。在一些載重汽車上，這種“感載比例閥”也被稱作SABS。

配置了ABS系統(tǒng)的現(xiàn)代轎車，基本上都取消了機械比例閥，而采用電子控制的方式來實現(xiàn)前后制動力分配的功能，前后輪制動力的分配情況如圖16所示。

圖16 EBV前后輪制動力分配情況

3.彎 道制動控制CBC

彎道制動控制(Cornering Brake Control)簡稱CBC，是基于ABS和EBV系統(tǒng)的又一個功能延伸。在轉(zhuǎn)彎時制動，雖然ABS可以防止車輪抱死，但是車輪仍有側(cè)滑的風(fēng)險。因為轉(zhuǎn)彎時，車輛重心會隨著轉(zhuǎn)向而發(fā)生變化，左右兩側(cè)的制動效果就會出現(xiàn)偏差，CBC系統(tǒng)會自動控制制動力矩的分配，確保汽車在轉(zhuǎn)向制動時的穩(wěn)定性。

以筆者的理解，這個功能其實就是：計算左右兩側(cè)的制動力，并根據(jù)需要對制動力進行再分配。另外，CBC系統(tǒng)還可以通過給汽車單獨一側(cè)施加制動力，增強汽車轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性，即使制動效果在超出了ABS所能控制的正常范圍，也能起到一定的穩(wěn)定作用。

圖17所示為CBC彎道制動控制示意圖，從中可以看出：在車輛轉(zhuǎn)向時，有CBC功能的車輛左右兩側(cè)的制動力不同，而沒有CBC功能的車輛因左右兩側(cè)制動力基本相同，這就會造成車輛轉(zhuǎn)向時制動不穩(wěn)定。

同樣，CBC功能也是軟件上的一項功能，集成在車身穩(wěn)定系統(tǒng)中的，并無實際的額外硬件需求。

圖17 CBC彎道制動控制示意圖

4. 發(fā)動機阻力矩控制系統(tǒng)MSR

發(fā)動機阻力矩控制系統(tǒng)(Motor control Slide Retainer)，簡稱MSR。在某些特殊情況下(如高速時換擋或在低附著系數(shù)路面行駛時，突然松開油門)，發(fā)動機會產(chǎn)生較大的阻力矩導(dǎo)致車輛不穩(wěn)定，這時MSR系統(tǒng)通過短時間提高發(fā)動機扭矩來減弱負(fù)荷劇烈變化而造成的影響，從而自動降低發(fā)動機阻力矩，保證車輛的行駛穩(wěn)定。也就是說，MSR系統(tǒng)是防止發(fā)動機突然出現(xiàn)較大阻力后，驅(qū)動輪路面附著系數(shù)突然下降的功能，比如在雪地里突然收油，MSR系統(tǒng)就會控制發(fā)動機，使其牽引力不至于下降太快，以保證車輛的行駛穩(wěn)定性。需要注意的是，只有車速大于15km/h時，MSR系統(tǒng)才開始工作。

一般情況下，車輛行駛過程中主要依靠制動系統(tǒng)中的摩擦片壓緊制動盤來實現(xiàn)減速。但是老司機都知道，有時候一些重型車單靠制動系統(tǒng)是無法獲得足夠的制動力，因此就得靠發(fā)動機的阻力矩來減速。尤其是那些經(jīng)常在山區(qū)行駛的載重卡車，下長坡時，如果單靠制動系統(tǒng)，制動摩擦片溫度升至一定程度就會出現(xiàn)熱衰減的情況，甚至制動失靈，出現(xiàn)車毀人亡的悲劇。許多老司機在下長坡時，一般都會采取“掛抵擋”的方式，借助發(fā)動機的阻力矩來進行制動！

之所以講這么多發(fā)動機阻力矩的內(nèi)容，是因為筆者想說明一個道理：除了制動系統(tǒng)具有使汽車減速的功能，發(fā)動機本身也具有制動功能。收油門時，車輛在慣性的作用下會繼續(xù)維持原來的車速，然后才緩慢下降，但現(xiàn)代發(fā)動機由于采用來各種先進的氣門技術(shù)，其響應(yīng)性能極其出色，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的下降速率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于車速的下降速率，這樣發(fā)動機就會產(chǎn)生較大的阻力矩，對車輛產(chǎn)生制動效果。尤其是車輛行駛在冰雪路面時，如果突然松開油門，發(fā)動機的制動效果就會突破輪胎與地面的附著力，出現(xiàn)輪胎與地面打滑的情況。突然松開油門時，發(fā)動機的動力流如圖18所示。

圖18 發(fā)動機產(chǎn)生阻力矩時的動力流

5.主 動穩(wěn)定控制系統(tǒng)ASC

主動穩(wěn)定控制系統(tǒng)ASC ，也叫驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)，在一些車型上也叫DTC，大部分車廠都把它稱為TSC。顧名思義，驅(qū)動防滑系統(tǒng)是為了防止驅(qū)動輪打滑的功能，其工作方式是有針對性地對驅(qū)動輪進行制動，并適時調(diào)整發(fā)動的驅(qū)動力矩，以優(yōu)化車輛的動力性能。

與ABS控制原理一樣，當(dāng)驅(qū)動輪與地面出現(xiàn)純滑動摩擦(即驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)打滑狀態(tài))，附著系數(shù)并不是最大，驅(qū)動力也不是最大，因此，當(dāng)車身控制模塊通過監(jiān)測輪速信號，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動輪存在打滑現(xiàn)象時，就會降低發(fā)動機的輸出扭矩。驅(qū)動輪嚴(yán)重打滑時，甚至?xí)扇≈苿拥拇胧?，避免?qū)動輪打滑，以提高車輛的驅(qū)動力矩。當(dāng)車輛行駛在附著力比較低的冰雪路面時，ASC的控制效果更明顯。

但是，在驅(qū)動輪嚴(yán)重驅(qū)動打滑時，ASC系統(tǒng)雖然能起到防滑作用，但同時又會引發(fā)另一個問題。車輛在正常狀態(tài)下，ASC系統(tǒng)一般都會保持開啟狀態(tài)，控制系統(tǒng)不允許車輛出現(xiàn)打滑等不穩(wěn)定狀態(tài)。尤其是行駛在覆蓋著冰雪的上坡路面時，控制模塊就會進行干預(yù)調(diào)節(jié)，如降低發(fā)動機功率或進行制動干預(yù)，這時就會出現(xiàn)駕駛員要求加速，而控制系統(tǒng)卻限制發(fā)動機的功率和扭矩，甚至制動的情況。寶馬車系多為后輪驅(qū)動，當(dāng)驅(qū)動輪出現(xiàn)嚴(yán)重打滑時，車輛甚至?xí)霈F(xiàn)無法起步的情況。遇到這種情況，則需短按一下中控臺上的“ASC”按鈕，儀表臺上的ASC指示燈會亮啟，暫時關(guān)閉ASC，這樣就允許車輛驅(qū)動輪出現(xiàn)一定程度的打滑，以實現(xiàn)正常起步，正常行駛上路后再恢復(fù)ASC功能。

6.自 動差速制動系統(tǒng)ADB

自動差速制動系統(tǒng)(Automatic differential braking)簡稱ADB。ADB系統(tǒng)使用成熟的電子元件，提供與機械差速制動系統(tǒng)相同的功能，但卻并未增加車身重量，避免了效率的損失。當(dāng)車輪出現(xiàn)打滑跡象，ADB系統(tǒng)會單獨進行車輪制動，鎖止打滑的驅(qū)動輪，并將驅(qū)動力施加到相對穩(wěn)定的車輪上，從而保證最佳的驅(qū)動功率。在松軟沙路，ADB系統(tǒng)能最大限度的發(fā)揮出車輛的動態(tài)性能和運動特性，尤其是具有一定越野性能的寶馬X車系。

其實，在筆者看來，ADB系統(tǒng)實質(zhì)就是“電子差速鎖”。如果車輛裝備開放式差速器，當(dāng)一側(cè)輪胎懸空(圖19)時，ADB系統(tǒng)會對空轉(zhuǎn)的車輪進行制動，使其不會白白浪費動力。在筆者經(jīng)常接觸的寶馬車系中，這個系統(tǒng)裝在四驅(qū)車型上被叫作“ADB—X”，而裝在后驅(qū)車型上則被叫作“ABD”。另外，需要注意的是，即使關(guān)閉車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)DSC，ADB也會處于開啟狀態(tài)。

圖19 車輪懸空時ADB系統(tǒng)將對空轉(zhuǎn)車輪進行鎖止

7.行 駛動態(tài)協(xié)調(diào)系統(tǒng)FDR

行駛動態(tài)協(xié)調(diào)系統(tǒng)(Field Detection System)簡稱FDR，是建立在開關(guān)信號和軟件計算的基礎(chǔ)上，在不同驅(qū)動模式下協(xié)調(diào)各個模塊進行協(xié)同工作。駕駛者可通過 DTC 按鈕或駕駛體驗開關(guān)，啟動或關(guān)閉行駛動態(tài)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，功能模式顯示在組合儀表(KOMBI)上。系統(tǒng)中的ICM 集成底盤控制模塊根據(jù)DTC開關(guān)、駕駛模式開關(guān)，切換底盤的控制邏輯，并控制各種相關(guān)系統(tǒng)(包括車身穩(wěn)定系統(tǒng)DSC)之間的通信。同時，ICM 控制單元還對相關(guān)合作系統(tǒng)進行監(jiān)控與協(xié)調(diào)。另外，駕駛員可隨時打開或關(guān)閉此功能。

從行駛動態(tài)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的功能可以看出，駕駛模式不僅影響車身穩(wěn)定系統(tǒng)的打開或關(guān)閉，還與發(fā)動機動力輸出、變速器換擋時機、電子減振器軟硬、四驅(qū)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向機轉(zhuǎn)向力度等都有相應(yīng)的匹配關(guān)系。因此，在選擇驅(qū)動模式時，儀表臺上會顯示發(fā)動機、變速器、轉(zhuǎn)向系、傳動系、減振器等的圖標(biāo)，并變換相應(yīng)的顏色，如圖20所示。

圖20 不同駕駛模式下儀表臺顯示不同的圖標(biāo)

8.掛車穩(wěn)定系統(tǒng)

顧名思義，掛車穩(wěn)定系統(tǒng)就是在車后掛上拖車后(圖21)，車身穩(wěn)定系統(tǒng)控制模塊DSC會自動識別出車后增加的這個拖車模塊，DSC通過程序有針對性地進行制動控制和干預(yù)，使得車輛和拖車都能穩(wěn)定地行駛，同時將最高車速降至能引起車輛左右搖擺的臨界車速值。

圖21 車后加掛的拖車