汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制2024/3/26汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制9.1ASR系統(tǒng)的基本原理和方法9.2ASR系統(tǒng)的基本組成和原理9.3ABS/ASR綜合控制系統(tǒng)9.4ABS/ASR典型系統(tǒng)分析9.5集中控制系統(tǒng)框架下的底盤控制汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制功能：ASR系統(tǒng)是防止汽車在驅(qū)動過程中車輪滑轉(zhuǎn)。9.1ASR系統(tǒng)的基本原理和方法驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)或加速防滑控制系統(tǒng)(AccelerationSlipRegulation，簡稱ASR)制動防抱死系統(tǒng)(AntilockBrakingSystem，簡稱ABS)功能：

ABS是防止汽車在制動過程中車輪被抱死。因ASR主要是通過牽引力控制來實(shí)現(xiàn)防驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)控制，又稱為牽引力控制系統(tǒng)。(TractionControlSystem,簡稱TCS)。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制式中：Mn—驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩，N·m；r—驅(qū)動車半徑，m；9.1.1ASR基本原理按照汽車行駛理論分析，主動車輪正常驅(qū)動的條件為Ft

F

F

=

FZ·

式中：Ft—驅(qū)動輪驅(qū)動力，N；

F

—附著力，N；Ft=Mn/r式中：FZ—驅(qū)動輪對地面正壓力，N；

—驅(qū)動輪與地面的附著系數(shù)。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制3）附著系數(shù)

只有車輪滑移率處于特定的數(shù)值范圍時才處于最大值（數(shù)值第8章分析）。2）附著力F

的大小取決于驅(qū)動輪對地面的附著系數(shù)，1）車輪正常驅(qū)動時，驅(qū)動力Ft的最大值不僅與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩有關(guān)，取決于附著力F

的大小。車輪驅(qū)動力超過輪胎與路面間的附著極限，即Ft>F

，則驅(qū)動輪產(chǎn)生過度滑轉(zhuǎn)。1.車輪正常驅(qū)動條件分析汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制1.驅(qū)動輪與地面的附著條件未變發(fā)動機(jī)功率突然加大，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩Mn隨之增大；發(fā)動機(jī)功率突然變小且仍處于驅(qū)動狀況（傳動系統(tǒng)仍然連接），發(fā)動機(jī)對車輪有制動影響。2.驅(qū)動輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象原因2.驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩Mn未變發(fā)動機(jī)維持正常的動力，但驅(qū)動輪與地面的附著系數(shù)

突然變??；驅(qū)動輪與地面的附著系數(shù)為極小時；以上條件使得驅(qū)動條件Ft=Mn/r

FZ·

打破，必然產(chǎn)生驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制1）汽車在起步時、再加速情況下驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，降低汽車驅(qū)動力，損失發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩。3.驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)對汽車行駛的影響2）汽車轉(zhuǎn)向時、在非線性路面驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)；破壞車輛的穩(wěn)定和操縱性，產(chǎn)生交通隱患。3）后輪驅(qū)動滑轉(zhuǎn)的汽車將可能甩尾，4）前輪驅(qū)動滑轉(zhuǎn)的汽車則容易方向失控，導(dǎo)致汽車向一側(cè)偏移。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制1）提高地面附著力的利用率，提供最大的驅(qū)動力；2）提高汽車加速性能；3）降低汽車能耗。1）保持汽車行駛時的方向穩(wěn)定性，操縱穩(wěn)定性2）提高汽車的平順性。3）減小輪胎的磨損4.ASR系統(tǒng)的功用改善驅(qū)動性能提高行車的安全性、舒適性汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制5.ASR與ABS的比較ASR是防止汽車在驅(qū)動過程中車輪滑轉(zhuǎn)。ABS是防止汽車在制動過程中車輪被抱死。ASR和ABS根據(jù)地面附著系數(shù)和車輪滑移率的關(guān)系，把車輪滑移率控制在一定范圍內(nèi)，提高車輪與地面附著力的利用率，改善驅(qū)動或制動性能。ASR的控制對象主要是驅(qū)動車輪。ABS的控制對象是所有車輪。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制ABS與ASR都是通過控制作用于車輪上的轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)滑移率控制，根據(jù)正常驅(qū)動的條件Ft=Mn/r

F

，車輛的ASR基本控制方法有：1）降低驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩Mn；2）提高驅(qū)動輪與地面的附著力F

。9.1.2ASR系統(tǒng)基本控制方法ASR與ABS技術(shù)上有十分密切的聯(lián)系，部分軟、硬件可以共用。ABS的傳感器和壓力調(diào)節(jié)器均可為ASR所利用；ABS的電子控制裝置只需要在功能上進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展即可用于ASR裝置。通常把二者有機(jī)地結(jié)合起來，形成汽車ABS/ASR控制系統(tǒng)。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩從而降低驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，以滿足Ft=Mn/r

F

。具體措施有：1）調(diào)整點(diǎn)火時刻：減小點(diǎn)火提前角。2）調(diào)節(jié)燃油供給量：降低燃油供給量。3）調(diào)節(jié)進(jìn)氣量：減小節(jié)氣門開度。1.發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制對出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)趨勢的驅(qū)動輪直接實(shí)施制動，降低車輪的驅(qū)動力以滿足Ft=Mn/r

F

。2.驅(qū)動輪制動控制汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制當(dāng)某一驅(qū)動輪出現(xiàn)全滑轉(zhuǎn)狀況是，系統(tǒng)自動運(yùn)行鎖止驅(qū)動輪差速器，強(qiáng)迫處于附著狀況較好的驅(qū)動輪提供牽引力，使車輛擺脫困境。3.差速鎖控制差速器？

傳遞推進(jìn)軸的回轉(zhuǎn)動力至后左右輪所需之差異的旋轉(zhuǎn)速度，使汽車能夠自由轉(zhuǎn)彎行駛的一種齒輪裝置。輪間差速器：裝在同一驅(qū)動橋兩側(cè)驅(qū)動輪之間的差速器。軸間差速器：裝在在多軸驅(qū)動汽車的各驅(qū)動橋之間的差速器。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制ABS傳感系統(tǒng)提供的減速度、輪速等運(yùn)動狀況的信息亦可作為ASRECU的輸入信息。但ASR傳感系統(tǒng)必須向ECU提供車輪是處于制動狀況或驅(qū)動狀況的信息。9.2ASR系統(tǒng)的基本組成和原理1.ABS與ASR可各自采用單獨(dú)的ECU；2.對采用集成控制系統(tǒng)的車輛ABS與ASR可共用一個ECU；或采用單獨(dú)的ECU實(shí)行并行單獨(dú)處理，通過ECU間通訊互相應(yīng)證。

9.2.1傳感系統(tǒng)9.2.2電子控制單元

ASR控制模式出現(xiàn)故障時，ECU能自動轉(zhuǎn)為常規(guī)人工控制模式。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制主要采用的方法是進(jìn)氣量控制，具體手段是在發(fā)動機(jī)主節(jié)氣門的前面設(shè)置一個副節(jié)氣門。正常工作狀況或制動狀況時，副節(jié)氣門全開；防滑轉(zhuǎn)狀況時，調(diào)節(jié)副節(jié)氣門的開度。9.2.3執(zhí)行系統(tǒng)1.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制執(zhí)行系統(tǒng)在ABS壓力調(diào)節(jié)裝置上增設(shè)ASR控制系統(tǒng)的控制通道，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動輪的制動控制。ABS工作時，ASR自動退出工作。2.驅(qū)動輪控制執(zhí)行系統(tǒng)3.差速器鎖止控制汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制ABS與ASR都是通過控制作用于車輪上的轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)滑移率控制?，F(xiàn)代車輛ABS/ASR系統(tǒng)將ABS與ASR控制實(shí)現(xiàn)資源共享、互為補(bǔ)充，形成ABS/ASR綜合控制系統(tǒng)。9.3ABS/ASR綜合控制系統(tǒng)ECU輪速信號節(jié)氣門信號制動踏板信號加速踏板信號輪缸壓力調(diào)節(jié)器節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)器指示信號發(fā)動機(jī)車輪駕駛員汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制ABS與ASR都需要確定車輪運(yùn)行工況，包括：正常工況判斷：輪速

；制動工況判斷：制動踏板；滑轉(zhuǎn)工況的判斷：加速踏板；9.3.1確定車輪運(yùn)行工況發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制；ABS壓力調(diào)節(jié)裝置控制；ABS與ASR工作狀況的轉(zhuǎn)換。9.3.2驅(qū)動輪防滑控制汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制1）各車輪的轉(zhuǎn)速信號；2）節(jié)氣門的位置信號；3）制動踏板的制動信號；4）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號；9.4ABS/ASR典型系統(tǒng)分析下面以Bosch公司ABS/ASR2U系統(tǒng)為典型進(jìn)行分析。9.4.1基本功能分析1.傳感系統(tǒng)的輸入信號ABS/ASR的ECU獲得的傳感信號有：5）變速器檔位信號；6）駐車信號；7）ASR工作狀態(tài)選擇信號；8）巡航車速信號。如環(huán)境溫度、發(fā)動機(jī)水溫、制動液、變速器潤滑液等信號。輔助信號：汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制1）ABS壓力調(diào)節(jié)裝置控制：四通道壓力調(diào)節(jié)裝置；2）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制：調(diào)節(jié)副節(jié)氣門的開度；3）節(jié)氣門松弛裝置：該裝置與巡航系統(tǒng)共用。2.執(zhí)行系統(tǒng)以車輛速度為判斷條件，ABS/ASR確定不同的控制。1.ASR控制車速：<30km，先發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，后制動控制；30-80km，先發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩和制動同時控制；>80km，僅采用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。2.ABS控制

控制過程基本同上9.4.2控制過程分析汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制現(xiàn)代汽車控制技術(shù)正朝著集中綜合控制方向發(fā)展。通過中央底盤控制器，將制動、懸架、轉(zhuǎn)向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，形成一體化底盤控制系統(tǒng)。9.5集中控制系統(tǒng)框架下的底盤控制聯(lián)合信息傳感系統(tǒng)中央處理器ECU制動/驅(qū)動發(fā)動機(jī)懸架轉(zhuǎn)向傳動系其它系統(tǒng)車輛動力性車輛經(jīng)濟(jì)性車輛穩(wěn)定性車輛安全性車輛操縱性車輛舒適性其它性能汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制傳統(tǒng)控制的子系統(tǒng)，亦稱為基礎(chǔ)功能層，主要有：1）發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)：EFI、DLI、EGR等；2）ABS/ASR控制系統(tǒng)；3）主動懸架控制系統(tǒng)（A-SUS）;4）動力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（PAS）。9.5.1底盤集中控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理對傳統(tǒng)控制的子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。以獲得車輛的動力性、舒適性、安全性、穩(wěn)定性、排放性綜合最佳。1.基礎(chǔ)控制硬件層2.性能控制層汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)控制