汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）的基本原理分析目錄TOC\o"1-3"\h\u13450汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）的基本原理分析 1115721.1ASR的起源 1196741.2ASR的作用 1255141.3ASR工作過(guò)程

2178931.4ASR的基本原理 41.1ASR的起源在具有與地面附著力的道路（例如泥濘或冰雪路面）上行駛時(shí)，由于地面與車輪之間的黏著力太小，車輪會(huì)打滑，起步和加速，這將導(dǎo)致汽車行駛啟動(dòng)并加速。當(dāng)車輛在未鋪砌的道路上行駛時(shí)，如果某些（或其他）車輪在母系數(shù)低的道路（例如泥濘或冰雪路面）上行駛，則地面在Will的車輪上使用的扭矩很小。盡管某些（或其他）車輪在高密度的高速公路上，根據(jù)其在不同城市分布的特性，地面提供的驅(qū)動(dòng)扭矩只能與公路車輪相比較，它們的驅(qū)動(dòng)扭矩相等。在此期間，車輪可能打滑，從而導(dǎo)致車輛故障。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，表示驅(qū)動(dòng)輪與地面的接觸面具有相同的坡度。驅(qū)動(dòng)輪的滑坡也將減少驅(qū)動(dòng)輪與地面之間的長(zhǎng)距離連接，這將減小方向盤上的最終驅(qū)動(dòng)力，最終導(dǎo)致車輛側(cè)滑。當(dāng)超過(guò)濕滑路面的性能時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪的“滑動(dòng)”也會(huì)導(dǎo)致后軸系數(shù)的明顯降低，使得向后滑動(dòng)，從而導(dǎo)致汽車打滑，在駕駛過(guò)程中失去控制[4]。因此，為了避免和減少上述情況，需增加驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)。由于ASR可廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制，因此某些車輛將其稱為牽引力控制系統(tǒng)（ASR或TRC）。1.2ASR的作用在ASR系統(tǒng)因故障而不能工作的情況下，車輛在雪地上及不平整的路面上工作不及時(shí)，從而導(dǎo)致打滑、方向盤不受控制。同時(shí)，汽車在起步或急加速時(shí)的情況下，汽車驅(qū)動(dòng)輪打滑，在雪地上、不平整的路面上造成車輛失控產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此，ASR系統(tǒng)針對(duì)類似問(wèn)題誕生了。ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)共用電子傳感器，當(dāng)檢測(cè)顯示從動(dòng)輪速度比驅(qū)動(dòng)輪要低時(shí)，傳感器往ECU發(fā)出故障信號(hào)，ECU從而調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間、減少節(jié)氣門的開度、減少發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩或降低檔位的方式使汽車不打滑。ASR的功用可以提高汽車在行駛時(shí)的穩(wěn)定性，提高汽車在不同的路面上的能力。擴(kuò)展?fàn)恳ο到y(tǒng)的工作原理中，ASR系統(tǒng)是一臺(tái)控制裝置的計(jì)算機(jī)，通過(guò)車輪輪速傳感器檢測(cè)的信號(hào)和方向盤的轉(zhuǎn)向角，在汽車起步或加速情況下檢測(cè)作出驅(qū)動(dòng)輪與非驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差過(guò)大，ECU作出驅(qū)動(dòng)輪過(guò)大的判斷，從而發(fā)出命令減少噴油器的供油量，降低驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力，使汽車的滑移率減少，恢復(fù)到10％-30％范圍[5]。駕駛員是否轉(zhuǎn)向由ECU根據(jù)方向盤中的轉(zhuǎn)角傳感器顯示的信號(hào)來(lái)判定，再通過(guò)四個(gè)車輪的傳感器檢測(cè)四個(gè)車輪的速度信號(hào)，從而判斷是否與駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖一致。圖3-1所示，ASR系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致車輛打滑現(xiàn)象產(chǎn)生安全隱患。圖3-1有無(wú)ASR對(duì)比1.3ASR工作過(guò)程

圖3-2ASR結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)縮寫為ASR。如圖3-2所示，基于ABS的內(nèi)容進(jìn)行了改進(jìn)，它不僅包括其他輸入功能和性能控制組件，該系統(tǒng)還將具有防滑功能，從而共享ABS傳感器。汽車ABS的控制裝置中增加了部件，并且增加了電子控制系統(tǒng)[6]，使用了車身控制系統(tǒng)。其中，驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的運(yùn)行職責(zé)是：

（1）在車輛運(yùn)行期間，輪速傳感器將主動(dòng)輪和非主動(dòng)輪的速度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將其傳輸?shù)紼CU電子控制單元，ECU計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪的速度大小取決于車輪的速度。（2）如果方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)量，則方向盤超出目標(biāo)區(qū)域的速率。ECU接收輪速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、和其他執(zhí)行器狀況，以了解控制策略，并向與其相等的受控設(shè)備發(fā)送指令維持其正常工作，此時(shí)ECU始終處于打開狀態(tài)并掌握車身和發(fā)動(dòng)機(jī)狀況，因此汽車的驅(qū)動(dòng)輪始終處于最佳狀態(tài)。另一方面，ECU根據(jù)車輛的速度，車輪的速度和正確的信息使制動(dòng)缸過(guò)度跳動(dòng)而使車輪斷裂，從而使車輪處于正確的位置[7]。如果ASR系統(tǒng)的一部分出現(xiàn)故障，則ASR測(cè)試系統(tǒng)會(huì)在儀表板上的任務(wù)指示器顯示該結(jié)果。1.4ASR的基本原理圖3-3豐田卡羅拉ABS/ASR系統(tǒng)組成原理圖由圖3-3可見，四只輪速傳感器為ABS和ASR共用，在防抱死系統(tǒng)（ABS）的基礎(chǔ)上，添加了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)控制開關(guān)、警告燈與在主節(jié)氣門上分設(shè)立步進(jìn)電機(jī)。由此可見，在該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，把兩后輪(即驅(qū)動(dòng)輪)的制動(dòng)管路分成左、右兩個(gè)獨(dú)立的管路結(jié)構(gòu)，在制動(dòng)主缸與兩后制動(dòng)輪缸的ABS執(zhí)行元件之間，增設(shè)了ASR制動(dòng)執(zhí)行元件，以便在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制時(shí)，對(duì)兩后制動(dòng)輪缸進(jìn)行加壓、保壓或減壓的工況控制;如圖3-2所示，主節(jié)氣門的上部分設(shè)立了副節(jié)氣門。其功能用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入空氣?？諝廨斎胗筛惫?jié)氣門決定。通過(guò)副節(jié)氣門可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率目的[8]。ASR系統(tǒng)在工作時(shí)，ASR電子控制單元以車輪輪速傳感器發(fā)出的信號(hào)為輔，并計(jì)算出驅(qū)動(dòng)輪的車速和滑移率。當(dāng)ECU計(jì)算出的滑移率不在設(shè)定值標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的ECU下達(dá)副節(jié)氣門的控制命令，使副節(jié)氣門的開度減少，到此，在副節(jié)氣門的開度的影響下，如果主節(jié)氣門的工作狀況不改變的情況下，也將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率減少，從而使驅(qū)動(dòng)輪的功率也隨著減少。如果驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率仍未降到設(shè)定值范圍，ABS/ASRECU就會(huì)向ABS和ASR的壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出控制指令，向滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪斷續(xù)施加制動(dòng)[9]。在ASR系統(tǒng)防滑工作中，駕駛員需要汽車制動(dòng)時(shí)，ASR將會(huì)自動(dòng)退出由防抱死系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。（1）滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)的關(guān)系常用滑移率S來(lái)表示，其定義如下：式中：u為車速；uw為車輪速度；ω為車輪滾動(dòng)角速度；r為車輪半徑。汽車從純滾動(dòng)到抱死拖滑的制動(dòng)過(guò)程是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，經(jīng)歷了純滾動(dòng)、邊滾邊滑和純滑動(dòng)三個(gè)階段。當(dāng)車輪純滾動(dòng)時(shí)，uw=u，S=0；當(dāng)車輪抱死純滑動(dòng)時(shí)，uw=0,S=100%；當(dāng)車輪邊滾邊滑時(shí)，u>uw，0<S<100%。車輪滑移率越大，說(shuō)明車輪在運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)成分所占的比例越大。圖3-9是車輪曲線與曲線曲線和縱向附著力曲線之間的關(guān)系圖。從中可知，在不同的道路區(qū)域，綜合強(qiáng)度差異很大。②連接系數(shù)以不同的方式隨滑移率或滑移率而變化，并且等于不同路徑的速率。當(dāng)比率在20％左右時(shí)，附者系數(shù)達(dá)到高值。如果滑移率或滑移率繼續(xù)增加，則壽命系數(shù)逐漸降低。圖3-9滑轉(zhuǎn)率(滑移率)與縱向附著系數(shù)之間的關(guān)系驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)控制思路：汽車行駛中車輪出現(xiàn)打滑/滑移情況時(shí)，系統(tǒng)判斷出異常，將滑移率控制在最佳的范圍（15％-20％）內(nèi)，使汽車得到較大的附著系數(shù)，使車輪與路面接觸獲得更大的抓地力，從而使車輪的驅(qū)動(dòng)力