ASR驱动防滑控制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,ASR驱动防滑控制,ASR简介,ASR全称：Acceleration Slip Regulation-驱动轮防滑系统。,它属于汽车主动平安装置。又称牵引力控制系统防止车辆尤其是大马力车在起步、在加速时驱动轮打滑现象，以维持车辆行驶方向的稳定性。,另：自动效劳器恢复，可监视效劳器性能，并在发生关键故障后使效劳器恢复到正常运行状态,滑转率及其与路面附着系数,汽车在驱动过程中，驱动车轮可能相对于路面发生滑转。滑转成分在车轮纵向运动中所占的比例称为驱动车轮的滑转率，通常用“SA表示。,SA=r/r100%,式中：SA车轮的滑转率；,r车轮的自由滚动半径；,车轮的转动角速度；,车轮中心的纵向速度。,当车轮在路面上自由滚动时，车轮中心的纵向速度完全是由于车轮滚动产生的。此时= r,其滑转率SA=0；当车轮在路面上完全滑转即汽车原地不动，而驱动轮的圆周速度不为0时，车轮中心的纵向速度=0，其滑动率SA=100%；当车轮在路面上一边滚动一边滑转时，0SA100%。,v,c,是车轮圆周速度；v是车身瞬时速度。,滑移率与纵向附着系数的关系由图5-1可以看出,与汽车在制动过程中的滑移率一样，在汽车的驱动过程中，车轮与路面间的附着系数的大小随着滑转率的变化而变化。在干路面或湿路面上，当滑转率在15%30%范围内时，车轮具有最大的纵向附着系数，此时可产生的地面驱动力最大。在雪路或冰路面上时，最正确滑移率在20%50%的范围内；当滑转率为零，即车轮处于纯滚动状态时，其侧向附着系数也最大，此时汽车保持转向和防止侧滑的能力最强。随着滑转率的增加，侧向附着系数下降，当滑转率为100%，侧向附着系数变得极小，轮胎与路面之间的侧向附着力接近于零，车轮将完全丧失抵抗外界侧向力作用的能力。,驱动防滑转系统Anti-Slip Regulation简称ASR，其作用是在汽车驱动过程中，将车轮的滑转率控制在理想滑转率的范围10%30%内，防止车轮滑转，以提高汽车在驱动过程中的方向稳定性和转向控制能力，并且提高汽车的加速性能。,ASR系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率，防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操纵性和维持汽车的最正确驱动力以及提高汽车的平顺性。,ASR系统与ABS系统,ASR和ABS都是控制车轮和路面的滑移率，以使车轮与地面的附着力不下降，因此两系统采用的是一样的技术，它们密切相关，常结合在一起使用，共享许多电子组件和共同的系统部件来控制车轮的运动，构成行驶平安系统。,现在ASR还只安装在一些高档车上面，但是因为ASR与ABS包含着性能及技术上的贯穿，所以有望近几年ASR变得与ABS一样普及。,ASR与ABS的不同主要在于：,1ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，提高制动效果，确保制动平安；ASR系统TRC那么是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。,2ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统只对驱动车轮起制动控制作用。,3ABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低小于8km/h时不起作用；而ASR系统那么是在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车速很高80120 km/h时不起作用。,牵引力控制系统如果和ABS相互配合使用，将进一步增强汽车的平安性能。牵引力控制系统和ABS可共用车轴上的轮速传感器，并与行车电脑连接，不断监视各轮转速，当在低速发现打滑时，牵引力控制系统会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。假设在高速发现打滑时，牵引力控制系统立即向行车电脑发出指令，指挥发动机降速或变速器降挡，使打滑车轮不再打滑，防止车辆失控甩尾。,ASR的原理,ASR是ABS的升级版，它在ABS上加装可膨胀液压装置、增压泵、液压压力筒、第四个车轮速度传感器，复杂的电子系统和带有其自身控制器的电子加速系统。,在驱动轮打滑时ASR通过比照各轮子转速，电子系统判断出驱动轮打滑，自动立刻减少节气门进气量，降低引擎转速，从而减少动力输出，对打滑的驱动轮进展制动。,减少打滑并保持轮胎与地面抓地力的最适宜的动力输出，这时候无论你怎么给油，在ASR介入下，会输出最适合的动力。,ASR可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制车轮打滑来到达对汽车牵引力的控制。装有ASR的车上，从油门踏板到汽油机节气门柴油机喷油泵操纵杆之间的机械连接被电控油门装置所代替，当传感器将油门踏板的位置及轮速信号传送至控制单元时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置或者柴油机操纵杆的位置，然后将该位置信号反响至控制单元，以便及时调整制动器。,当汽车行驶在易滑的路面上时，没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑，如果是后驱动轮打滑，车辆容易甩尾，如果是前驱动打滑，车辆方向容易失控。有ASR时，汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。,总之，ASR可以最大限度利用发动机的驱动力矩，保证车辆起动、加速和转向过程中的稳定性。,ASR的作用,它的主要目的是防止汽车驱动轮在加速时出现打滑，特别是下雨下雪冰雹路冻等摩擦力较小的特殊路面上，当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。,以比亚迪K9为例，它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定。行驶在易滑的路面上，没有 ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑；如是后驱动的车辆容易甩尾，如是前驱动的车辆容易方向失控。有ASR时，汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向;最重要的是车辆转弯时，一旦驱动轮打滑就会全车一侧偏移，这在山路上极度危险的，有ASR的车辆一般不会发生这种现象。,标题,文本文本,汽车防滑转电子控制系统常用控制方式,1发动机输出功率控制：,在汽车起步、加速时，ASR控制器输出控制信号，控制发动机输出功率，以抑制驱动轮滑转。常用方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火控制。,2驱动轮制动控制：,直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普遍采用ASR与ABS组合的液压控制系统，在ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。,3.同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：,控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功率，以到达理想的控制效果。,4.防滑差速锁LSD：Limited-Slip-Differential) 控制：,LSD能对差速器锁止装置进展控制，使锁止范围从0%100%。当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。,5.差速锁与发动机输出功率综合控制：,差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统可根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制到达最理想的控制效果。,在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。,ASR的组成,ECU：ASR的电控单元，ECU可根据轮速传感器产生的车轮转速信号以及参考车速，计算确定驱动轮的滑移率和划转率等传感器信号的处理工作，并发送信号与执行器,执行器：制动压力调节器，节气门驱动装置,传感器：车轮轮速传感器，节气门开度传感器,标题,文本文本,标题,文本文本,标题,文本文本,ASR的工作原理,车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，假设滑移率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。,ASR,的工作原理：,1,发动机调速控制,ACR系统通过调节发动机辅助节气门的开度来控制发动机的功率的输出。,节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成，步进电机根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动，控制过程如下：,当ASR不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，ASR控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变节气门的开度，从而改变驱动车轮的滑移率，将使之控制在目标范围之内。,ASR ECU通过电磁阀的控制来实现驱动轮制动力的控制，控制过程如下：,正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀的位置在左位，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。,起步或加速时，假设驱动轮出线滑移需要实施制动时，ACR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推动活塞左移。,压力保持过程，此时电磁阀版通电，阀在中位，调压缸与储液室和蓄压器都断开，于是活塞保持原位不懂，制动压力保持不变。,压力降低过程，此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右膛与蓄压器断开而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降,在差速器像驱动轮输出动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力就可以调节差速器的锁止程度，调节过程如下：,当驱动轮两侧的附着系数不同时，低附着系数的一侧驱动轮发生滑移时，电子控制装置驱动锁止阀，一定程度上锁止差速器，一获得更好的驱动力和车速。但是由于该方法本钱比较高，并不普及。,4.,同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力,控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功率，以到达理想的控制效果。,5.,差速锁与发动机输出功率综合控制,差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统可根据发动机的状况和车轮的滑转的实际情况采取相应的控制到达最理想的控制效果。,ASR的传感器,车轮转速传感器，用来跟踪每一车轮的运动状态；,方向盘转角传感器，用来传感方向盘的转角；,横摆角速度传感器，用来记录汽车绕垂直轴线转动的所有运动；,侧向加速度传感器，用来检测转向行驶时离心力的大小；,车轮位移传感器，用来测量车轮和车身相对位置的变化。,这些传感器的核心局部是横摆角速度传感器，这是因为汽车的横摆角速度和方向盘转角的比值是反响汽车转向行驶品质的一个重要参数。位移传感器的信号传给电子控制装置，用来控制半主动悬架，改善汽车的接地性能。其它传感器那么把汽车每一瞬时的运动状态的信息传给电子控制装置，使之与理想的运动状态相比较，一旦汽车偏离了理想的路线，它就会在极短的时间内采取纠正措施，给制动控制系统或发动机控制系统发出相应的指令，维持汽车在理想的路线上行驶。,ASR的电子控制单元ECU,ASR的ECU也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。,ASR与ABS的一些信号输入和处理是一样的，为减少电子器件的应用数量，ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起。,标题,文本文本,ASR系统的执行机构,1制动压力调节器,1单独方式的ASR制动压力调节器,单独方式的ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节器在构造上各自分开,ASR ECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。,控制过程,如图,正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。,起步或加速时假设驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。,压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中位，调压缸与储液室和蓄压器都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压力保持不变。,压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。,丰田车系防抱死制动与驱动防滑ABS/TRC,丰田公司把ASR称作牵引力或驱动力控制系统，常用TRCTraction Control System表示。,ASRTRC 系统组成：,电子控制器ECU ：与ABS共用,车轮轮速传感器：与ABS共用,ASR制动压力调节器：控制驱动轮制动管路,副节气门：步进电机控制,节气门开度传感器：主、副节气门各一个,标题,文本文本,丰田ABS/TRC控制系统电路,ASRTRC系统工作过程：,ECU根据各轮速传感器的信号，确定驱动轮的滑转率和汽车的参考速度。当ECU判定驱动轮的滑转率超过设定的门限值时，就使驱动副节气门的步进电机转动，减小节气门的开度，此时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气量也会减少，使输出功率减小，驱动轮上的驱动力矩就会随之减小。如果驱动车轮的滑转率仍未降低到设定的控制范围，ECU又会控制TRC制动压力调节装置和TRC制动压力装置，对驱动车轮施加一定的制动压力，使制动力矩作用于驱动轮，从而实现驱动防滑转的控制。,TRC系统的工作过程,文本文本,ASR,的性能评价,检验在低附着路面和别离路面上的,驱动力,低附着路面的弯道行驶能力,加速能力,文本文本,行驶稳定性,文本文本,ASR,的特点,3.1 ASR有一个开关，可由驾驶员选择其接通或关闭。如果ASR在接通状态下，当ASR起作用时，ASR工作指示灯会点亮或蜂鸣器响，以提示驾驶员汽车正行驶在附着系数较低的路面上。如果关闭ASR，ASR关闭指示灯点亮。,3.2 如果ASR正在起作用的工作状态，驾驶员对车辆进展制动，ASR将会自动退出工作，不会影响制动过程的进展。,3.3 ASR通常只在一定车速范围内进展防滑转调节，当车速较高时，ASR将自动退出防滑转控制。,3.4,ASR,工作时具有不同的优先选择性，当车速较低时，优先考虑提高牵引力，因此可以只对滑转一侧的车轮制动，或者对滑转程度不同的两侧驱动轮施加不同的制动力矩。但当车速较高时，优先考虑行驶稳定性，即使一侧车轮滑转时，也同时对两侧驱动轮施加相等的制动力矩。,3.5 ASR,具有自诊断功能，当自诊断系统诊断出系统有故障时，,ASR,将自动退出工作，并点亮警告灯。,3.6 ASR,和,ABS,都是通过控制作用于被控车轮上的力矩，而将车轮的滑移率或滑转率控制在理想范围内，以提高附着系数的利用率，从而缩短汽车制动距离或提高汽车的加速性能，改善汽车的行驶方向稳定性和转向控制能力。,ASR,的优点,1、当驱动轮单侧打滑时，可以对打滑的车轮进展差速制动；在一样路面上，两侧驱动轮同时打滑时，发动机控制会激活；发动机控制可以和差速制动同时起作用。从而实现在各种条件下使车辆最理想的起动；,2、在过弯时可以使车辆更稳定，不出现侧滑；,3、ASR可以取代局部差速锁的作用,4、在控制过程中ASR指示灯会激活并且相关的CAN信息会被发送出来，提醒驾驶员注意路面状况，提高行车平安性。,5、减少轮胎磨损，降低车辆使用费用。,打滑,有,TRAC,无,TRAC,可控,ASR,的缺点,本钱高，运用不广泛,使用有局限性,要用在电喷发动机以及电控发动机上,标题,文本文本,beteiligtes,主动平安性,防止车辆侧滑发生意外事故,被动平安性,在事故中减少侧面碰撞发生几率,ASR,的未来前景,汽车驱动防滑控制系统是伴随着汽车ABS系统的产品化而开展起来的，实质上它是ABS根本思想在驱动领域的延伸与扩展。,ASR技术能够根据汽车行驶状态，运用数学算法和控制逻辑使汽车驱动轮在恶劣的路面或复杂输入条件下充分地利用地面的附着性能，以获得最大的驱动力，由于防滑控制系统能够提高汽车的牵引性、操纵性、稳定性和舒适性，减少轮胎磨损和事故风险，增加行驶平安性和驾驶轻使性，使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步和行驶，并平安地制动。目前，这项技术正由豪华轿车向普通轿车和货车上普及，而新的控制策略和方法还在不断的探索之中。,就现在大多数ASR控制策略的研究来看，还存在控制精度和其他诸多问题，距离产品化研究还有一定的差距。所以说，国内ASR技术的研究与开发和国内比起来还属于刚刚起步阶段。,由于顾客对汽车装置要求的提高，促进了驱动防滑控制的开展，汽车驱动防滑控制系统也必将和ABS一样逐渐成为汽车的标准配置。,ASR的国外开展状况,1971年BUICK公司研制了由电子控制装置自动中断发动机点火，以减小发动机输出转矩，防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱死系统，成为ASR的雏形。1985年，VOLVO公司试制了电子牵引力控制系统ETCElectronic Traction Control，通过调节燃油供给量来调节发动机输出转矩，以控制驱动轮滑转率，产生最正确驱动力。1986年，BOSCH推出了该公司的第一个牵引力控制系统TCS。,此后，各大汽车公司纷纷开场应用ABS/ASR系统，使其成为顶级豪华车的标准配置。随着各大公司不断开发出构造更紧凑、本钱更低、可靠性更强、功能更全面的ABS/ASR系统，ABS/ASR系统也逐渐应用于中、低档汽车上。到1997年时，已经有23家汽车厂商的近50种车型使用了ABS/ASR系统。,ASR的国内开展概况,国内对ASR的研究，大约开场于20世纪90年代。一些科研单位如清华大学、吉林工业大学、北京理工大学、同济大学、上海交通大学、济南重汽技术中心等对ASR技术的开展进展跟踪、研究，并取得了阶段性进展。目前，我国科研人员主要针对ASR控制系统的控制策略、控制算法、逻辑等关键环节进展研究。由于受电控发动机的限制，我国目前在ASR系统的控制理论方面大多侧重于采用以制动控制为主、发动机控制为辅的控制方法。总的来说，距离产品化研究还有一定的差距。因此国内尚无自主研发的集ABS和ASR为一体的ABS/ASR防滑控制系统产品出现。,ASR的开展,ASR向以下几个方向开展,a.和电子制动力分配EBDElectric Brake force Distribution集成，形成ABS/ASR/EBD系统，可以明显改善并提高ABS的成效。,b.和电子稳定性程序ESPElectronic Stability Program系统集成，形成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。,c.和汽车巡航自动控制ACCAdaptive Cruise Control系统集成，形成ABS/ASR/ACC综合控制系统，可解除汽车制动、起步和保持平安车距方面对驾驶员的高要求。,文本,文本,文本,标题,文本文本,标题,文本文本,文本,文本,文本,文本,文本,谢谢欣赏,谢谢大家！,结 语,