Körsäkerhet har varit ett stort fokus för bilindustrin i många år. Biltillverkare har satsat miljontals dollar på att undersöka säkerhets- och regleringsanordningar och resultatet har blivit en häpnadsväckande förbättring av säkerheten för även de billigaste fordonen. Det är lättare nu än det någonsin varit att hitta en bil som låter dig och din familj åka bekvämt och säkert.
En hel del av de nya bilsäkerhetsteknikerna är baserade på datorer, mikrokretsar som kan känna av vad bilen och dess förare gör och kompensera för eventuella problem som kan hota bilens och dess passagerares välbefinnande. Några av de mest imponerande säkerhetsförbättringarna involverar bromsning. Förmågan att stoppa en bil på ett säkert sätt är avgörande för att förebygga olyckor. Låsningsfria bromssystem (ABS) finns nu i nästan alla bilar, och med tillägg av förbättringar som elektronisk sladdkontroll (ESC) kan dessa system, tillsammans med en alert förare, stoppa många olyckor innan de någonsin inträffar.
En av de senaste förbättringarna av låsningsfria bromssystem har varit elektroniska bromskraftsfördelning eller EBD. EBD bygger på principen att inte alla hjul behöver anstränga sig lika mycket för att få bilen att stanna.
EBD bygger på principen att vikten som bärs upp av hjulen på din bil inte är jämnt fördelad. Vissa hjul bär en tyngre last än andra och kommer att kräva mer bromskraft för att få bilen att stanna utan att den går ur kontroll. Dessutom ändras mängden vikt som stöds av ett hjul under bromsningsprocessen, så mängden kraft som krävs på varje hjul kan snabbt ändras. Ett EBD-system kan inte bara upptäcka hur mycket vikt som bärs av varje hjul, utan ändra mängden bromskraft som skickas till varje hjul ögonblick för ögonblick.
Hur har biltillverkarna åstadkommit detta mindre tekniska mirakel? Och hur viktigt är det för dig att köpa en bil med ett toppmodernt EBD-system? Du hittar svaren på dessa frågor på de kommande sidorna.
Innehåll
Däck fungerar genom friktion. När du trampar på gaspedalen är det friktionen mellan däcken och vägen som får dig att gå framåt. När du trampar på bromsen är det friktionen mellan däcken och vägen som saktar ner dig. Det är därför det i isiga förhållanden ibland är svårt att få din bil att börja röra sig när du vill – och ännu svårare att få den att stanna.
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; Men om det inte fanns någon friktion mellan däcket och vägen kan bilen lätt glida i sidled och gå utom kontroll.
Det är viktigt för körsäkerheten att bibehålla friktionen mellan däcket och vägen, men det finns ett antal förhållanden under vilka denna friktion kan försvinna. Den ena är acceleration på isiga vägar, som nämnts ovan, men friktionen kan också försvinna om du bromsar för hårt. Bilens rörelsemängd framåt kan hålla den i rörelse med en hastighet som är betydligt högre än den hastighet med vilken däcken snurrar. Detta kallas hjullås och det är en vanlig orsak till körolyckor. När det väl händer greppar däcken inte längre trottoaren och bilen fortsätter att färdas i den riktning den var på väg när sladden började.
Nyckeln till att undvika sladd är halkförhållandet , skillnaden mellan hastigheten med vilken bilen rör sig och hastigheten med vilken däcket roterar. Låsningsfria bromssystem (ABS) kan känna av slirförhållandet för de individuella däcken och modulera bromskraften som appliceras på varje däck så att slirförhållandet förblir inom ett säkert område och därigenom undvika sladd.
När en bil saktar ner växlar dess vikt framåt. I en bil med frontmotor ökar den extra vikten fram greppet på framdäcken samtidigt som det minskar greppet på bakdäcken. Detta gör att bakdäcken är mer benägna att låsa sig vid inbromsning. När bakhjulen slirar kan bilen börja fiska i svansen eller till och med snurra. Traditionellt inkluderade bromssystem en proportioneringsventil för att tilldela rätt mängd bromskraft till de främre och bakre däcken. Men med ABS ger doseringsventilen inte längre en idealisk lösning på problemet.
Det är här den elektroniska bromskraftsfördelningen (EBD) kommer in. Med EBD bestämmer en dator som kallas elektronisk styrenhet (ECU) slirförhållandet för vart och ett av däcken individuellt. Om ECU:n märker att bakhjulen riskerar att glida, utövar den mindre kraft på dem samtidigt som den bibehåller (eller vid behov ökar) kraften som appliceras på framhjulen. EBD är också användbart när bilen bromsar när den kör runt ett hörn. Under svängning roterar bilens yttre hjul snabbare än de inre hjulen. Om för mycket bromskraft appliceras på de inre hjulen kan de låsa sig, vilket gör att bilen överstyrs och blir utom kontroll. EBD kan känna av slirningen av de inre hjulen och minska bromskraften på dessa hjul utan att minska kraften på de yttre hjulen.
Hur utförs dessa elektroniska mirakel? På nästa sida kommer vi att undersöka hårdvaran och mjukvaran som ett EBD-system använder för att individuellt kontrollera mängden bromskraft som appliceras på varje däck.
Säkerhets- och regulatorisk hårdvara som används av ett elektroniskt bromskraftfördelningssystem är ungefär densamma som hårdvaran som används av ett låsningsfritt bromssystem utan EBD. Det är bara programmerat annorlunda. För EBD-ändamål behövs tre olika hårdvara:sensorer som kan bestämma slirförhållandet 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 slirförhållandet för ett hjul behöver EBD-systemet två delar av information:hastigheten med vilken hjulet roterar och bilens hastighet. Om hastigheten med vilken hjulet roterar är lägre än hastigheten med vilken bilen rör sig, då slirar hjulet och en sladd kan uppstå. En sensor är placerad vid varje hjul för att bestämma hjulhastigheten. Det finns ingen specifik sensor för att mäta bilens rörelse framåt. Istället beräknas hastighetsmätningarna från alla fyra hjulen för att skapa en uppskattning av fordonets totala hastighet.
Bromskraftsmodulatorer: Bromskraften appliceras på hjulen hydrauliskt, varvid bromsvätska pumpas in i bromsledningarna på ett sådant sätt att bromscylindrarna pneumatiskt aktiveras. EBD-systemet kan modulera mängden bromsvätska som går till varje hjul genom elektriskt manövrerade ventiler.
Elektronisk styrenhet (ECU): ECU:n är en liten dator inbäddad i det låsningsfria bromssystemet. Den tar emot indata från hastighetssensorerna, beräknar hjulens slirförhållande och använder bromskraftsmodulatorerna för att applicera en lämplig mängd kraft för att hålla slirförhållandet för varje hjul inom ett rimligt område.
De flesta EBD-system inkluderar även en giringssensor , som känner av fordonets rotation när det svänger. Detta kan jämföras med rattens vinkel genom att använda en rattvinkelsensor för att upptäcka överstyrning (för mycket rotation i förhållande till hjulets vinkel) eller understyrning (inte tillräckligt med rotation i förhållande till hjulets vinkel). EBD kan sedan korrigera styrningen genom att aktivera en av de bakre bromsarna. Till exempel, om bilen börjar understyra, aktiveras den inre bakbromsen för att öka bilens rotation. Om bilen börjar överstyra aktiveras den yttre bakbromsen för att minska bilens rotation. Girningssensorn kan också användas i kombination med elektronisk stabilitetskontroll (ESC) för att förhindra vältningsolyckor.
Hur viktigt är det för dig att ha en bil med elektronisk bromskraftsfördelning? På nästa sida kommer vi att titta på hur EBD hjälper dig att köra säkert.
Föreställ dig att du kör på motorvägen i 80,5 kilometer i timmen och du ser ett hinder framför dig - till exempel en stoppad bil. Du trampar på bromsen men det finns inte utrymme att stanna innan du krockar med bilens bakre stötfångare. I desperation vrider du ratten åt sidan för att gå runt den stannade bilen, även när du fortfarande trycker ner bromsen.
Vad händer? Tja, om din bil har ett traditionellt bromssystem kan du ha tur. Den växlande fordonsvikten kan göra att däcken låser sig, vilket minskar din styrförmåga. Du kanske upptäcker att du inte kan ta dig runt hindret i tid. Eller så kan bilen överstyra och gå utom kontroll. Med elektronisk bromskraftsfördelning låser å andra sidan inte ditt fordons däck och du behåller styrförmågan. Och överstyrningen förhindras genom att bibehålla rätt bromskraft på de inre och yttre hjulen. Som ett resultat är det mer sannolikt att du kommer ur den här situationen med din bil intakt och dina passagerare oskadade.
Föreställ dig nu att du kör på en isig yta eller en hal med regnvatten. Under dessa förhållanden är det väldigt lätt för din bil att åka i sladd. Och även om EBD inte kan upptäcka vägförhållanden direkt, kan den härleda dem från hjulens slirförhållande och kompensera därefter. Om förhållandena är olika för varje hjul - till exempel om ett hjul är på en isfläck och det andra inte är det - kan detta detekteras genom slirförhållandet. 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 säker som möjligt.
Här är en annan mindre än uppenbar fördel med EBD:När du lastar bagageutrymmet på din bil ändrar det dragkraften på dina bakhjul, vilket innebär att mer kraft kan appliceras på dessa hjul under inbromsning. En standarddoseringsventil skulle inte nödvändigtvis ta hänsyn till denna extra vikt, men elektronisk bromsfördelning kompenserar på lämpligt sätt för din bils nu tyngre bakdel. EBD kan inte upptäcka denna extra vikt direkt, men systemet blir medvetet om det genom dess effekt på däckens slirförhållande.
För att säga det uppenbara är att köra säkert viktigt för alla - även fotgängare. Elektronisk bromsfördelning och låsningsfria bromssystem, särskilt när de kombineras med andra säkerhetsteknologier såsom traction control och elektronisk stabilitetskontroll, är ett stort bidrag till körsäkerheten och kan hjälpa till att hålla dig och din familj säkra, oavsett om det är på långa resor eller bara en bilresa. till den lokala livsmedelsbutiken.
För att lära dig mer om säkerhets- och regleringsenheter och andra relaterade ämnen, följ länkarna på nästa sida.
