車輛智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用

1、車輛智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用 車輛100320104043李琳車輛智能控制技術(shù)的研究與應(yīng)用自從汽車被發(fā)明以來，人類對(duì)于駕駛汽車的看法就一直存在分歧，一部分人熱衷于讓汽車變得越來越好開，強(qiáng)調(diào)駕駛樂趣，讓你的雙手舍不得離開方向盤；然而另一部分人則更熱衷于讓汽車變得越來越“傻瓜化”，甚至要將駕駛者的雙手從方向盤上解放出來上世紀(jì)80年代開始熱播的美劇霹靂游俠當(dāng)中的KITT，正是后者思想的集大成者。正在讀這篇文章的您也許就曾經(jīng)被無敵的KITT所深深吸引吧？當(dāng)然人類的科技還根本無法達(dá)到科幻電視劇當(dāng)中的效果，KITT無與倫比的人工智能、讓主人公高枕無憂的自動(dòng)駕駛、車身超級(jí)耐打擊的能力以及幾乎不用加油的動(dòng)力科

2、技看上去幾乎都是天方夜譚。然而隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)版“KITT”正在向人們走來，近些年來許多廠商都致力于無人自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)，寶馬在這領(lǐng)域走在時(shí)代的前邊。現(xiàn)階段的技術(shù)成果雖然無法實(shí)現(xiàn)霹靂游俠或者鋼鐵俠里面那樣強(qiáng)大的技術(shù)，但是讓車子短暫脫離駕駛員的控制而自主駕駛，還是已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了。寶馬將一系列最先進(jìn)的無人駕駛技術(shù)設(shè)備集成到了一輛看似非常普通的5系轎車?yán)铮@些設(shè)備能夠在高速公路行駛時(shí)，接管駕駛員的所有操作，自主進(jìn)行油門、剎車甚至超車的動(dòng)作。車輛自主變線超車 借助布置在車身四周的傳感器，它甚至可以發(fā)現(xiàn)從輔路匝道進(jìn)入主干道的車輛，自主采取加減速或者變道的措施，而具體選擇那種操作，也是通過計(jì)算當(dāng)

3、時(shí)的行駛條件而決定的，也就是說它具備了自主判斷交通狀況的能力。而這一切，目前都能夠在130km/h以下的車速來完成。其實(shí)這些對(duì)于駕駛員來說再容易不過的駕駛操作，對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來說可是超級(jí)復(fù)雜的一件事情。車輛不僅需要隨時(shí)準(zhǔn)確偵測(cè)出自己處于道路中的哪一條車道上，更要認(rèn)出車身周邊的車輛或者物體。實(shí)現(xiàn)這樣的感知，不僅需要普通雷達(dá)，更需要激光、超聲波以及攝像頭的輔助。若要精確做出判斷，上述的集中探測(cè)裝置至少需要兩種協(xié)同作用。目前這輛能夠自主駕駛的寶馬5系轎車已經(jīng)在駕駛員極少干預(yù)的前提下，安全行駛了3000英里。這都要?dú)w功于全車所有精良的設(shè)備。再有一點(diǎn)就是，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用普及速度可能遠(yuǎn)超過你的想象，有消

4、息稱該技術(shù)在2014年的寶馬i3上就會(huì)開始搭載，屆時(shí)你可要分清路上開車的到底是人還是車自己了。然而一向強(qiáng)調(diào)給駕駛者帶去駕駛樂趣的寶馬開發(fā)這么一個(gè)產(chǎn)品，缺失會(huì)讓人覺得有些意外，寶馬官方給出的解釋是，這項(xiàng)技術(shù)并不會(huì)完全將駕駛者從眼觀六路耳聽八方中抽離開來，所以不要指望你能在開車上班的路上睡上一覺1 懸架的研究方法（1）理論研究1懸架系統(tǒng)的理論研究具有前瞻性和探索性，為智能懸架系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。其主要研究?jī)?nèi)容：a.懸架力學(xué)模型理論研究。懸架力學(xué)模型是振動(dòng)理論中的隔振和減振理論的實(shí)際應(yīng)用，通過振動(dòng)理論的深入研究，全面綜合研究懸架的減振和隔振性能、懸掛系統(tǒng)的非線性特性。 未來幾年中，動(dòng)力學(xué)、振

5、動(dòng)與控制領(lǐng)域的下述研究前沿值重視：高維非線性系統(tǒng)的全局?jǐn)z動(dòng)法、全局分岔和混沌動(dòng)力學(xué)；高維強(qiáng)非線性系統(tǒng)分岔與混沌動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究；時(shí)滯非線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)理論及其應(yīng)用；流體一彈性體一剛體耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制；碰撞與變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；微電機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。b.懸架系統(tǒng)控制模型的理論研究。懸架系統(tǒng)作為控制對(duì)象，其模型分為簡(jiǎn)單的線性系統(tǒng)和復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，線性系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)建立了一套完整成熟的理論系統(tǒng)，例如LQR、ITAE最優(yōu)控制、零極點(diǎn)配置等；但非線性系統(tǒng)情況比較復(fù)雜，迄今還沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理論和穩(wěn)定的分析方法。受非線性系統(tǒng)理論的制約，要具備類似于線性系統(tǒng)那樣嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，形成完整的控制設(shè)計(jì)體系

6、尚需假以時(shí)日。在這種情況下，將非線性系統(tǒng)在關(guān)注點(diǎn)“近似”線性化處理，然后作為線性系統(tǒng)來對(duì)待，不失為一種工程實(shí)用方法。而實(shí)際懸架系統(tǒng)的物理特性為嚴(yán)格非線性，是以非線性系統(tǒng)為研究對(duì)象的控制系統(tǒng)。(2)仿真研究建模理論和方法仍然是推動(dòng)仿真技術(shù)進(jìn)步發(fā)展的重點(diǎn)研究方向，是系統(tǒng)仿真可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。發(fā)達(dá)國(guó)家在仿真領(lǐng)域一直是將建模理論和方法的研究工作列為重中之重。大型復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)，都需要從安全性出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)施。仿真系統(tǒng)是預(yù)估其安全性的有效工具，因此仿真系統(tǒng)自身的可信度就變得非常重要。用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的配套軟硬件進(jìn)行試驗(yàn)研究，具體主要集中在“實(shí)物在環(huán)仿真”和“半實(shí)物在環(huán)仿真”?！皩?shí)物在環(huán)仿真”是將整個(gè)懸架系統(tǒng)的一

7、部分(通常是控制器部分)用軟件來仿真和模擬，而其他環(huán)節(jié)則是懸架實(shí)體?！鞍雽?shí)物在環(huán)仿真”則是將懸架部件用硬件設(shè)備來仿真，例如用d-SPACE來模擬懸架的物理結(jié)構(gòu)，而用軟件來進(jìn)行其他部分的仿真?；蛘邔⒋蟛糠謶壹艿牟考?簧上、簧下質(zhì)量，懸架彈性元件等)和道路激勵(lì)環(huán)節(jié)用軟件進(jìn)行模擬，而只有研究部件(即執(zhí)行機(jī)構(gòu)減振器)是實(shí)物。采用硬件在環(huán)仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以靈活調(diào)節(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)的影響因素，突出主要矛盾，從而達(dá)到解決問題的目的。2 但是現(xiàn)行的仿真仍然存在一些缺陷，例如仿真分析的結(jié)果受到不同工程師經(jīng)驗(yàn)、水平和所采用的分析流程的制約，不同工程師即使給定相同的模型和計(jì)算條件，分析結(jié)果可能也大相徑庭，影響了仿真分析結(jié)

8、果的置信度。因此迫切的需要規(guī)范分析者的流程，加強(qiáng)工程師之間的交流。而傳統(tǒng)分析工具的最大弱點(diǎn)在于，企業(yè)中富有經(jīng)驗(yàn)的工程師的工程分析經(jīng)驗(yàn)無法進(jìn)行有效的積累以形成知識(shí)庫，影響了知識(shí)的繼承和仿真流程的重用。企業(yè)中很多分析工作的流程是具有共性的可重復(fù)的，但目前大多數(shù)企業(yè)在仿真流程上只能通過制定企業(yè)規(guī)范來加以引導(dǎo)，這樣導(dǎo)致老工程師的經(jīng)驗(yàn)無法快速的傳遞給新手，知識(shí)無法共享，大量的類似的分析工作需要重起爐灶。仿真的另外一個(gè)瓶頸是仿真分析工具的耦合度不高，單技術(shù)或?qū)W科仿真分析工具形成分析計(jì)算的“孤島”，工程師們需要花大量的時(shí)間去掌握新的仿真分析軟件。另外這也導(dǎo)致設(shè)計(jì)流程不流暢，設(shè)計(jì)與分析不能很好的對(duì)接。（3）試

9、驗(yàn)研究根據(jù)理論研究和仿真研究，用試驗(yàn)的方法對(duì)所進(jìn)行的研究結(jié)果進(jìn)行證實(shí)，并將試驗(yàn)結(jié)果反饋回理論研究和仿真研究。雖然這一類研究的投資相對(duì)較大且運(yùn)行周期長(zhǎng)，但是它是最能證實(shí)懸架可靠性的方法。同時(shí)試驗(yàn)研究還包括實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)研究、道路試驗(yàn)研究。理論研究、試驗(yàn)研究和仿真研究三者之間息息相關(guān)。理論研究為仿真研究和實(shí)驗(yàn)研究指明了方向；仿真研究是具體的針對(duì)某一車型的懸架做出運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、可靠性等評(píng)價(jià)，為實(shí)驗(yàn)研究的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，同時(shí)將其結(jié)果反饋回理論研究環(huán)節(jié)，驗(yàn)證理論研究方向的正確性；而實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果是對(duì)理論研究和仿真研究最有效的驗(yàn)證。2 奔馳ABC系統(tǒng) 最早提出主動(dòng)車身控制理念的是LEXUS，事實(shí)上它只是僅

10、僅是把普通懸掛用的螺旋彈簧換成了空氣彈簧，增加了一套簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制單元，相對(duì)于復(fù)雜的路面情況，仍有它的局限性。之后法國(guó)人研發(fā)了一套適應(yīng)性更強(qiáng)的懸掛，就是現(xiàn)在標(biāo)致607，雪鐵龍C5上使用的液壓主動(dòng)懸掛，他能分5段調(diào)節(jié)避震器的阻尼力（即軟硬度），相對(duì)LEXUS是一個(gè)很大的進(jìn)步。但真正首先解決適應(yīng)問題的還是奔馳的ABC，它是用空氣泵調(diào)節(jié)空氣壓力來調(diào)節(jié)懸掛阻尼力的，因此，他能無段級(jí)的調(diào)節(jié)懸掛軟硬度，從而適應(yīng)各種路面因素。ABC系統(tǒng)功能：使汽車對(duì)側(cè)傾、俯仰、橫擺、跳動(dòng)和車身高度的控制都能更加迅速、精確。車身的側(cè)傾小，車輪外傾角度變化也小，輪胎就能較好地保持與地面垂直接觸，使輪胎對(duì)地面的附著力提高，以充分

11、發(fā)揮輪胎的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)作用。此外汽車的載重量無論如何變化，汽車始終能保持一定的車身高度，所以懸架的幾何關(guān)系也可以確保不變。ABC系統(tǒng)能夠很好地適應(yīng)各種路面情況，即使在崎嶇不平的地方，也能保持優(yōu)越的操控性、舒適性及方向穩(wěn)定性。ABC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)：在ABC系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)通過遍布整車的傳感器感知車輛的運(yùn)動(dòng)，并通過液壓伺服系統(tǒng)的徑向柱塞液壓泵提供高壓控制主動(dòng)懸架的運(yùn)行。該系統(tǒng)一共有13個(gè)傳感器不斷檢測(cè)車輛的運(yùn)動(dòng)和水平狀況，并以每十毫秒一次的頻率向ABC系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)。其中四個(gè)液位傳感器測(cè)量每個(gè)車輪的行駛高度，三個(gè)加速度傳感器測(cè)量車身的垂直加速度，另外各有一個(gè)加速度傳感器測(cè)量身的橫向和縱向加速度，最后四

12、個(gè)傳感器安裝在伺服系統(tǒng)的液壓缸檢測(cè)液壓。當(dāng)ABC系統(tǒng)接收并處理數(shù)據(jù)，它將操控四個(gè)安裝在每個(gè)彈簧支撐輪旁的液壓伺服器，幾乎同時(shí)，伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)懸架產(chǎn)生反作用力使車身傾斜、車位降低等動(dòng)作以維持車輛在不同駕駛狀態(tài)的穩(wěn)定。由一個(gè)螺旋彈簧和減震器并聯(lián)而成的懸架支柱和液壓調(diào)節(jié)缸均位于車體與車輪之間。在懸架支柱方向可改變懸架的長(zhǎng)度，懸架系統(tǒng)可以產(chǎn)生反作用力抵抗最大5赫茲的振動(dòng)頻率。ABC系統(tǒng)的高度可調(diào)減震可以使車在時(shí)速60-160km/h時(shí)下降11mm以獲得良好的空氣動(dòng)力性、較低的油耗、良好的操控性。ABC系統(tǒng)還允許自流平懸架，從而降低負(fù)重對(duì)車身高低的影響。而且每一輛車都擁有一個(gè)“ABC運(yùn)動(dòng)”按鈕，以適應(yīng)不同

13、駕駛員不同的駕駛偏好。下面是奔馳的一款懸架梅賽德斯-奔馳CLK車型多連桿懸架3 智能材料懸架系統(tǒng) 目前的智能懸架系統(tǒng)主要采用液體和氣體兩種介質(zhì)作為振動(dòng)的緩沖器，雖然其基本上能實(shí)現(xiàn)柔性調(diào)節(jié)，但是其也有明顯缺點(diǎn)動(dòng)作響應(yīng)滯后，主要表現(xiàn)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，響應(yīng)頻率低，降低了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)精度，使其無法滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)最優(yōu)控制的要求。另外智能懸架得不到推廣主要是由于其能耗太高，一般的小排量汽車無法支持這樣大能量損失，且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如上圖中的奔馳懸架)，造價(jià)昂貴。在僅僅的傳統(tǒng)的機(jī)械改進(jìn)不能從根本上解決問題之時(shí)，將智能材料引入懸架的想法也就應(yīng)運(yùn)而生。 比如目前對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究主要體現(xiàn)在對(duì)材料的研究上，其包括：

14、(1)電流變流體、磁流變流體材料技術(shù)；(2)壓電式材料執(zhí)行機(jī)構(gòu)； (3)形狀記憶合金材料；(4)電磁致伸縮材料執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些材料均具有響應(yīng)快、頻響高等特點(diǎn)。以形狀記憶合金材料（SMA）為例， SMA具有“智能”特性， 它既有傳感功能（感知和接收應(yīng)力、應(yīng)變、 電、熱等信號(hào)），又有驅(qū)動(dòng)功能（對(duì)激勵(lì)產(chǎn)生響應(yīng)）。 此外，由于SMA具有源于熱彈性馬氏體相變的所謂形狀記憶效應(yīng)， 又可根據(jù)熱、力、電等各種物理參變量之間的關(guān)系對(duì)響應(yīng)進(jìn)行主、被動(dòng)控制。其效應(yīng)具體如下：當(dāng)TAa時(shí)，沒有新的奧氏體的產(chǎn)生，回應(yīng)力與溫度呈線性關(guān)系；當(dāng)AaTAf時(shí)，溫度將誘發(fā)馬氏體向奧氏體的轉(zhuǎn)化；當(dāng)TAf時(shí)，馬氏體向奧氏體的轉(zhuǎn)化結(jié)束（其

15、中Aa,Af為奧氏體相變的開始和結(jié)束溫度）。 3 所以在AaTAf這段溫度范圍內(nèi)，材料的恢復(fù)應(yīng)力隨溫度的升高急劇增加，這十分有助于控制懸架的剛性。下面是記憶合金的形狀記憶效應(yīng) 4 但是這種材料的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)頻率仍然不能滿足人們對(duì)零滯后的要求，目前應(yīng)該僅有電/磁致伸縮材料能達(dá)到這樣的要求，但是其耐反復(fù)曲折的能力又有待提高。而今的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展已經(jīng)很成熟了，就ECO智能發(fā)動(dòng)機(jī)而言，很多大公司已經(jīng)開發(fā)出很多，就如豐田的連續(xù)可變氣門升程技術(shù)valvematic,該技術(shù)稱為VVT（可變氣門正時(shí)），隨后推出了VVT-i（智能可變氣門正時(shí)），這兩項(xiàng)技術(shù)都只能改變氣門正時(shí)，而不能改變氣門升程，發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速

16、時(shí)需要更多的進(jìn)排氣重疊時(shí)間與氣門開關(guān)行程?？勺儦忾T正時(shí)技術(shù)，其功能主要是改變發(fā)動(dòng)機(jī)氣門開啟和閉合的時(shí)間，以達(dá)到更合理的控制相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所需的空氣量，作用主要還是為了降低油耗，提高經(jīng)濟(jì)性。而發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)質(zhì)動(dòng)力表現(xiàn)卻是和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到汽缸內(nèi)的氧氣量有關(guān)，可變氣門正時(shí)系統(tǒng)無法有效改變這一點(diǎn)，因此它對(duì)動(dòng)力的提升幫助不大。既然可變氣門正時(shí)系統(tǒng)無能為力，那現(xiàn)在就該輪到可變氣門升程系統(tǒng)登場(chǎng)了。 本田也研發(fā)出了自己的連續(xù)可變氣門升程及正時(shí)系統(tǒng)AVTEC，只是還沒有正式開始使用。簡(jiǎn)單說就是兩個(gè)進(jìn)氣氣門搖臂中間還有一個(gè)特殊的搖臂，它對(duì)應(yīng)的是凸輪軸上的一個(gè)高角度凸輪，而在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和這個(gè)特殊搖臂是

17、分離的、互無關(guān)系，進(jìn)氣搖臂只由低角度凸輪驅(qū)動(dòng)，因此進(jìn)氣氣門打開的升程較小，這有助于提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，由電子液壓控制的連桿會(huì)將兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和那個(gè)特殊搖臂連接為一體，此時(shí)三個(gè)搖臂就會(huì)同時(shí)被高角度凸輪驅(qū)動(dòng)，而氣門升程也會(huì)隨之加大，單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)氣量更大，從而發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更強(qiáng)。1這就是經(jīng)濟(jì)性的代表。還有筆式點(diǎn)火線圈：將火花塞和點(diǎn)火線圈“合二為一”，減少了能量損失，增進(jìn)燃燒，提高燃油能效。使燃油的效率大大提高。自動(dòng)調(diào)整正時(shí)鏈條：終身免維護(hù)，降低維護(hù)成本。油冷噴注納米活塞：采用納米技術(shù)可延長(zhǎng)活塞壽命，降低冷啟動(dòng)噪音，有效控制積碳；噴注油冷技術(shù)更可有效散熱。雙對(duì)旋平衡軸：降噪

18、減震，消除慣性振動(dòng)。2這些都是應(yīng)用在智能發(fā)動(dòng)機(jī)上的硬件,它們的研發(fā)都使ECO智能發(fā)動(dòng)機(jī)的性能推向極致，但是我理解的真正的“智能”不僅僅是這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，我覺得這只是將發(fā)動(dòng)機(jī)的硬件提升到了一種極度節(jié)能的情況，但是智能的，自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能還是空間很小。接下來就是要靠發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元-ECU，這是發(fā)動(dòng)機(jī)智能化的核心，就像發(fā)動(dòng)機(jī)的大腦一樣，我們通常說發(fā)動(dòng)機(jī)是心臟，但是控制神經(jīng)要敏銳才更好。那么發(fā)動(dòng)機(jī)就要有一個(gè)敏銳的控制系統(tǒng)，還要有更多的自動(dòng)調(diào)節(jié)的變量來控制才好。這主要就要依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。ECU可以控制監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否爆燃及爆燃的程度，作為反饋信號(hào)使ECU指令實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前，使發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)爆燃又能獲得較高的燃

19、燒效率。還可以通過各種傳感器收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析在發(fā)出指令來進(jìn)行控制，來時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)使用最少的能源來產(chǎn)生最大的功。但是這與賽車有區(qū)別，因?yàn)榧矣玫钠嚺c賽車的用途不同，賽車追求的是馬力，而家用的的追求的是低轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)能力和加速能力。所以ECU的用途也不同。賽車的Misfiring System（偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)）就是要減少渦輪遲滯的現(xiàn)象,這系統(tǒng)會(huì)在電腦上造手腳，在松油門時(shí),如轉(zhuǎn)彎或減速的時(shí)候，電腦會(huì)命令汽車的供油系統(tǒng)將大量的汽油 射入引擎,但不會(huì)點(diǎn)火，直接讓這些霧狀汽油在未經(jīng)燃燒的情況下經(jīng)過引擎直接進(jìn)入溫度極高的排氣系統(tǒng).當(dāng)霧狀的汽油進(jìn)入之后會(huì)因碰到高溫而自動(dòng)引爆,產(chǎn)生出來的壓力會(huì)沖向唯一的出口，推動(dòng)渦輪

20、增壓器的葉片持續(xù)加速,讓車子即使在減速的情況下也能維持渦輪葉片的轉(zhuǎn)速(大約14000-20000rpm),使渦輪遲滯的現(xiàn)象消失，讓車子同時(shí)擁有渦輪增壓的馬力及自然吸氣的反應(yīng),另外高揮發(fā)性的汽油進(jìn)入引擎及排氣系統(tǒng)的時(shí)候能有效降低引擎和渦輪增壓器的溫度。3這就是在賽車上的智能應(yīng)用，這就是說智能是個(gè)大趨勢(shì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化會(huì)越來越高。最后會(huì)有很高智能的發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃油發(fā)揮最大的功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗降到最低，壽命更長(zhǎng)，適應(yīng)性更強(qiáng)。最重要的是要降低造價(jià)。這才能讓這種智能真正的起到作用。納米技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用意識(shí)到納米技術(shù)將會(huì)給人類社會(huì)帶來巨大的影響，納米科技已在國(guó)際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在

21、無論是富裕的工業(yè)化大國(guó)還是渴望富裕的工業(yè)化中國(guó)家，都在對(duì)納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報(bào)告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。4現(xiàn)在可能在發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用最多的是納米潤(rùn)滑油，雖然這還不是100%的普及。但是一已經(jīng)解決了很多問題，減少里很多摩擦，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能已經(jīng)有一定量的提高了。這就是突破。還有油冷噴注納米活塞，它采用納米技術(shù)，可以延長(zhǎng)活塞壽命，降低冷啟動(dòng)噪音，有效控制積碳；噴注油冷技術(shù)更可有效散熱。這就是配合，

22、只有強(qiáng)悍的硬件支持才能使智能發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)揮極致，以后還可以有納米級(jí)的零件，磨損的零件都要強(qiáng)化。這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命會(huì)有很大的提升。而現(xiàn)在納米芯片已經(jīng)隨處可見了，但是如果納米級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，再加上現(xiàn)在的納米鍛造技術(shù)，使工件更加精密從而將智能植入每一個(gè)機(jī)件。使其徹底成為智能機(jī)器。大量加入納米技術(shù)無疑會(huì)使智能發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生更大的發(fā)展空間。發(fā)動(dòng)機(jī)更加環(huán)保燃油緊張已經(jīng)成為現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)的一大挑戰(zhàn)。眾所周知我們地球的資源有限，所以不僅僅是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)要有智能的技術(shù)，而且如生物柴油，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)車更需要強(qiáng)大的智能技術(shù)來讓我們的環(huán)保實(shí)現(xiàn)得更加快速。隨著我們汽車產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，燃油的消耗也越來越快，大氣污染也越來越嚴(yán)重。

23、據(jù)環(huán)保部稱，目前，我國(guó)城市大氣環(huán)境質(zhì)量較差，與世界衛(wèi)生組織環(huán)境空氣質(zhì)量指導(dǎo)值有一定差距。還有專家稱，已經(jīng)有科學(xué)數(shù)據(jù)證明，PM2.5與肺癌、哮喘等疾病發(fā)生密切相關(guān)。而PM2.5正是形成灰霾天氣的元兇。我國(guó)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)編制于1982年，后又分別在1996年和2000年進(jìn)行了修訂。按照我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，每天監(jiān)測(cè)和發(fā)布的主要有三項(xiàng)空氣污染物指標(biāo)：可吸入顆粒物、二氧化氮和二氧化硫。5而燃油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的汽車排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合?NOx)、二氧化硫、鋁、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等，這些物質(zhì)對(duì)人類和整個(gè)生態(tài)環(huán)境危害極大。6所以智能一定要綜合這些排放量，還有那些氫燃

24、料發(fā)動(dòng)機(jī)，純電動(dòng)機(jī)汽車?？墒怯捎趦r(jià)格問題，這些發(fā)動(dòng)機(jī)還都無法普及，所以全世界內(nèi)的燃料情況還是很緊張。所以還要致力于普通發(fā)動(dòng)機(jī)的改造和智能化才是真正的解決辦法。EBD能夠根據(jù)由于汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車在制動(dòng)時(shí)，四只 輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時(shí)左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會(huì)導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四 只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。EBD用高速計(jì)算機(jī)在汽車制動(dòng)的瞬間，分別對(duì)四只輪胎附著的不同地

25、面進(jìn)行感應(yīng)、計(jì) 算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動(dòng)裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中不斷高速調(diào)整，從而保證車輛的平穩(wěn)、安全。ABS的主要作用是改善整車的制動(dòng)性能，提高行車安全性，防止在制動(dòng)過程中車輪抱死（即停止?jié)L動(dòng)），從而保證駕駛員在制動(dòng)時(shí)還能控制方向，并防止后軸側(cè)滑。其工作原理為：緊急制動(dòng)時(shí)，依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉(zhuǎn)速傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪抱死，計(jì)算機(jī)立即控制壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動(dòng)分泵泄壓，使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到防止車輪抱死的目的。ABS的工作過程實(shí)際上是“抱死松開抱死松開”的循環(huán)工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)，有效克服緊急制動(dòng)時(shí)由

26、車輪抱死產(chǎn)生的車輛跑偏現(xiàn)象，防止車身失控等情況的發(fā)生。EBD的英文全稱是Electric Brakeforce Dis-tribution，中文直譯就是“電子制動(dòng)力分配”。自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能（在一定程度上可以縮短制動(dòng)距離），并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車制動(dòng)時(shí)，如果四只輪胎附著地面的條件不同，比如，左側(cè)輪附著在濕滑路面，而右側(cè)輪附著于干燥路面，四個(gè)輪子與地面的摩擦力不同，在制動(dòng)時(shí)(四個(gè)輪子的制動(dòng)力相同)就容易產(chǎn)生打滑、傾斜和側(cè)翻等現(xiàn)象。當(dāng)緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動(dòng)作之前就已經(jīng)平衡了每一個(gè)輪的有效地面抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移

27、，并縮短汽車制動(dòng)距離。EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指標(biāo)上，汽車的性能又多了“ABS+EBD”。  EBD電子制動(dòng)力分配系統(tǒng) EBD能夠根據(jù)由于汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車在制動(dòng)時(shí)，四只 輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時(shí)左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會(huì)導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四 只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。EBD用高速計(jì)算機(jī)在汽車

28、制動(dòng)的瞬間，分別對(duì)四只輪胎附著的不同地面進(jìn)行感應(yīng)、計(jì) 算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動(dòng)裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中不斷高速調(diào)整，從而保證車輛的平穩(wěn)、安全。   ABS的主要作用是改善整車的制動(dòng)性能，提高行車安全性，防止在制動(dòng)過程中車輪抱死（即停止?jié)L動(dòng)），從而保證駕駛員在制動(dòng)時(shí)還能控制方向，并防止后軸側(cè)滑。其工作原理為：緊急制動(dòng)時(shí)，依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉(zhuǎn)速傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪抱死，計(jì)算機(jī)立即控制壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動(dòng)分泵泄壓，使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到防止車輪抱死的目的。ABS的工作過程實(shí)際上是“抱死松開抱死松開”

29、的循環(huán)工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)，有效克服緊急制動(dòng)時(shí)由車輪抱死產(chǎn)生的車輛跑偏現(xiàn)象，防止車身失控等情況的發(fā)生。 EBD的英文全稱是Electric Brakeforce Dis-tribution，中文直譯就是“電子制動(dòng)力分配”。自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能（在一定程度上可以縮短制動(dòng)距離），并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車制動(dòng)時(shí)，如果四只輪胎附著地面的條件不同，比如，左側(cè)輪附著在濕滑路面，而右側(cè)輪附著于干燥路面，四個(gè)輪子與地面的摩擦力不同，在制動(dòng)時(shí)(四個(gè)輪子的制動(dòng)力相同)就容易產(chǎn)生打滑、傾斜和側(cè)翻等現(xiàn)象。 當(dāng)緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動(dòng)作之前就已經(jīng)平衡了每一個(gè)輪的有效地面抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動(dòng)距離。    EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指標(biāo)上，汽車的性能又多了“ABS+EBD”。  參考文獻(xiàn)：1嚴(yán)宇，劉天琪.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全評(píng)估J.四川大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，36(1):106-110.2張利平，唐德善，劉清欣.遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在凝汽器系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用J.水電能源科學(xué)，200