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，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。如果紧急制动，汽车的方向就会失去控制。如果是弯道，汽车则可能沿切线从路边滑出或闯入对面的车道。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，车轮转动;或者是汽车的速度低于转动车轮的轮缘速度，称为滑转。ABS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ASR实现对汽车的制动控制。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，这种汽车驱动防滑控制系统又被称为汽车牵引力控制系统，记为TCS(TactionControlSyStem)汽车驱动防滑控制系统ASR，是国际上20世纪80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ABS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(VOLOV)汽车公司在1985年试制成功，安装在沃尔沃760-Turbo轿车上，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。ABS/ASR，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。与ABS不同的是ASR在整个汽车行驶过程中均起作用。ABS及ASR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。ABS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。ASR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(大于80-12Okm/h)不起作用。ABS与ASR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。ABS的发展己历经了漫长的时期，而ASR继ABS之后迅速发展的原因就在于此。当代先进的ABS系统，均配有ASR功能，这就是常见的ABS/ASR系统。宝马、LS400。ASR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: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理和ABS大致相同，仍然由传感器、控制器和执行机构组成。ASR利用ABS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，得到各驱动轮的速度和加速度。ASR采用的控制方式主要有以下5种:1。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,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，以便控制驱动轮打滑的程度，有效降低滑移率。发动机对输出转矩控制有3种方式:节气门开度调节、点火参数调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。副节气门的执行器安装在节气门体上，ASR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，达到控制发动机输出转矩的目的。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(a)所示，此时发动机输出达到最大;当需要适当减小输出转矩时，副节气门执行器使副节气门阀打开一半如图(b)所示);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(c)所示。(a)全开(b)开一半(C)全闭1.小齿轮;2.齿扇;3.主节气门阀;4.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，则可暂时停止点火和供油。点火参数调节控制快捷、反应迅速(反应时间为30-10OmS)快，操纵稳定性较好，但舒适性较差,影响汽车寿命,还使排放恶化.3)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)差速器锁止控制汽车构造P316使汽车一侧车轮滑转时,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就是当一侧驱动轮轮速超过滑移率门限控制值时，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的牵引性很好，但舒适性和操纵稳定性较差。(4)变速器控制(5)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。驱动防滑系统是在ABS的基础上发展起来的，它与ABS共用轮速传感器、制动控制阀等，扩展了ECU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。下面以LS400轿车用的ABS/ASR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(通过调节节气门开度和对驱动车轮制动,进行防滑转控制。ABS/ASR驱动控制调节系统ABS/ASR电控单元(ECU):ECU是ABS/ASR的控制中心，它根据前后轮速度传感器信号和节气门位置信号判断车辆行驶状况，如果汽车行驶正常，则不动作;如果发现控制参数不在控制范围内，则发出指令，使执行器动作。将控制指令传递给副节气门执行器和ASR制动器，使控制参数控制在规定范围内。另外ECU的另一功能是对故障进行报警或对故障码进行存储和显示整个系统由ABS制动执行器和ASR制动执行器两部分组成。当ASR不起作用时，所有ASR制动执行器的电磁阀处于断开状态，但不影响ABS的正常工作。如果在汽车制动时，出现车轮抱死现象，则ABS起作用，通过制动主缸切断电磁阀和ABS执行器的三位电磁阀对车轮制动压力进行调节。LS400当车轮出现滑转时，ABS与ASR执行器同时起作用，ABS执行器的三位电磁阀处于加压状态，ASR执行器中的制动主缸切断电磁阀接通，阀关闭，蓄压器切断电磁阀接通，阀处于打开状态，这样在蓄压器中被加压的制动液通过蓄压器切断电磁阀和ABS执行器的三位电磁阀将压力油送人制动轮缸，增大制动压力。当需要保持车轮的制动压力时，ASR执行器正常工作，ABS与ASR电子控制单元将ABS执行器的三位电磁阀开关处于压力保持状态，控制蓄压器中高压制动液液的释出，实现驱动车轮制动压力保持不变。当需要减小驱动车轮的制动压力时，ASR执行器正常工作，ABS与ASR电子控制单元将ABS执行器的三位电磁阀开关处于减压状态，车轮制动轮缸中的液压通过ABS执行器中的三位电磁阀和储液器切断电磁阀流回制动主缸或蓄能器器中，使制动液压降低。如果需要对左右驱动车轮的制动压力实施不同的控制时，ABS与ASR电子控制单元可以分别对各轮对应的ABS电磁阀实施不同的控制.如果在驱动过程中ABS/ASR电子控制单元根据轮速传感器输入的车轮转速信号判定驱动车轮的滑转率超过控制门限值时，ABS/ASR防滑控制系统就进人驱动防滑控制过程,ABS/ASR电子控制单元将使副节气门控制步进电机通电转动，将副节气门的开度减小，减少进入发动机的进气量，使发动机的输出转矩减小。ABS/ASR电子控制单元判定需要对驱动车轮进行制动控制时，将使ASR切断电磁阀总成中的三个切断电磁阀通电，使制动主缸切断电磁阀处于断流状态，而使蓄压器切断电磁阀和储液器切断电磁阀处于通流状态，蓄压器中具有压力的制动液就会进人后制动轮缸，后制动轮缸的制动压力随之增大。在驱动防滑转制动控制过程中，ARS/ASR电子控制单元可以像制动防抱死控制一样通过独立地控制两个后三位电磁阀的通过电流，对两个后制动轮缸的制动压力进行增大、保持和减小调节。ASR切断电磁阀总成如下图通过管路与制动主缸、制动压力调节装置和ASR制动供能总成相连。主要由制动主缸切断电磁阀、蓄压器切断电磁阀和储液器切断电磁阀组成.在末进行驱动防滑转制动控制时，三个切断电磁阀均不通电，制动主缸切断电磁阀处于通流状态，将制动主缸至制动压力调节装置中后调压电磁阀的制动液通路沟通，蓄能器切断电磁阀处于断流状态，将ASR制动供能总成至制动压力调节装置申后调压电磁阀的制动液通路封闭，储液器切断电磁阀也处于断流状态，将制动压力调节装置中后调压电磁阀至储液器的制动液通路封闭.ASR制动供能总成如图所示，通过管路与制动主缸储液器和ASR切断电磁阀总成相连。ASR制动供能总成主要由电动供液泵和蓄压器组成，电动供液泵将制动液自储液室泵入蓄压器中，使蓄压器中制动液的压力保持在一定范围之内，作为驱动防滑转制动控制时的制动能源。丰田ABS/ASR防滑控制系统为了在驱动防滑转控制过程中对发动机的输出转矩进行调节，在发动机节气门体上由加速踏板控制的主节气门的上方设置一个由步进电动机控制的副节气门。在步进电动机未通电时，副节气门将处于全开位置，此时发动机的进气量由驾驶员通过加速踏板操纵主节气门进行控制。在节气门体上设置两个分别感测主、副节气门开度的节气门开度传感器，测得的信号输人发动机和变速器电子控制单元。发动机和变速器电子控制单元又将节气门的开度信号输入ABS/ASR电子控制单元。作业:叙述LS400ABS/ASR系统的结构和工作原理.汽车平台为何物？简单说，就是在开发过程中用一个平台（也就是相同的底盘和车身结构）可以同时承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。平台战略是当前在产品开发中，最流行、最科学、最节省人力、效率最高的一个开发战略。目前，所有大企业，在品牌上都是独立的，不断地保持和发扬。而看不见的一些零部件的联合，能大力地推进零部件层面的综合效应。这样看得见的不断变化，看不见的联合使用，使企业的产品成本更低，产品的质量更好，不断采用新技术使企业产品推出速度更快，不断增强企业的竞争能力。简单说，汽车的平台就是在开发过程中用差不多的底盘和车身结构，可以同时承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。世界上第一个轿车平台在德国大众诞生，通过平台战略的实施，大众公司整合了产品系列，大大降低了成本，同时提高了产品的竞争力，加快了新产品推出的速度，使德国大众取得了巨大的成功。上世纪90年代，平台战略在世界各主要汽车跨国公司中兴起大大增强了跨国公司的竞争实力，进一步拉开了大企业与小企业之间的距离。平台的产生，不仅推进了汽车制造领域的技术革命，对研发、对产品的供应链和服务链都产生了革命性的影响，同时为实现世界范围的兼并重组奠定了坚实的基础。现在经常能听到某某车与某某车是同平台生产的，比如大众集团著名的PQ34平台，此平台生产了高尔夫，宝来，甲壳虫，斯柯达欧