驅(qū)動防滑控制系統(tǒng).ppt

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0702-驅(qū)動防滑控制系統(tǒng),2,本章學(xué)習(xí)目標(biāo),掌握驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的基本原理；掌握驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的基本組成以及各部件的結(jié)構(gòu)和功能；掌握驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)與制動防抱死系統(tǒng)的異同。,3,概述,汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)亦稱ASR，即AccelerationSlipRegulation或Anti-SlipRegulation的英文縮寫。ASR的基本功能是防止汽車在加速過程中打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或在轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定性、操縱性和維持汽車的最佳驅(qū)動力以及提高汽車的平順性。ASR驅(qū)動防滑系統(tǒng)也叫牽引力控制系統(tǒng)TCS(TractionControlSystem)、TRC(TractionRegulationControl),4,概述（續(xù)）,從控制車輪和路面的滑移率來看，ASR和ABS系統(tǒng)是采用了相同的技術(shù)，但兩者所控制的車輪滑移方向是相反的?？梢夾SR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)密切相關(guān)，常將它們結(jié)合在一起使用，構(gòu)成行駛安全系統(tǒng)。這樣，它們可共用許多電子元件和可用共同的系統(tǒng)部件來控制車輪的運(yùn)動。電子控制及保護(hù)裝置都被裝在同一個殼體內(nèi)。,5,驅(qū)動防滑系統(tǒng)組成,6,ASR與ABS的相同點(diǎn),ABS和ASR都是通過控制作用于被控制車輪的力矩，而將車輪的滑動率控制在設(shè)定的理想范圍之內(nèi)，以提高車輪附著力的利用率，從而縮短汽車的制動距離或提高汽車的加速性能，改善汽車行駛的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力。ABS和ASR都要求系統(tǒng)具有快速反應(yīng)能力，以適應(yīng)車輪附著力的變化；都要求控制偏差盡可能達(dá)到最小，以免引起汽車及傳動系統(tǒng)的振動；都要求盡量減少調(diào)節(jié)過程中的能量消耗。,7,ASR與ABS的不同點(diǎn),ABS與ASR在以下幾個方面又是不同的，ABS對驅(qū)動和非驅(qū)動車輪都可進(jìn)行控制，而ASR則只對驅(qū)動車輪進(jìn)行控制；在ABS控制期間，離合器通常都處于分離狀態(tài)，發(fā)動機(jī)也處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，而在ASR控制期間，離合器則處于接合狀態(tài)，發(fā)動機(jī)的慣性會對ASR控制產(chǎn)生較大的影響；,8,ASR與ABS的不同點(diǎn)（續(xù)）,在ABS控制期間，汽車傳動系的振動較小，因而對ABS控制產(chǎn)生的影響也較小，而在ASR控制期間，很容易使傳動系統(tǒng)產(chǎn)生較大的振動，即對ASR控制產(chǎn)生的影響較大；在ABS控制期間，各車輪之間的相互影響不大，而在ASR控制期間，由于差速器的作用會使驅(qū)動車輪之間產(chǎn)生較大的相互影響；ABS只是一個反應(yīng)時間近似一定的制動控制單環(huán)系統(tǒng)，而ASR卻是由反應(yīng)時間不同的制動控制和發(fā)動機(jī)等控制組成的多環(huán)系統(tǒng)。,9,ASR共同點(diǎn),目前，各個國家在各種不同的車型上裝備的驅(qū)動防滑系統(tǒng)ASR的結(jié)構(gòu)和工作過程都不盡相同，但在以下幾個方面卻又基本相同：1)ASR可以由駕駛員通過ASR選擇開關(guān)對其是否進(jìn)入工作狀態(tài)進(jìn)行選擇，在ASR進(jìn)行防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)時，ASR工作指示燈會自動點(diǎn)亮；如果通過ASR選擇開關(guān)將ASR關(guān)閉，ASR關(guān)閉指示燈會自動點(diǎn)亮。,10,ASR共同點(diǎn)（續(xù)）,2)ASR處于關(guān)閉狀態(tài)時，副節(jié)氣門將自動處于全開位置；ASR制動壓力調(diào)節(jié)裝置也不會影響制動系統(tǒng)的正常工作。3)如果在ASR處于防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)過程中，駕駛員踩下制動踩板進(jìn)行制動時，ASR將會自動退出防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)過程，而不影響制動過程的進(jìn)行。4)ASR通常只在一定的車速范圍內(nèi)才進(jìn)行防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，而當(dāng)車速達(dá)到一定值以后(如120km/h或80km/h)，ASR將會自動退出防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)過程。,11,ASR共同點(diǎn)（續(xù)2）,5)ASR在其工作車速范圍內(nèi)通常具有不同的優(yōu)先選擇性，車速較低時以提高牽引力作為優(yōu)先選擇，此時對兩驅(qū)動車輪施加的制動力矩可以不同，即對兩后制動輪缸的制動壓力進(jìn)行分別調(diào)節(jié)。而在車速較高時，則以提高行駛方向穩(wěn)定性為優(yōu)先選擇，此時，對兩驅(qū)動車輪施加的制動力矩將是相同的，即對兩后制動輪缸的制動壓力進(jìn)行一同調(diào)節(jié)。6)ASR都具有自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)存在影響系統(tǒng)正常工作的故障時，ASR將會自動關(guān)閉，并向駕駛員發(fā)出警示信號。,12,滑移與滑轉(zhuǎn),所謂的汽車打“滑”，有兩種情況，一是汽車制動時車輪的滑移，二是汽車驅(qū)動時車輪的滑轉(zhuǎn)。ABS是防止制動時車輪抱死而滑移；ASR(TCS)則是防止驅(qū)動車輪原地不動而不停地滑轉(zhuǎn)。如果用Sb表示制動時的滑移，用Sd表示驅(qū)動時的滑轉(zhuǎn)，那么可以用下面兩個式子表述制動和驅(qū)動時的滑移率Sb和滑轉(zhuǎn)率Sd。,13,滑移與滑轉(zhuǎn)（續(xù)）,式中V－實(shí)際車速Vw－車輪滾動的圓周速度,14,滑移與滑轉(zhuǎn)（續(xù)2）,從式中可以看出，當(dāng)Vw(車輪滾動的圓周速度)為0時(即車輪已經(jīng)抱死)，而實(shí)際車速V不為0，則汽車處于完全滑移狀態(tài)；而當(dāng)實(shí)際車速V為0(即汽車原地不動)，車輪滾動的圓周速度Vw不為0時，則汽車處于完全滑轉(zhuǎn)狀態(tài)。下圖所示為滑移率和滑轉(zhuǎn)率與縱向附著系數(shù)之間的關(guān)系，圖中的縱軸表示制動時的縱向附著系數(shù)φb和驅(qū)動時的縱向附著系數(shù)φd。它們對汽車的制動力和驅(qū)動力起著支配性的作用。,15,滑移與滑轉(zhuǎn)（續(xù)3）,滑移率、滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)的關(guān)系,16,滑移與滑轉(zhuǎn)（續(xù)4）,由圖可以看出：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，附著系數(shù)均隨滑移率及滑轉(zhuǎn)率的變化而變化；③在各種路面上，當(dāng)滑移率為20％左右時附著系數(shù)達(dá)到峰值；同樣當(dāng)滑轉(zhuǎn)率為20％左右時附著系數(shù)也達(dá)到峰值；④上述趨勢，無論制動還是驅(qū)動時都幾乎完全一樣。當(dāng)然，圖中所示僅僅是總的趨勢，因?yàn)榧词乖谕宦访嫔?，還要受路面的具體狀況、輪胎的種類、氣壓和磨損程度、車速、車輪載荷及大氣溫度、輪胎的側(cè)偏角等多種因素的影響。,17,附著系數(shù),,18,ASR的控制作用,汽車在結(jié)冰路面上急加速或超車時，ASR的控制效果是很明顯的。比如開始超車時，要一面轉(zhuǎn)動方向盤一面增大油門，經(jīng)過一段不穩(wěn)定的狀態(tài)(由操縱方向盤引起的)后，追上前面的車輛，然后再加速，并返回原來的行車道。在超車過程中如果沒有ASR就會因?yàn)檐囕喛辙D(zhuǎn)而失去方向的穩(wěn)定性，因驅(qū)動力不足也會導(dǎo)致超車距離加長。在同樣的路面上，如果是裝有ASR的汽車，則沒有側(cè)滑，方向控制更加準(zhǔn)確，能在較短的距離內(nèi)超車。,19,ASR的控制作用（續(xù)）,另外，ASR一工作，儀表盤上的指示燈或蜂鳴器就有顯示，能夠提醒駕駛員注意，正在易滑路面上行駛，駕駛員可及早采取措施，防患于未然，下圖示出了在均勻的結(jié)冰路上、壓實(shí)的雪路和深雪路面上使用ASR與不用ASR裝置的驅(qū)動力的比較，下圖是在左右輪附著系數(shù)φ不同的路面上，使用ASR和不用ASR裝置的汽車加速性比較的結(jié)果，在易滑路面上兩者有明顯的差別，不裝ASR的汽車幾乎無法行駛。,20,ASR的控制作用（續(xù)2）,采用冬季輪胎、不同路面驅(qū)動力比較,21,ASR的控制作用（續(xù)3）,采用夏季和冬季輪胎、不同路面汽車加速性的比較,22,滑轉(zhuǎn)率的控制范圍,當(dāng)汽車起步時，如果掛上一擋，離合器接合，盡管驅(qū)動輪不停地轉(zhuǎn)動，汽車卻原地不動，這就是通常所說的驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)。由滑轉(zhuǎn)率計算式可知，此時由于驅(qū)動輪在轉(zhuǎn)動，因此車輪滾動的圓周速度Vw不為0，而車身不動即V為0，故此時的滑轉(zhuǎn)率Sd：100％，即車輪處于純空轉(zhuǎn)狀態(tài)。從圖中可知，此時與制動時相同，當(dāng)Sd=100％時，驅(qū)動時的縱向附著系數(shù)φd最低，所以，此時所能產(chǎn)生的驅(qū)動力也最低。,23,滑轉(zhuǎn)率的控制范圍（續(xù)）,較為理想的滑轉(zhuǎn)率,24,驅(qū)動防滑的控制,為了避免上述起步車輪空轉(zhuǎn)打滑的現(xiàn)象，有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員都會盡量使發(fā)動機(jī)保持低速運(yùn)轉(zhuǎn)并緩緩松開離合器踏板，以免作用于驅(qū)動輪上的驅(qū)動力過大。這就是說：造成車輪空轉(zhuǎn)打滑(即滑轉(zhuǎn))的原因是作用于車輪的驅(qū)動力(扭矩)大于驅(qū)動輪與路面的附著力。因此，與防止制動時滑移正好相反，防止驅(qū)動時車輪滑轉(zhuǎn)的方法是適當(dāng)?shù)乜刂乞?qū)動力，即在適當(dāng)?shù)臅r候減小驅(qū)動力，以防止驅(qū)動力超過輪胎和路面的附著力而導(dǎo)致車輪滑轉(zhuǎn)——這就是ASR的作用。也就是說，一般通過汽車防滑控制系統(tǒng)(ASR)將滑轉(zhuǎn)率Sd控制在10％～30％范圍之內(nèi)，其防滑效果較為理想。,25,驅(qū)動防滑控制的種類,汽車驅(qū)動防滑的控制方式有：發(fā)動機(jī)扭矩控制，驅(qū)動車輪制動控制、防滑差速鎖(LSD)控制、發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間的扭矩控制以及綜合控制五種：,26,發(fā)動機(jī)扭矩方式,汽油機(jī)可根據(jù)燃料噴射量、點(diǎn)火時間、節(jié)氣門開度來調(diào)整發(fā)動機(jī)輸出扭矩。在這些參數(shù)中，從加速圓滑和燃燒完全的角度來看，調(diào)整節(jié)氣門為最好，但調(diào)整時節(jié)氣門反應(yīng)速度較慢。調(diào)整點(diǎn)火時間和燃料噴射量反應(yīng)速度較快，能補(bǔ)償調(diào)整節(jié)氣門的不足。延遲點(diǎn)火時間能夠減少發(fā)動機(jī)扭矩，但控制不好易造成失火，燃料無法燃燒，增加了排氣凈化裝置中催化劑的負(fù)擔(dān)。如果只減少燃料噴射量，因受燃燒室內(nèi)廢氣的影響會使燃燒過程延遲。當(dāng)然柴油機(jī)只控制噴射量就可得到理想的反應(yīng)速度。,27,驅(qū)動輪制動控制方式,這種方法是對發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪直接加以制動，反應(yīng)時間最短。為使制動過程平穩(wěn)，應(yīng)緩慢升高制動壓力。采用制動控制方式的ASR的液壓系統(tǒng)可分為兩大類。一類是ASR與ABS的整體結(jié)構(gòu)。在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調(diào)節(jié)器，從而增加了驅(qū)動控制功能。另一類是在ABS的液壓裝置和輪缸之間增加ASR的液壓裝置，即為可變?nèi)莘e式。普遍認(rèn)為今后發(fā)展的主流是成本較低的ABS/ASR整體結(jié)構(gòu)。,28,驅(qū)動輪制動控制方式（續(xù)）,如果車輛已有一個液壓系統(tǒng)，而且可接入ASR，那么滑閥結(jié)構(gòu)的安裝成本就會降低。對于小功率前輪驅(qū)動汽車，除了液壓制動外，還可考慮采用電制動。,29,防滑差速鎖,防滑差速鎖(LSD－Limited-Slip-Differential)控制為了讓ASR在最佳狀態(tài)下工作，希望各車輪獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。安裝差速器鎖止裝置或中心傳動鎖止裝置不利于ASR實(shí)現(xiàn)最佳控制。LSD能對差速器鎖止裝置進(jìn)行控制，使鎖止范圍從0％變化到100％，因此有利于ABS的控制。,觀看錄像,30,后輪驅(qū)動差速器工作原理（視頻）,31,前輪驅(qū)動差速器作用和原理（視頻）,32,控制發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間的扭矩,這種控制方法包括控制傳動比和離合器，它能在很多情況下幫助駕駛員控制車輪滑轉(zhuǎn)。,33,綜合控制法,具有差速鎖的控制稱為“附差性控制”，涉及改變發(fā)動機(jī)扭矩的控制方法稱為“稱定性控制”。以上兩種方法的任何綜合，原則上都能提供兩種方法的綜合作用。常用的汽車驅(qū)動防滑控制方式是發(fā)動機(jī)扭矩的控制和防滑差速鎖(LSD)控制兩種。,34,ABS/ASR系統(tǒng)電路圖,ABS/ASR系統(tǒng)電路圖,