ASR-汽车驱动防滑控制系统.ppt
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- ASR 汽车 驱动 防滑 控制系统
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1、ASR汽车驱动防滑控制系统 在被雨淋湿的柏油路上、泥泞的土路上在被雨淋湿的柏油路上、泥泞的土路上或是在积雪道路上紧急制动时,无论新老或是在积雪道路上紧急制动时,无论新老驾驶员都会产生不同程度的畏惧感。因为驾驶员都会产生不同程度的畏惧感。因为汽车很容易发生侧滑,严重时整车会掉头汽车很容易发生侧滑,严重时整车会掉头转向。而且,如果在有车辙的雪路上行驶,转向。而且,如果在有车辙的雪路上行驶,左右轮分别行驶在雪地上和露出的地面上,左右轮分别行驶在雪地上和露出的地面上,产生剧烈转向的危险性更大。如果紧急制产生剧烈转向的危险性更大。如果紧急制动,汽车的方向就会失去控制。如果是弯动,汽车的方向就会失去控制。
2、如果是弯道,汽车则可能沿切线从路边滑出或闯入道,汽车则可能沿切线从路边滑出或闯入对面的车道。对面的车道。汽车行驶时的车轮滑动,实际指两种情况,一种是汽车在汽车行驶时的车轮滑动,实际指两种情况,一种是汽车在制动时车轮抱死而产生的车轮滑移情况制动时车轮抱死而产生的车轮滑移情况;另一种是车身不动,另一种是车身不动,车轮转动车轮转动;或者是汽车的速度低于转动车轮的轮缘速度,称为或者是汽车的速度低于转动车轮的轮缘速度,称为滑转。滑转。ABS控制前一种情况,对于后一种情况,则是通过汽车控制前一种情况,对于后一种情况,则是通过汽车驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统ASR实现对汽车的制动控制。实现对汽车的制动控
3、制。汽车起步、加速以及在平滑路面的行驶性能下降。汽车的汽车起步、加速以及在平滑路面的行驶性能下降。汽车的防滑控制系统就是当车轮出现滑转时,通过对滑转侧的车轮施防滑控制系统就是当车轮出现滑转时,通过对滑转侧的车轮施加制动力或者控制发动机的输出转矩以抑制车轮的滑转,从而加制动力或者控制发动机的输出转矩以抑制车轮的滑转,从而避免汽车牵引力与行驶稳定性的下降。因此,这种汽车驱动防避免汽车牵引力与行驶稳定性的下降。因此,这种汽车驱动防滑控制系统又被称为汽车牵引力控制系统,记为滑控制系统又被称为汽车牵引力控制系统,记为TCS(Taction Control SyStem)汽车驱动防滑控制系统汽车驱动防滑控
4、制系统ASR,是国际上,是国际上20世纪世纪80年代中期开始年代中期开始发展的新型实用汽车安全技术,是汽车防抱制动发展的新型实用汽车安全技术,是汽车防抱制动ABS技术的延伸技术的延伸和扩展。第一台汽车驱动防滑控制系统由瑞典的沃尔沃和扩展。第一台汽车驱动防滑控制系统由瑞典的沃尔沃(VOLOV)汽车公司在汽车公司在1985年试制成功,安装在沃尔沃年试制成功,安装在沃尔沃760-Turbo轿车上,轿车上,当时称为电子牵引力控制系统当时称为电子牵引力控制系统(ETO)。它通过调节燃油供给量来调。它通过调节燃油供给量来调节发动机输出转矩,从而控制驱动轮滑转率,产生最佳驱动力。节发动机输出转矩,从而控制驱
5、动轮滑转率,产生最佳驱动力。ABS/ASR,既可保证方向稳定性,又可改善牵引性。,既可保证方向稳定性,又可改善牵引性。ABS系统在汽车制动时调节控制制动压力,以获得尽可能高的减系统在汽车制动时调节控制制动压力,以获得尽可能高的减速度,使制动力接近但不超过轮胎与路面间的最大附着力,从而速度,使制动力接近但不超过轮胎与路面间的最大附着力,从而提高制动减速度并缩短制动距离。它能有效地提高制动时汽车的提高制动减速度并缩短制动距离。它能有效地提高制动时汽车的方向操纵性和行驶稳定性。方向操纵性和行驶稳定性。ASR在汽车驱动加速时发挥效用,以获得尽可能高的加速度,使在汽车驱动加速时发挥效用,以获得尽可能高的
6、加速度,使驱动轮的驱动力不超过轮胎与路面间的附着力,以防止车轮滑转,驱动轮的驱动力不超过轮胎与路面间的附着力,以防止车轮滑转,从而改善汽车的操纵稳定性及加速性能,提高车的行驶平顺性。从而改善汽车的操纵稳定性及加速性能,提高车的行驶平顺性。与与ABS不同的是不同的是ASR在整个汽车行驶过程中均起作用。在整个汽车行驶过程中均起作用。ABS及及ASR均以改善汽车行驶稳定性为前题,以控均以改善汽车行驶稳定性为前题,以控制车轮运动状态为目标。制车轮运动状态为目标。ABS是不使车轮转动角速度为是不使车轮转动角速度为零,防止车轮抱死滑移,一般在车速很低时不起作用。零,防止车轮抱死滑移,一般在车速很低时不起作
7、用。ASR是不使车轮中心平移速度即车速为零,防止车轮滑是不使车轮中心平移速度即车速为零,防止车轮滑转,一般在车速很高时转,一般在车速很高时(大于大于80-12Okm/h)不起作用。不起作用。ABS与与ASR均是以车轮的运动学参数或动力学参数为均是以车轮的运动学参数或动力学参数为控制参数的,因此两者可以密切配合。控制参数的,因此两者可以密切配合。ABS的发展己历的发展己历经了漫长的时期,而经了漫长的时期,而ASR继继ABS之后迅速发展的原因之后迅速发展的原因就在于此。当代先进的就在于此。当代先进的ABS系统,均配有系统,均配有ASR功能,功能,这就是常见的这就是常见的ABS/ASR系统。宝马、系
8、统。宝马、LS400。ASR的基本原理的基本原理 汽车在路面上行驶时,其驱动力主要取决于两个方面汽车在路面上行驶时,其驱动力主要取决于两个方面:第一是第一是发动机输出扭矩和功率,第二是路面附着系数。汽车在行驶过发动机输出扭矩和功率,第二是路面附着系数。汽车在行驶过程中,如果路面附着系数比较小,当汽车启动或加速时,很容程中,如果路面附着系数比较小,当汽车启动或加速时,很容易导致车轮超过最大附着力,多余的力矩使车轮打滑,附着力易导致车轮超过最大附着力,多余的力矩使车轮打滑,附着力明显降低,使汽车失去稳定的牵引能力和操纵性能。明显降低,使汽车失去稳定的牵引能力和操纵性能。汽车电子驱动防滑系统的基本原
9、理和汽车电子驱动防滑系统的基本原理和ABS大致相同,仍然由大致相同,仍然由传感器、控制器和执行机构组成。传感器、控制器和执行机构组成。ASR利用利用ABS的车轮速度传的车轮速度传感器,将采集到的信号传给控制器,经控制器运算处理后,得到感器,将采集到的信号传给控制器,经控制器运算处理后,得到各驱动轮的速度和加速度。各驱动轮的速度和加速度。ASR采用的控制方式主要有以下采用的控制方式主要有以下5种种:1。发动机输出转矩控制。发动机输出转矩控制 发动机输出转矩控制是最早应用的驱动防滑控制方式发动机输出转矩控制是最早应用的驱动防滑控制方式,图所图所示。在附着系数较小的路面上或车辆行驶速度较高情况下,驱
10、示。在附着系数较小的路面上或车辆行驶速度较高情况下,驱动轮发生过度打滑现象,只要适当减小发动机的输出转矩,就动轮发生过度打滑现象,只要适当减小发动机的输出转矩,就可以把传递到驱动轮上的转矩控制在一定值,以便控制驱动轮可以把传递到驱动轮上的转矩控制在一定值,以便控制驱动轮打滑的程度,有效降低滑移率。打滑的程度,有效降低滑移率。发动机对输出转矩控制有发动机对输出转矩控制有3种方式种方式:节气门开度调节、点火参数调节气门开度调节、点火参数调节和燃油供给量调节。节和燃油供给量调节。1)节气门开度调节。节气门开度调节是指在原节气门管路上再节气门开度调节。节气门开度调节是指在原节气门管路上再串联一个副节气
11、门,通过传动机构来控制其开度的大小,从而改串联一个副节气门,通过传动机构来控制其开度的大小,从而改变进气量,调节输出转矩。这种控制方式操纵稳定性较差,牵引变进气量,调节输出转矩。这种控制方式操纵稳定性较差,牵引性很差,但舒适性很好。性很差,但舒适性很好。汽油机输出转矩的调节是通过副节气门来实现的。副节气门汽油机输出转矩的调节是通过副节气门来实现的。副节气门的执行器安装在节的执行器安装在节 气门体上,气门体上,ASR的电子控制单元传送信号来的电子控制单元传送信号来控制副节气门的开启角度,从而控制进人发动机的空气量,达控制副节气门的开启角度,从而控制进人发动机的空气量,达到控制发动机输出转矩的目的
12、。到控制发动机输出转矩的目的。副节气副节气1门的执行器一般由步进电动机和传动机构组成,步进电动机根据门的执行器一般由步进电动机和传动机构组成,步进电动机根据ASR控制单元输出的脉冲信号转动规定的转角,通过传动机构带动辅助节气门控制单元输出的脉冲信号转动规定的转角,通过传动机构带动辅助节气门转动。传动机构主要通过装在壳体上的旋转轴、主动齿轮、齿扇等实现对副节转动。传动机构主要通过装在壳体上的旋转轴、主动齿轮、齿扇等实现对副节气门开度的控制,主动齿轮装在旋转轴的末端,它能带动安装在副节气门轴末气门开度的控制,主动齿轮装在旋转轴的末端,它能带动安装在副节气门轴末端的凸轮轴齿轮旋转,以此来控制副节门的
13、开启角度端的凸轮轴齿轮旋转,以此来控制副节门的开启角度.副节气门执行器不动作时,副节气门全开,如下图副节气门执行器不动作时,副节气门全开,如下图(a)所示,此所示,此时发动机输出达到最大时发动机输出达到最大;当需要适当减小输出转矩时,副节气门当需要适当减小输出转矩时,副节气门执行器使副节气门阀打开一半如图执行器使副节气门阀打开一半如图(b)所示所示);若需要大大降低输若需要大大降低输出转矩时,副节气门执行器使副节气门全闭如图出转矩时,副节气门执行器使副节气门全闭如图(c)所示。所示。(a)全开全开 (b)开一半开一半 (C)全闭全闭1.小齿轮小齿轮;2.齿扇齿扇;3.主节气门阀主节气门阀;4.
14、副节气门执行器阀副节气门执行器阀2)点火参数调节。点火参数调节是对点火提前角进行控制或对是点火参数调节。点火参数调节是对点火提前角进行控制或对是否点火进行控制。减小点火提前角,可以适度减小输出转矩。若否点火进行控制。减小点火提前角,可以适度减小输出转矩。若减小点火提前角后驱动轮打滑仍然持续加剧,则可暂时停止点火减小点火提前角后驱动轮打滑仍然持续加剧,则可暂时停止点火和供油。点火参数调节控制快捷、反应迅速和供油。点火参数调节控制快捷、反应迅速(反应时间为反应时间为30-10OmS)快,操纵稳定性较好,但舒适性较差快,操纵稳定性较好,但舒适性较差,影响汽车寿命影响汽车寿命,还还使排放恶化使排放恶化
15、.3)燃油供给量调节。减少供油和暂停供油,可以减小转矩,这燃油供给量调节。减少供油和暂停供油,可以减小转矩,这是现代驱动防滑控制系统中比较容易的控制方式。这种控制方是现代驱动防滑控制系统中比较容易的控制方式。这种控制方式通常和燃油电子控制结合在一起使用。式通常和燃油电子控制结合在一起使用。(2)差速器锁止控制差速器锁止控制 P316P316使汽车一侧车轮滑转时使汽车一侧车轮滑转时,利用差速锁使差速器不起作用利用差速锁使差速器不起作用.(3)驱动轮制动力矩控制驱动轮制动力矩控制 驱动轮制动力矩控制就是当一侧驱动轮轮速超过滑移率门限驱动轮制动力矩控制就是当一侧驱动轮轮速超过滑移率门限控制值时,对打
16、滑的驱动轮施加一制动力矩,从而降低其速度,控制值时,对打滑的驱动轮施加一制动力矩,从而降低其速度,使滑移率控制在一定范围内,如图所示。驱动轮制动力矩控制使滑移率控制在一定范围内,如图所示。驱动轮制动力矩控制的牵引性很好,但舒适性和操纵稳定性较差。的牵引性很好,但舒适性和操纵稳定性较差。(4)变速器控制变速器控制 (5)离合器控制离合器控制常采用组合方式,如发动机节气门开度调节和驱动轮制动力矩常采用组合方式,如发动机节气门开度调节和驱动轮制动力矩调节组合的控制方式。采用这种控制方式时,汽车的舒适性、调节组合的控制方式。采用这种控制方式时,汽车的舒适性、操稳性和牵引性均较好,因此被广泛应用。操稳性
17、和牵引性均较好,因此被广泛应用。驱动防滑系统是在驱动防滑系统是在ABS的基础上发展起来的,它与的基础上发展起来的,它与ABS共用共用轮速传感器、制动控制阀等,扩展了轮速传感器、制动控制阀等,扩展了ECU功能,增设了节气门执功能,增设了节气门执行器、制动执行器、电机继电器等执行机构。行器、制动执行器、电机继电器等执行机构。下面以下面以LS400轿车用的轿车用的ABS/ASR驱动控制调节系统为例,介绍驱动控制调节系统为例,介绍驱动防滑控制系统的各组成部分及其功用驱动防滑控制系统的各组成部分及其功用(通过调节节气门开度通过调节节气门开度和对驱动车轮制动和对驱动车轮制动,进行防滑转控制。进行防滑转控制
18、。ABS/ASR驱动控制调节系统驱动控制调节系统ABS/ASR电控单元电控单元(ECU):ECU是是ABS/ASR的的控制中心,它根据前后轮速控制中心,它根据前后轮速度传感器信号和节气门位置度传感器信号和节气门位置信号判断车辆行驶状况,如信号判断车辆行驶状况,如果汽车行驶正常,则不动作果汽车行驶正常,则不动作;如果发现控制参数不在控制如果发现控制参数不在控制范围内,则发出指令,使执范围内,则发出指令,使执行器动作。将控制指令传递行器动作。将控制指令传递给副节气门执行器和给副节气门执行器和ASRASR制动制动器,使控制参数控制在规定器,使控制参数控制在规定范围内。另外范围内。另外ECUECU的另
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