4驱动防滑转系统.ppt

1、汽车新技术基础 下篇,1,4驱动防滑转技术,概述 ASR的基本理论 ASR的控制方式 ASR的工作原理 ASR的结构组成,汽车新技术基础 下篇,2,第一节 概述,驱动防滑转系统（Anti Slip Regulation System，ASR），也称汽车牵引力控制系统（Traction Control System，TRC）。 其功用是：在车轮开始滑转时，通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，提高车辆的通过性，改善汽车的方向操纵性和行驶稳定性。,汽车新技术基础 下篇,3,ABS与ASR的比较,ABS和A

2、SR都是用来控制车轮相对地面的滑动，以提高车轮与地面之间的附着力。 ABS是控制汽车制动时车轮的滑移，主要是用来提高汽车的制动效能和制动时的方向稳定性。 ASR是控制汽车行驶时驱动车轮的滑转，用于提高汽车起步、加速及在滑溜路面行驶时的牵引力和确保行驶稳定性。,汽车新技术基础 下篇,4,第二节 ASR的基本理论,滑转当车轮转动而车身不动或是车速低于车轮轮缘的速度时，轮胎与地面之间发生相对滑动的现象。 只有驱动车轮才会产生滑转 所有车轮都可能产生滑移,汽车新技术基础 下篇,5,滑转率,式中：sz驱动轮滑转率，； vq驱动轮轮缘速度，km/h； v汽车车身速度，km/h，实际应用时常以非驱动轮轮缘速

3、度代替。 当v0，vq0时，sz 100%，车轮处于完全滑转状态； 当vqv时，sz0，车轮处于纯滚动状态； 当vqv时，0sz100，车轮既滚动又滑动。滑转率越大，车轮滑转程度越大。,汽车新技术基础 下篇,6,第三节 ASR的控制方式,驱动防滑转系统的控制方式主要有： 1、发动机输出转矩控制 2、驱动轮制动力控制 3、差速器锁止程度控制 4、变速器控制 5、离合器控制,汽车新技术基础 下篇,7,1、发动机输出转矩控制,通过调节发动机输出的转矩来调节驱动轮的驱动力，以实现防滑转控制。 调节节气门开度 调节燃油供给量 调节点火参数,汽车新技术基础 下篇,8,2、驱动轮制动力控制,驱动轮制动力控制

4、实际上是利用差速器的差速作用（效能）来获得较大的驱动力。,汽车新技术基础 下篇,9,3、差速器锁止程度控制,通过调节防滑转差速器的锁止程度，即可调节传递给驱动轮的驱动力，因此汽车具有较好的稳定性和操纵性。,防滑转差速器是一种由电子控制器控制的可锁止差速器，其控制原理如右图所示。,汽车新技术基础 下篇,10,4、变速器控制,变速器控制是通过改变传动比来改变传递到驱动轮上的驱动转矩。 变速器控制反应慢、有突变，因此稳定性和牵引性较好，舒适性很差，通常与其它控制方式联合使用。,汽车新技术基础 下篇,11,5、离合器控制,离合器控制是当驱动轮打滑时，通过操纵机构减弱离合器的结合程度，使离合器主从动盘出

5、现相对滑转，从而减小传递到驱动轮的驱动转矩，对滑移率进行控制。 离合器控制与变速器控制的特点差不多，一般不作为单独控制方式使用。,汽车新技术基础 下篇,12,第四节 ASR的工作原理,轮速传感器,电控单元,执行装置,汽车新技术基础 下篇,13,第五节 ASR的结构组成,汽车新技术基础 下篇,14,汽车新技术基础 下篇,15,电控单元,ASR的电控单元,ASR/ABS的电控单元,汽车新技术基础 下篇,16,传感器,ASR系统的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。 轮速传感器与ABS系统共用，而节气门位置传感器与发动机电控系统共用。 ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，关闭ASR选择开

6、关，可停止ASR系统的作用。,汽车新技术基础 下篇,17,执行机构,（1）ASR制动压力调节器 制动压力调节器执行ASR电控单元的指令，对滑转车轮施加制动力并控制制动力的大小，以使滑转车轮的滑转率在控制目标范围之内。 单独方式的ASR制动压力调节器 组合方式的ASR制动压力调节器 （2）节气门驱动装置 步进电机根据ASR电控单元输出的控制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。,汽车ABS/ASR防滑控制系统,ASR是ABS的自然延伸。二者在技术上比较接近，部分软、硬件可以共用。 1、ABS所用的传感器和压力调节器均可为ASR所利用； 2、ABS的电子控制装置只需要在功能上进行

7、相应的扩展即可用于ASR装置。 3、在ABS的基础上，只需添加ASR电磁阀，即可对过分滑转的车轮实施制动。 通常把二者有机地结合起来，形成汽车ABS/ASR防滑控制系统,ABS/ASR控制技术的提高,目前以逻辑门限值控制为主。 缺点：逻辑复杂，所有的门限值需要大量的实验来确定，调试起来很困难；而且通用性比较差，需要对不同的车型重新开发。 改进：1、采用优化控制理论，可实现伺服控制和高精度控制。将智能控制技术如模糊控制、神经网络控制技术应用到ABS/ASR系统中，可以提高系统的自适应性和可靠性。 2、相对于目前的基于滑移率的控制算法，基于路面附着系数的控制算法容易实现连续控制，能适应各种路面变化

8、，控制滑移率在最佳滑移率附近 3、通过先进的测试手段,2. 电子制动力分配系统(EBD),EBD (electronic brakeforce distribution)的工作原理是用高速计算机在汽车制动的瞬间,利用传感器分别对4只轮胎附着的不同地面进行感应、计算,得出不同的摩擦力数值,进而控制4只轮胎的制动装置以不同的方式和力量实施制动,并在运动中快速调整,使制动力与摩擦力相匹配,从而保证车辆的平稳、安全。EBD通常是ABS的附加装置。配备EBD的ABS各车轮由于有最理想的制动力分配,可进一步缩短汽车紧急制动时的制动距离。,电子制动力分配系统(EBD),虽然ABS能够保证后轮的稳定性,但是A

9、BS作用时的舒适性差。而EBD只采用滑移率,不采用车轮减速度来检测车轮的抱死趋势,相对ABS来说,EBD的滑移率门槛值更低一些,制动压力调节的升压及降压梯度明显较低。由于电磁阀工作少,液压泵不工作,因而噪声小,制动舒适性好,故有“高舒适性的后桥ABS”之称。,ABS/ASR/EBD系统,ABS/ASR/EBD集成系统，可以明显改善并提高ABS的功效。EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出4个轮胎由于附着力不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，以保证车辆的平稳和安全。当紧急制动车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之

10、前就已经平衡了每一个轮胎的有效地面附着力，可以防止甩尾和侧移，并缩短汽车制动距离,3. 电子稳定控制系统(ESP),ESP (electronic stability program)的作用。 用于自动控制车辆转弯过程的寻迹稳定性,在紧急闪避障碍物或在转弯时出现转向不足、转向过度进而使车身侧倾角度过大、车尾偏摆力矩超过某一程度、车体的行进方向与转向盘所转过的角度差距达到了某一程度时,将车辆行驶方向快速修正到原行驶路径上。 ESP通常是电子制动力分配系统EBD中的一个自动控制程序 通过对各有关传感器电信号的计算、分析来监控车辆的行驶状况。可向ABS、ASR或EBD等输出指令,通过对有关车轮的制动

11、和制动力大小的控制,使行驶车辆自动保持动态平衡。,电子稳定控制系统(ESP),ESP的工作原理 1、当ESP发现车辆转弯过程中出现转向过度时,ESP会降低发动机的输出功率,并执行前面外车轮的制动作用,来产生一向外的力量,使车身行驶的方向恢复到正常的轨迹; 2、ESP发现车辆在转弯过程中出现转向不足时,除了会降低发动机动力输出外,还会对后面两个车轮根据转向不足的程度施加不同的制动力,从而使汽车在转弯过程中有较好的稳定性。,电子稳定控制系统(ESP),ESP是当前汽车安全水准的最高形式,它是针对各种较差路况,低附着路面,高速弯道行驶等状态下研发的一种车辆主动安全稳定控制系统,能大大提高汽车的行驶安

12、全性和操纵稳定性,从而显著减少因外界各种恶劣路况及驾驶员失误等所造成的重大损失。,ABS/ASR/ESP综合控制系统,ABS/ASR/ESP综合控制系统，可解除汽车制动、起步和转向时对驾驶员的高 要 求 。 ESP又 称 汽 车 动 态 控 制VDC（Vehicle Dynamics control）。 ESP在吸收ABS/ASR优点的基础上，添加转向传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器和横摆角速度传感器等传感器，具有自动对制动力和汽车行驶方向进行修正、补偿的功能。ESP通过对各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，使ABS/ASR自动地向一个或多个车轮施加制动力，将车辆保持在驾驶者所选定的车

13、道内，来帮助车辆维持动态平衡。因此，可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。,4. 汽车制动辅助系统BAS,BAS（Breaking Assistant System），制动辅助系统。 又名EBA (Emergency Brake Assist)电子紧急制动辅助装置。 通过研究发现，驾驶员在紧急情况下都可以反应很快地脚踩制动踏板，但实施制动的过程有所不同，有的过于犹豫，而有的却制动不足，这样极易导致事故的发生。为了降低事故的发生率，可以引入电子技术来辅助完成制动，它能够根据驾驶员踩下制动踏板的速度判断出情况的紧急程度，并自动增加制动压力，使制动过程及时

14、起效，同时确保车轮不会发生抱死现象。,5. 线制动系统BBW,BBW（Break-by-Wire）是制动控制系统的一个发展方向。 1、BBW 将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由电制动取代，电能作为能量来源。 2、制动装置结构简捷。 3、 BBW制动反应时间缩短，极大地提高了汽车的制动安全性，并为将来的智能汽车控制提供条件。 4、电子控制系统中相应程序，操纵电控元件来控制制动力的大小及各轴制动力分配，可完全实现ABS及ASR功能。,线制动系统BBW,BBW是一种全新的制动理念，但有一些问题需要解决： 1、目前车辆的电源系统无法提供如此大的能量，需采用高品质的42V电源； 2、因为不存

15、在独立的主动备用制动系统，因此需要一个备用系统保证制动安全；（可否用常制动系统保证安全） 3、车辆在运行过程中如何消除干扰信号造成的影响。,6. 电 子 制 动 系 统 EBS,是对汽车及挂车制动系统稳定性提高，发展起来的一套综合电子控制系统。包含ABS/ASR的基本功能外，还具有以下特点： 1、EBS优化了各车轮间、主车与挂车或半挂车间的制动力分配。会在任何状态下监控到主车与挂车的不兼容性，自动调整主车与挂车之间的制动力分配，满足主车和挂车制动协调性的要求，改善车辆的安全性。 2、前后桥衬片磨损协调，总磨损量达到最小，所有衬片更换间隔一致，缩短了维修时间，降低运行成本。同时，制动力的协调还可

16、以增加制动舒适性。,电 子 制 动 系 统 EBS,3、EBS通过制动管理系统将辅助制动和行车制动统一管理。它确保在每一次制动时，实现无磨损制动（缓速器、发动机制动承担大部分的制动工作，因此可以使行车制动器的温度保持在一个最低的水平，制动衬片的磨损降低）。 4、改善了ABS/ASR的功能，改善了制动响应时间和车辆的制动反应，缩短了制动距离，改善制动稳定性。 5、EBS具有完善的诊断和自检测功能，可提供关于制动系统的即时信息，任何故障都可以被系统监测到，并准确显示以提示维修。,7. 电子液压制动系统(EHB),EHB (electronic hydraulic brake),也称为电子感应制动控

17、制系统SBC (sense-tronic brake control)。 是一个全新的制动助力机构。该机构用一个电子式制动踏板替代了传统的液压制动踏板,取消了体积庞大的真空制动助力器。这种集成电子踏板传感器能精确地感知驾驶人员控制制动踏板的轻重缓急,并将其转换为电信号传递给电子控制单元,高压液压控制单元则会根据不同的驾驶工况自动调节车轮的制动压力。这一系统缩短了制动反应时间,也避免了因液压机械制动系统反作用力引起震动而使驾驶员不自觉地减小制动力带来的危险。,8. 车辆动力学稳定性控制系统(VDSC),VDSC (vehicle dynamics stability control),是以ABS

18、和ASR为基础发展起来的一种新型控制技术。车辆动力学稳定性是指车辆行驶中的方向稳定性和抵抗外界侧向力干扰的能力,VDSC是利用车辆运动状态变量反馈来调节车轮纵向力的大小及分配,控制车辆的横摆运动,使车辆在湿滑或者高速行驶条件下获得良好的操纵性和稳定性的新型主动安全控制系统。,车辆动力学稳定性控制系统(VDSC),VDSC与迄今为止的其他控制系统的不同点在于:可以对驾驶员的意志进行推断;可以通过对驾驶员的意志和车辆运动状态的比较自动控制驱动力或制动力。VDSC是在ABS和ASR更高层次上的综合,它所能识别和处理的情况比ABS和ASR更多,ECU的功率也要增加数倍。此外,还增加ABS和ASR以外的

19、多种硬件(这不算优点)。,ABS/ASR/ACC综合控制系统,ABS/ASR/ACC综合控制系统，可解除汽车制动、起步和保持安全车距方面对驾驶员的高要求。 ACC装置是近年来发展起来的一项汽车主动安全技术。装备ACC装置，可自动根据主目标车辆与主车车辆的相对距离、相对速度和路面状况参数，判定主车的理想安全距离，并实时自动调节主车车速，使之实际车距不小于理想安全距离，因而，可在较大程度上避免碰撞事故发生，具有良好的安全行驶效果。 由于ABS/ASR和ACC都要用到相同的轮速采集系统、制动力调节装置以及发动机调节装置，在汽车相关集成装置的硬件基础上，添加一个车距传感器及相应的电磁阀即可实现上述功能。因此 ABS/ASR与ACC的集成，不仅可以降低成本，而且可以提高汽车的整体安全行驶性能。,9. 电子控制悬架系统(ESS