汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）概述目錄TOC\o"1-3"\h\u13642汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）概述 1299451.1ASR的起源 1221991.2ASR的作用 2258071.3ASR工作過(guò)程

380621.4ASR的基本原理 49551.5ASR的組成 61.1ASR的起源任何有駕駛經(jīng)驗(yàn)的人都知道，如果汽車在多雪，結(jié)冰或潮濕的道路上起步或急于行駛，方向盤的旋轉(zhuǎn)速度可能會(huì)太快。車輪與道路表面之間的連接與施加在方向盤上的地面響應(yīng)力決定了汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給車輪的驅(qū)動(dòng)力。然而，驅(qū)動(dòng)力的增加是通過(guò)阻力來(lái)測(cè)量的，并且高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)力只能等于輪胎和路面之間的連接。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力超過(guò)阻力時(shí)，方向盤將打滑。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REF_Ref26923\r\h[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(kāi)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REF_Ref24012\r\h[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)REF_Ref27710\r\h[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(kāi)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REF_Ref27798\r\h[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(jiàn)，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(kāi)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(jiàn)，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REF_Ref28259\r\h[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(kāi)度減少，到此，在副節(jié)氣門的開(kāi)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)REF_Ref28331\r\h[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)力獲得充分利用。為了汽車在起步或加速時(shí)不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)主要功能減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，在產(chǎn)生車輪滑移時(shí)通過(guò)控制制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力，有效的減少驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)，防止驅(qū)動(dòng)力過(guò)大。道路與驅(qū)動(dòng)輪之間的連接使車輪獲得更大的符著系數(shù)，從而提高了車輛的速度并提高了車輛的穩(wěn)定性REF_Ref29676\r\h[17]。1.5ASR的組成（1）傳感器設(shè)備包括輪速傳感器，節(jié)氣門位置傳感器，ASR開(kāi)關(guān)等。通常，車輪速度傳感器與ASR共享，從而極大地完成了車輪速度檢測(cè)并將車輪速度信號(hào)傳輸?shù)紸SR和ABS電子控制單元。它使用最先進(jìn)的傳感器，分別幫助檢測(cè)大的和輔助的節(jié)氣門的開(kāi)波，并將這些信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)和電子控制單元，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立，共享的傳輸以及電子控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)REF_Ref237\r\h[10]。圖3-4ABS系統(tǒng)組成示意圖ASR選擇工具是系統(tǒng)的獨(dú)特工具?？梢允謩?dòng)配置它以選擇是否啟用ASR系統(tǒng)。例如，如果斷開(kāi)了ASR開(kāi)關(guān)（在“OFF”區(qū)域中），則ECU可以使系統(tǒng)退出ASR操作模式，并在某些特殊情況下打開(kāi)ASR關(guān)閉圖標(biāo)，以確認(rèn)ASR的故障。車輛變速箱系統(tǒng)或其他系統(tǒng)，此開(kāi)關(guān)可用于停止ASR系統(tǒng)的工作，以防止車輪停止，因此使ASR能夠?qū)Ψ较虮P施加制動(dòng)，從而影響誤差測(cè)試。（2）中央控制單元ECUADRECU認(rèn)為微處理器是基本的，它由輸入和輸出電路以及電路組成。為了減少電子組件的數(shù)量，簡(jiǎn)化和集成結(jié)構(gòu)，ASR控制器通常與ABS控制器集成在一起，如圖3-4所示。ASRECU生產(chǎn)指示器來(lái)自防抱死系統(tǒng)傳感器，ECU發(fā)動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)，停止。根據(jù)上述輸入信號(hào)，ASRECU讀取后將工作指令發(fā)送到制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和節(jié)氣門輔助閥，并根據(jù)顯示指示當(dāng)前的工作狀態(tài)。在ASRECU檢測(cè)到故障，它將立即停止ASR轉(zhuǎn)換。此時(shí)，車輛仍可保持正常駕駛模式，系統(tǒng)會(huì)將檢測(cè)到的錯(cuò)誤信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的RAM中，然后打開(kāi)警報(bào)以提醒駕駛員REF_Ref18970\r\h[11]。圖3-5ASR系統(tǒng)的ECU及其輸入和輸出（3）執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)執(zhí)行器包括副節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等組成。副節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)裝置由ASR電控發(fā)出的信號(hào)，副節(jié)氣門根據(jù)信號(hào)調(diào)節(jié)氣門的開(kāi)度大小。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器由ABS/ASRECU發(fā)出的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)指令調(diào)節(jié)液壓。1）ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器ASR制動(dòng)壓力控制器從ASR控制器接收指令，將制動(dòng)力施加到滑動(dòng)輪并以此方式控制動(dòng)力，以防止制動(dòng)力被過(guò)度使用。因此，通常將其用作第一方法的輔助，以確?？刂浦苿?dòng)力，使得方向盤在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)。高壓蓄能器為制動(dòng)壓力源ASR，制動(dòng)壓力輪驅(qū)動(dòng)可通過(guò)制動(dòng)壓力改變電磁閥進(jìn)行改變。ASR制動(dòng)壓力控制具有兩個(gè)組件：自主的和集成的。獨(dú)立類型是指ASR和ABS壓力控制的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。適用于使用ASR作為可選系統(tǒng)的車輛。形狀容易改變，但是形狀不緊湊，并且連接的細(xì)節(jié)很多并且容易泄漏。組合類型是指將ASR和ABS與兩個(gè)壓力組組合在一起以控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)，其特性與獨(dú)立結(jié)構(gòu)相反REF_Ref286\r\h[13]。=1\*GB3①獨(dú)立調(diào)節(jié)式：制動(dòng)壓力獨(dú)立調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式如3-6圖所示。圖3-6ASR的獨(dú)立調(diào)節(jié)當(dāng)ASR中的三腳（3/3電磁閥）閥的壓力下降很強(qiáng)并占據(jù)左側(cè)時(shí)，右側(cè)壓力室將控制連接到池的氣缸，并且壓力較低，因此將活塞氣缸推入低于正確上限。另一方面，在這一點(diǎn)上，ABS制動(dòng)壓力控制裝置可以通過(guò)控制氣缸的氣缸流體通道連接到輪式氣缸，以確保ABS能夠正常控制。如果電磁閥已加固且處于正確位置，則控制氣缸的正確壓力室與儲(chǔ)水室分開(kāi)，并連接到高壓收集器。壓力流體將控制活塞的壓力推向制動(dòng)輪缸側(cè)，壓力控制缸左側(cè)的壓力腔隨著活塞的剩余運(yùn)動(dòng)而增大，從而使斷裂的缸的壓力增大。車輪壓力，通過(guò)ASR可以顯著改善驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)壓力。當(dāng)電控器使電磁閥半通電而處于中間位置時(shí)，調(diào)壓缸與儲(chǔ)液室和高壓儲(chǔ)能器均相通，若調(diào)壓缸活塞保持不動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪缸壓力也維持不變REF_Ref28863\r\h[14]。=2\*GB3②組合調(diào)節(jié)式：組合方式的ASR壓力調(diào)節(jié)器如圖3-7所示。圖3-7ASR的組合調(diào)節(jié)方式當(dāng)ASR控制電磁閥（3/3電磁閥I）失效并占據(jù)左側(cè)時(shí)，ASR不起作用。通過(guò)使用兩個(gè)控制電動(dòng)閥（3/3電磁閥II，III）的ABS壓力控制器，可以調(diào)節(jié)兩輪驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)壓力。當(dāng)加強(qiáng)控制電磁閥的ASR并使其處于正確位置時(shí)，如果電磁閥的ABS壓力控制處于正位置并處于左側(cè)，則在車輪破裂時(shí)高壓蓄能器油會(huì)流動(dòng)。車輪將車輪驅(qū)動(dòng)到制動(dòng)加強(qiáng)項(xiàng)目。如果控制電動(dòng)閥的ASR為半功率和中功率，則高壓收集器和主缸之間的連接斷開(kāi)，方向盤的壓力不變。當(dāng)控制電源閥的兩個(gè)ABS壓力增強(qiáng)并處于正確位置時(shí)，汽車方向盤的車輪與油箱連通，制動(dòng)壓力下降，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)壓力的降低。可以看出，集成式開(kāi)關(guān)通過(guò)改變不同類型的電磁閥（3/3電磁閥I，II和III）來(lái)進(jìn)行防抱死控制和針對(duì)方向盤打滑的驅(qū)動(dòng)控制。另一個(gè)電動(dòng)控制閥（3/3電磁閥）監(jiān)視方向盤的防抱死控制。2）副節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)裝置ASR是控制發(fā)電引擎的一種廣泛使用的方法。當(dāng)ASR不工作時(shí)，輔助油門處于完全打開(kāi)的位置，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力直接由主油門控制。當(dāng)ASR運(yùn)行時(shí)，ECU控制第二階段的打開(kāi)以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率?！伴y門”驅(qū)動(dòng)裝置由進(jìn)口和出口組成REF_Ref28935\r\h[15]。輸入設(shè)備可以根據(jù)ASR電子控制器輸出的脈沖控制在指定側(cè)扭曲輔助單元。圖3-8是副節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)裝置控制原理圖圖3-8副節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)裝置控制原理圖盡管現(xiàn)代車輛中使用的ASR系統(tǒng)有所不