现代汽车新技术第二章驱动防滑系统

发动机对输出转矩控制有3种方式:节气门开度调节、点 火正时控制和燃油供给量控制。
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。
1、调节发动机转矩 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30-100mS)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。
防滑转控制系统的结构特点:
ASR和ABS都是由液压控制系统和电子控制系统两个子系统组成，并组合在一 起。该系统不仅能够实现ABS功能，而且能够实现ASR功能。
图3
丰田汽车的ABS/ASR的组成
防滑转控制系统的结构特点:
在控制驱动轮的制动力时，将ASR与ABS结合在—起是控制驱动轮制动力的最佳方 案。这是因为对于前驱动汽车，考虑到舒适性和操纵稳定性，对ASR和ABS制动压 力的建立速度有不同要求。一般说来，ASR制动压力的建立速度比ABS制动压力的 建立速度要慢。驱动轮的制动力可直接使用ABS的液压系统进行控制，只需在ABS 的液压控制系统中增设一些ASR液压调节装置即可。 防滑转液压控制系统是在防抱死制动系统的基础上，增设液压调节器(即ASR执行 器)、ASR液压泵和蓄压器等构成。
防滑转电子控制系统控制部件主要由轮速传感器、防滑转电控单元(ASRECU)，发 动机副节气门位置传感器及其控制步进电机、ASR液压调节器、各种控制开关、继 电器和指示灯等组成。4只轮速传感器为ABS和ASR公用，ABSECU与ASRECU组 合为一体，称为ABS/ASR ECU、在ABS基础上，增设了ASR执行器、发动机副节 气门控制步进电机以及ASR控制开关和显示灯等。其中，副节气门控制步进电机和 ASR液压调节器是电子控制系统的执行元件。
现代汽车新技术
2.4 驱动防滑系统 2.5 混合动力汽车的传功技术

概述 驱动防滑系统的理论基础 驱动防滑系统的控制方式 防滑转控制系统的控制过程
概述
制动防抱死系统 （antilock braking system, ABS） 驱动防滑系统 （acceleration slip regulation, ASR）
防滑转控制系统控制部件安装位置:

概述 串联式HEV动力传动系统 并联式HEV动力传动系统 混联式HEV动力传动系统
概述
传统内燃机(ICE)车辆提供了良好的运行性能，石油燃 料可实现远距离的行驶里程。但有不良的燃油经济性和 污染环境的缺点。 配备蓄电池的电动汽车（EV）具有一些优于传统ICE车 辆的优点:高能量效率和零环境污染。但蓄电池组较低的 能量容量使EV性能远不能与ICE车辆性能相竞争。
5、采用电控悬架实现车轮载荷分配：
在各驱动轮的附着条件不一致时， 可以通过电控悬架的主动调整使 载荷较多的分配在附着条件较好 的驱动轮上，使各驱动轮附着力 的总和有所增大，从而有利于增 大汽车的牵引力，提高汽车的起 步加速性能；也可以通过悬架的 主动调整使载荷较多的分配在附 着条件较差的驱动轮上，使各驱 动车轮的附着力差异减少，从而 有利于各驱动车轮之间牵引力的 平衡，提高汽车的行驶方向的稳 定性。
2. 驱动防滑系统的功能： 使汽车能够自动地将车轮控制在纵向和横向附着系数都比较大 的滑动率范围内（一般为15%-20%），使汽车获得较大的 纵向和横向附着力。（S=17%时，纵向附着力最大）
ASR的控制方法：
调节发动机转矩 驱动轮制动调节 差速器锁止控制 离合器或变速器控制
1、调节发动机转矩
调节作用在离合片上的油液压力，即
可调节差速器的锁止程度。油压逐渐 降低时，差速器锁止程度逐渐减小， 传递给驱动轮的驱动力就逐渐减小； 反之油压升高时，驱动力将逐渐增大。
4、离合器或变速器控制：
离合器是汽车传动系统中 直接与发动机相连接的部 件，它的其中一个功用就 是限制传动系统所承受的 最大转矩，防止传动系统 过载。离合器控制是指当 发现汽车驱动轮发生过度 滑转时，减弱离合器的结 合程度，使离合器主、从 动盘出现部分相对滑转， 从而减小传递到半轴的发 动机输出转矩
驱动防滑系统的理论基础
滑动率与纵向附着系数的关系由上图可以看出：
（1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化； （2）在各种路面上， S=20%左右时，附着系数达到峰值； （3）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。 （4）汽车滑转率与附着系数的关系和滑移率与附着系数的关系基本相同。 但是滑转率所指的只是针对驱动轮胎。对其他的非驱动轮胎不适用。 （5）图中制动时的滑转率就是滑移率。
2、驱动轮制动调节：
如图所示，高附着系数路面上
驱动轮的驱动力为Fh，低附着 系数路面上驱动轮的驱动力为 Fl.根据差速器转矩等量分配 特性，汽车驱动力只取决于低 附着系数路面上的驱动力Fl， 此时，汽车的最大驱动力 Fmax=2Fl. 为了阻止低附着系数路面上行 驶的驱动轮滑转，对其施加一 个制动力Fb，这样便可以获得 更大的驱动力。此时，汽车的 最大驱动力 Fmax=Fh+Fl=2Fl+Fb
4、离合器或变速器控制：
变速器的一个功用就是能够改 变传动比，扩大驱动轮转矩和 转速的变化范围，以适应经常 变化的行驶条件，如起步，加 速，上坡等，同时使发动机在 有利的工况下工作。在ASR系 统中变速器控制是通过改变传 动比来改变传递到驱动轮的 驱动转矩，以减小驱动轮滑转 程度的一种驱动防滑控制。由 于离合器和变速器控制响应较 慢，变化突然，所以一般不作 为单独的控制形式，而且由于 压力和磨损等问题，使其应用 也受到很大限制。
S 驱 =(wr—v)/wr×100%
a、当v=wr时
S驱
=0
车轮做纯滚动（最佳）
b、当v=0时
c、当v〈纯滑转（应防止）
车轮边滚边滑转，行驶中既滚动又滑动
0〈 S 驱 〈100%
驱动防滑系统的理论基础
车轮滑动率对附着系数的影响：
车轮滑动率的大小对车轮与 地面附着系数有很大的影响。 右面给出了在不同路面上弹 性轮胎与路面间的附着系数 和滑动率S的一般性关系：
3、差速器锁止控制:
普通的开式差速器左右轮输出 相同的转矩，在路面两侧附着 系数相差很大时，高μ一侧驱动 轮的驱动力得不到充分发挥， 限制了车辆的牵引性。锁定差 速器和黏性耦合差速器虽然提 高了车辆的牵引性，但损害了 车辆的稳定性。防滑差速器可 以根据路面条件在一定程度上 锁止，使左右驱动轮的输出转 矩根据锁定比和路面情况而不 同。该控制方式只适合后轮驱 动车，较驱动轮驱动力矩控制 成本要高。
汽车防滑控制系统
概述
ASR的作用
汽车驱动防滑控制(acceleration slip regulation)系统(简 称ASR)，又称为牵引力控制系统(Traction Control System, 简称TCS) 。 汽车车轮打“滑”有两种情况： 一是汽车制动时车轮抱死滑移，二是汽车驱动时车轮滑转。 ABS是防止车轮在制动时抱死而滑移，ASR则是防止驱动车轮原 地不动的滑转。 ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保持方向稳定性和操纵性 并能缩短制动距离的装置。 ASR的作用是防止汽车加速过程中的打滑，特别防止汽车在非 对称路面或在转弯时驱动轮的空转，保持方向稳定性、操纵性， 维持最大驱动力的装置。
2、驱动轮制动调节：
当驱动轮出现打滑时，直接向该轮上施加 制动力矩，使车轮转速将至最佳的滑动率 范围内，由于制动压力直接施加到打滑的 车轮上，因此，这种方法的响应时间是最 短的。它可与发动机转矩控制联合使用， 当汽车在附着系数分离的路面上行驶时， 通过对处于低附着系数路面上的驱动轮施 加一定的制动力矩，使高附着系数路面上 的驱动轮产生更大的驱动力矩，从而提高 汽车的总驱动力。这种方法需要对制动时 间进行限制以免制动器过热。此外，如果 汽车出于附着系数分离路面上时，只对打 滑驱动轮施加制动，可能导致两侧驱动轮 驱动力相差较大，产生一个横摆力矩，在 车辆高速行驶时，这种情况对车辆稳定性 不利，因此这种方法适用于车速较低的工 况。
防滑转控制系统的控制过程:
3. 驱动轮滑转时，在汽车起步、加速和行驶过程中，ECU根据轮速传感器输入的 信号，判定驱动轮的滑移率超过门限值时，就进入驱动防滑转控制过程。ECU首 先使控制副节气门的步进电动机通电运转，减小节气门的开度来减小进入发动机 的进气量，使发动机的输出转矩减小。当ECU判定需要对驱动车轮进行制动介入 时，就将TRC隔离电磁阀总成中的三个隔离电磁阀通电，使制动总泵隔离电磁阀 处于关闭状态，使蓄能器隔离电磁阀和储液器隔离电磁阀处于流通状态。此时，
概述
ABS/ASR装置简图
驱动防滑系统的理论基础
人-车-路系统中，影响车辆行驶状态的基本因素：车轮与路面之间 的作用力。该作用力是由车辆行驶方向的纵向作用力和垂直于车辆行驶方
向的水平横向作用力组成。
人对车辆的控制的实质是：控制车轮与路面之间的作用力。而该作
用力又受车轮与路面间的附着系数的限制。车辆纵向驱动力受纵向附着系数 限制，抵抗外界横向力是受横向附着系数限制。
Fδ =G·φ
在忽略车轮垂直载荷的变化时，附着力就只取决于附着系数，而附着系数主要 取决于道路状况（道路种类、干湿程度等）、车轮状况（车轮的类型、 气压、新旧程度等）以及车轮相对于地面的运动状态。
驱动防滑系统的理论基础
1. 车轮滑动率对附着系数的影响：
滑转即车轮存在原地打转的情况。
滑转率
S驱
来表征即