電控驅(qū)動(dòng)防滑牽引力控制系統(tǒng)

電控驅(qū)動(dòng)防滑/牽引力控制系統(tǒng)（ASR/TRC）第一節(jié)概述一、ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)

1.

ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)防滑控制（AntiSlipReguliation）系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)ASR，是應(yīng)用于車(chē)輪防滑的電子控制系統(tǒng)。汽車(chē)打滑是指汽車(chē)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)，車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率又稱(chēng)滑移率。驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滑移率式中vc是車(chē)輪圓周速度；v是車(chē)身瞬時(shí)速度?；坡逝c縱向附著系數(shù)的關(guān)系由圖5-1可以看出：（1）附著系數(shù)隨路面的不同而呈大幅度的變化；（2）在各種路面上，Sd=20%左右時(shí)，附著系數(shù)達(dá)到峰值；（3）上述趨勢(shì)無(wú)論制動(dòng)還是驅(qū)動(dòng)幾乎一樣。ASR系統(tǒng)就是利用控制器控制車(chē)輪與路面的滑移率，防止汽車(chē)在加速過(guò)程中打滑，特別是防止汽車(chē)在非對(duì)稱(chēng)路面或轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn)，以保持汽車(chē)行駛方向的穩(wěn)定性，操縱性和維持汽車(chē)的最佳驅(qū)動(dòng)力以及提高汽車(chē)的平順性。2.ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較ASR和ABS都是控制車(chē)輪和路面的滑移率，以使車(chē)輪與地面的附著力不下降，因此兩系統(tǒng)采用的是相同的技術(shù)，它們密切相關(guān)，常結(jié)合在一起使用，共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來(lái)控制車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成行駛安全系統(tǒng)。ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的不同主要在于：

（1）ABS系統(tǒng)是防止制動(dòng)時(shí)車(chē)輪抱死滑移，提高制動(dòng)效果，確保制動(dòng)安全；ASR系統(tǒng)（TRC）則是防止驅(qū)動(dòng)車(chē)輪原地不動(dòng)而不停的滑轉(zhuǎn)，提高汽車(chē)起步、加速及滑溜路面行駛時(shí)的牽引力，確保行駛穩(wěn)定性。（2）ABS系統(tǒng)對(duì)所有車(chē)輪起作用，控制其滑移率；而ASR系統(tǒng)只對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪起制動(dòng)控制作用。（3）ABS是在制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪出現(xiàn)抱死情況下起控制作用，在車(chē)速很低（小于8km/h）時(shí)不起作用；而ASR系統(tǒng)則是在整個(gè)行駛過(guò)程中都工作，在車(chē)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)起作用，當(dāng)車(chē)速很高（80～120km/h）時(shí)不起作用。二、汽車(chē)防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)常用控制方式

1．發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制：在汽車(chē)起步、加速時(shí)，ASR控制器輸出控制信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，以抑制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)。常用方法有：輔助節(jié)氣門(mén)控制、燃油噴射量控制和延遲點(diǎn)火控制。2．驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制：直接對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪加以制動(dòng)，反映時(shí)間最短。普遍采用ASR與ABS組合的液壓控制系統(tǒng)，在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調(diào)節(jié)器，從而增加了驅(qū)動(dòng)控制功能。

3.同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力：控制信號(hào)同時(shí)起動(dòng)ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和輔助節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)器，在對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪施加制動(dòng)力的同時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，以達(dá)到理想的控制效果。4.防滑差速鎖（LSD：Limited-Slip-Differential)控制：LSD能對(duì)差速器鎖止裝置進(jìn)行控制，使鎖止范圍從0%～100%。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪單邊滑轉(zhuǎn)時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)，使差速鎖和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器動(dòng)作，控制車(chē)輪的滑移率。這時(shí)非滑轉(zhuǎn)車(chē)輪還有正常的驅(qū)動(dòng)力，從而提高汽車(chē)在滑溜路面的起步、加速能力及行駛方向的穩(wěn)定性。

在差速器向驅(qū)動(dòng)輪輸出驅(qū)動(dòng)力的輸出端，設(shè)置一個(gè)離合器，通過(guò)調(diào)節(jié)作用在離合器片上的液壓壓力，便可調(diào)節(jié)差速器的鎖止程度。

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5.差速鎖與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率綜合控制：差速鎖制動(dòng)控制與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率綜合控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況和車(chē)輪滑轉(zhuǎn)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的控制達(dá)到最理想的控制效果。第二節(jié)ASR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理一、ASR的基本組成與工作原理

ASR的基本組成：ECU：ASR電控單元執(zhí)行器：制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置傳感器：車(chē)輪輪速傳感器節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器ASR的基本組成

ASR的工作原理車(chē)速傳感器將行駛汽車(chē)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸送給電控單元ECU。ECU根據(jù)車(chē)速傳感器的信號(hào)計(jì)算驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)向信號(hào)等因素確定控制方式，輸出控制信號(hào)，使相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作，使驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滑移率控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)。二、ASR的傳感器

1．車(chē)輪輪速傳感器：與ABS系統(tǒng)共享。2．節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器：與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共享。3．ASR選擇開(kāi)關(guān)：ASR專(zhuān)用的信號(hào)輸入裝置。ASR選擇開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)ASR不起作用。

三、ASR的電子控制單元（ECU）

ASR的ECU也是以微處理器為核心，配以輸入輸出電路及電源等組成。ASR與ABS的一些信號(hào)輸入和處理是相同的，為減少電子器件的應(yīng)用數(shù)量，ASR控制器與ABS電控單元常組合在一起。四、ASR系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1．制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器

（1）單獨(dú)方式的ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器單獨(dú)方式的ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器——與ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上各自分開(kāi)ASRECU通過(guò)電磁閥的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力的控制?？刂七^(guò)程如下

兩個(gè)調(diào)壓缸兩個(gè)三位三通電磁閥高壓蓄壓器增壓泵壓力控制開(kāi)關(guān)儲(chǔ)液器正常制動(dòng)時(shí)ASR不起作用，電磁閥不通電，閥在左位，調(diào)壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。起步或加速時(shí)若驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要實(shí)施制動(dòng)時(shí)，ASR使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動(dòng)液推活塞左移。壓力保持過(guò)程：此時(shí)電磁閥半通電，閥在中位，調(diào)壓缸與儲(chǔ)液室和蓄壓器都隔斷，于是活塞保持原位不動(dòng)，制動(dòng)壓力保持不變。壓力降低過(guò)程：此時(shí)電磁閥斷電，閥回左位，使調(diào)壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲(chǔ)液室接通，于是調(diào)壓缸右腔壓力下降，制動(dòng)壓力下降。2.節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置ASR控制系統(tǒng)通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)輔助節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置由步進(jìn)電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。步進(jìn)電機(jī)根據(jù)ASR控制器輸出的控制脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的轉(zhuǎn)角，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)輔助節(jié)氣門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂七^(guò)程如下：副節(jié)氣門(mén)位置傳感器主節(jié)氣門(mén)位置傳感器步進(jìn)電機(jī)副節(jié)氣門(mén)主節(jié)氣門(mén)空氣進(jìn)口氣缸ASR不起作用時(shí)，輔助節(jié)氣門(mén)處于全開(kāi)位置，當(dāng)需要減少發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來(lái)控制車(chē)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，ASR控制器輸出信號(hào)使輔助節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，改變輔助節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。副節(jié)氣門(mén)位置傳感器主節(jié)氣門(mén)位置傳感器步進(jìn)電機(jī)副節(jié)氣門(mén)主節(jié)氣門(mén)空氣進(jìn)口氣缸第四節(jié)防滑差速器一、防滑差速器簡(jiǎn)介1．防滑差速器——防止車(chē)輪打滑的差速器，可自動(dòng)控制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)輪打滑。2．作用——汽車(chē)在好路上行駛時(shí)具有正常的差速作用。但在壞路上行駛時(shí)，差速作用被鎖止，充分利用不滑轉(zhuǎn)車(chē)輪同地面間的附著力，產(chǎn)生足夠的牽引力。3．類(lèi)型強(qiáng)制鎖止式——通過(guò)電控或氣控鎖止機(jī)構(gòu)人為的將差速器鎖止。自動(dòng)鎖止式（自鎖式）——在滑路面上自動(dòng)增大鎖止系數(shù)直至完全鎖止。

二、電子控制式防滑差速器

1.V-TCS（VehicleTrakingControlSystem）——根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪的滑移量，通過(guò)電子控制裝置來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車(chē)制動(dòng)力進(jìn)行工作；或按照左、右車(chē)輪的轉(zhuǎn)速差來(lái)控制轉(zhuǎn)矩，并與制動(dòng)器相結(jié)合最優(yōu)分配驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力。

2.LSD（LimitedSlipDifferential）——利用傳感器掌握各種道路情況和車(chē)輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)操縱加速踏板和制動(dòng)器，采集和讀取駕駛員所要求的信息，并按駕駛員的意愿和要求最優(yōu)分配左右驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力。車(chē)輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)車(chē)輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP，electronicstabilityProgram）是ABS、ASR的進(jìn)一步發(fā)展。目錄一、ESP介紹二、ESP構(gòu)成及工作原理三、索納塔ESP故障排除四、總結(jié)ESP(ElectronicStabilityPrograme)是一種主動(dòng)安全系統(tǒng)，整合了ABS和TCS，不僅能防止車(chē)輪在制動(dòng)時(shí)抱死和啟動(dòng)時(shí)打滑，還能防止車(chē)輛側(cè)滑。ESP系統(tǒng)實(shí)際是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但控制驅(qū)動(dòng)輪，而且可控制從動(dòng)輪。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過(guò)多的情況，此時(shí)后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車(chē)子；在轉(zhuǎn)向過(guò)少時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。一、ESP介紹ESP系統(tǒng)由中央控制單元（ECU）、轉(zhuǎn)向傳感器、車(chē)輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器和執(zhí)行器組成，其目的是在電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的前提下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行干涉和調(diào)控。ESP系統(tǒng)的組成可分為傳感器、控制單元、和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分。二、ESP構(gòu)成及工作原理

ESP構(gòu)成二、ESP構(gòu)成及工作原理ESP構(gòu)成二、ESP構(gòu)成及工作原理為了能讓ESP在緊急時(shí)刻作出反應(yīng)，必須弄清楚下面兩個(gè)問(wèn)題：a-司機(jī)往哪邊轉(zhuǎn)向？b-車(chē)要往哪開(kāi)？第一個(gè)問(wèn)題的答案是：ESP接收來(lái)自轉(zhuǎn)向角度傳感器（1）及車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器（2）的信號(hào)。第二個(gè)問(wèn)題的答案是：ESP接收偏轉(zhuǎn)率（3）和橫向加速度（4）信號(hào)。由接收的信號(hào)產(chǎn)生了兩個(gè)答案a和b，根據(jù)這兩個(gè)答案，ESP即可推知是否出現(xiàn)了緊急情況及是否應(yīng)開(kāi)始工作。在車(chē)上，緊急情況有兩種表達(dá)方式：車(chē)輛處于控制不足狀態(tài)。通過(guò)內(nèi)側(cè)后制動(dòng)器的相應(yīng)動(dòng)作及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，ESP可防止脫離彎道。II.車(chē)輛處于控制過(guò)度狀態(tài)。通過(guò)外側(cè)前制動(dòng)器的相應(yīng)動(dòng)作及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，ESP可防止側(cè)滑。ESP工作原理二、ESP構(gòu)成及工作原理ESP工作原理在汽車(chē)行駛過(guò)程，轉(zhuǎn)角傳感器感知駕駛者轉(zhuǎn)彎方向和角度，車(chē)速傳感器感知車(chē)速、油門(mén)開(kāi)度和轉(zhuǎn)速力矩，剎車(chē)傳感器感知?jiǎng)x車(chē)，而擺角傳感器則感知車(chē)子的傾斜度和側(cè)傾速度。ECU了解這些信息之后，通過(guò)計(jì)算后判斷汽車(chē)要正常安全行駛和駕駛者操控汽車(chē)意圖的差距，然后由ECU發(fā)出指令，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車(chē)輪上的剎車(chē)力，從而修正汽車(chē)的過(guò)度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足，以避免汽車(chē)打滑、轉(zhuǎn)向過(guò)度、轉(zhuǎn)向不足和抱死，從而保證汽車(chē)的行駛安全。從嚴(yán)格的角度來(lái)講，ESP系統(tǒng)實(shí)際上包括ABS和TCS兩大系統(tǒng)的功能，但又不是兩者簡(jiǎn)