第五章驅(qū)動(dòng)控制第一節(jié)概述第二節(jié)ASR的原理第三節(jié)ASR的控制方法第一節(jié)概述功能：防止汽車在加速、起步過程中的滑轉(zhuǎn)，保持方向穩(wěn)定性、操縱性和最佳驅(qū)動(dòng)力。汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（AccelerationSlipRegulation,ASR）又稱牽引力控制系統(tǒng)（TRC或TCS）。ABS與ASR的比較（1）ABS是制動(dòng)過程中防止車輪抱死；ASR是在起步或加速過程中防止車輪打滑。（2）ABS控制的是滑移率；ASR控制的是滑轉(zhuǎn)率。（3）ABS對驅(qū)動(dòng)輪和非驅(qū)動(dòng)輪都起作用；ASR只對驅(qū)動(dòng)輪起作用。車輪的滑轉(zhuǎn)率定義為

ABS和ASR都是把滑移率或滑轉(zhuǎn)率控制在某一穩(wěn)定范圍內(nèi)，但兩者的控制區(qū)間相反，如圖5-2。圖5-2ARS的控制方式（1）制動(dòng)控制方式——對將要空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式——調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸入到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩，使滑移率在合適范圍內(nèi)。（3）組合方式——制動(dòng)+發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。第二節(jié)ASR的原理

原理：利用輪胎與地面的附著力，通過控制車輪的滑轉(zhuǎn)率，使作用在車輪上的驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向力保持適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系。

正常情況下驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向力相互制約。驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)使，驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向力的關(guān)系處在A區(qū)，此時(shí)側(cè)向力很小，很容易使車輪發(fā)生側(cè)滑。為了防止側(cè)滑，通過適當(dāng)?shù)亟档万?qū)動(dòng)力，可以提高側(cè)向力，從而提高抗側(cè)滑能力。第三節(jié)ASR的控制方法一、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)方式二、采用制動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)控制三、發(fā)動(dòng)機(jī)+制動(dòng)組合驅(qū)動(dòng)控制四、發(fā)動(dòng)機(jī)+限滑差速器組合驅(qū)動(dòng)控制一、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)方式 驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率為，設(shè)期望轉(zhuǎn)差率為，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的依據(jù)為：

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)方式有三種：1.控制燃油噴射和點(diǎn)火時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩四級輸出方式——控制發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)參加工作的氣缸數(shù)目。采用噴油中斷減小發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩——不需增添硬件設(shè)備，但發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，只適用于順序燃油噴射電控發(fā)動(dòng)機(jī)。2.節(jié)氣門調(diào)節(jié)方式ASR系統(tǒng)的節(jié)氣門總成由主、副節(jié)氣門組成，主節(jié)氣門由駕駛員通過加速踏板控制，在主節(jié)氣門上流的副節(jié)氣門通常由機(jī)械回位彈簧維持在最大開度。進(jìn)入ASR工作模式，副節(jié)氣門開度由步進(jìn)電機(jī)控制。由于副節(jié)氣門從全開位置到全閉位置需要一定時(shí)間（約200ms），因此該方式時(shí)滯大，響應(yīng)慢。節(jié)氣門閉環(huán)控制規(guī)律采用PI控制器：式中，為節(jié)氣門開度；、為反饋控制增益；為驅(qū)動(dòng)輪目標(biāo)速度；為驅(qū)動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速；為節(jié)氣門初始開度。3.節(jié)氣門調(diào)節(jié)與供油控制相結(jié)合節(jié)氣門與供油方式結(jié)合起來，性能很接近制動(dòng)方式。最新發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)直噴并達(dá)到精確計(jì)量控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)干預(yù)完全可達(dá)到制動(dòng)方式的快速性。圖5-10

裝設(shè)ASR系統(tǒng)的車輛，在積水路面上行駛轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向盤保持力矩都比未裝設(shè)ASR系統(tǒng)車輛小，并且不需要精確控制加速踏板。二、采用制動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)控制ASR的邏輯門限控制算法車輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制命令驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)缸小步長增壓驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)缸小步長增壓驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)缸大步長增壓驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)缸大步長增壓三、發(fā)動(dòng)機(jī)+制動(dòng)組合驅(qū)動(dòng)控制

采用制動(dòng)方式響應(yīng)速度快，但制動(dòng)器發(fā)熱嚴(yán)重，也不利于整車燃油經(jīng)濟(jì)性。采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，響應(yīng)速度較慢，在非對稱附著系數(shù)的路面上不能實(shí)現(xiàn)最佳驅(qū)動(dòng)控制。故為了實(shí)現(xiàn)最佳驅(qū)動(dòng)力控制，通常采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩+車輪制動(dòng)的組合控制方式。ToyotaCrown采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)組合的ASR系統(tǒng)ASR和ABS采用同一液壓系統(tǒng)，從ABS模式切換到ASR模式由切換控制閥實(shí)現(xiàn)，左右兩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用非獨(dú)立式控制方式。控制算法 節(jié)氣門開度： 制動(dòng)器的控制：根據(jù)車速和加速度，由脈寬調(diào)制信號(hào)控制制動(dòng)輪缸的增壓、減壓變化速率，控制邏輯如下：慢減壓慢減壓快增壓慢減壓慢減壓慢減壓快增壓快增壓快增壓注：為制動(dòng)器起作用的參考速度；為車輛加速度門限值。制動(dòng)器與節(jié)氣門起作用的參考速度如圖5-13所示。采用發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門+制動(dòng)組合控制方式，加快了驅(qū)動(dòng)控制的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)能力，其效果如圖5-14所示。四、發(fā)動(dòng)機(jī)+限滑差速器組合驅(qū)動(dòng)方式

限滑差速鎖止裝置（LimitedSlipDifferential,LSD）在非對稱路面條件下具有很好的效果，但在對稱路面上對提高車輛驅(qū)動(dòng)力的效果并不明顯，因此它通常不單獨(dú)用作ASR系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制，而是和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)方式組合使用。主動(dòng)式限滑差速鎖止裝置通過主動(dòng)控制，可使鎖止程度在0~100%范圍內(nèi)變化。當(dāng)限滑差速器不起作用時(shí)，允許兩輪獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；當(dāng)完全鎖止時(shí)，兩輪成為一個(gè)整體一起旋轉(zhuǎn)。主動(dòng)式限滑差速鎖止裝置，可自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器驅(qū)動(dòng)油缸的壓力，經(jīng)過多片濕式離合器把左右半軸鎖定起來，保證左右驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率之差在允許的范圍之內(nèi)。五、實(shí)現(xiàn)ASR不同方式的性能比較

ASR系統(tǒng)的本質(zhì)：

（1）控制作用在驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩；（2）在非對稱路面上，對傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)最佳分配，從而改善汽車的加速性、方向穩(wěn)定性和操縱性。ASR控制的不同方法比較控制方式操縱穩(wěn)定性驅(qū)動(dòng)力舒適性傳動(dòng)系載荷系統(tǒng)復(fù)雜程度RWDFWD節(jié)氣門很不好不好不好很好很好較好噴油+點(diǎn)火較好很好一般一般一般很好制動(dòng)較好較好很好很不好很不好不好節(jié)氣門+制動(dòng)很好很好很好較好較好很不好節(jié)氣門+噴油、點(diǎn)火很好很好一般較好較好較好節(jié)氣門+噴油、點(diǎn)火+LDS很好很好很好好較好非常不好可能使ASR發(fā)生變化的新技術(shù)：（1）電子節(jié)氣門替代主、副兩個(gè)節(jié)氣門； （2）發(fā)動(dòng)機(jī)燃油直噴技術(shù)+燃油精確控制實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o極調(diào)節(jié)；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的響應(yīng)速度加快，