汽車驅動防滑系統(tǒng)(ASR)簡介

1.ABS/ASR系統(tǒng)

目前，汽車的制動、加速和轉向仍是需由駕駛員完成的基本作業(yè)。當路面的附著狀況不好或交通狀況突然改變時，就要求駕駛員有熟練的駕駛技術來很好地適應行駛條件的變化。

前邊所述的制動防抱死系統(tǒng)，在制動方面解脫了對駕駛員的高要求。驅動防滑控制系統(tǒng)則是在行駛方面、加速方面解脫對駕駛員的高要求。

驅動防滑系統(tǒng)是汽車制動防抱死系統(tǒng)功能的自然擴展，它的作用是維持汽車行駛時的方向穩(wěn)定性，并盡可能利用車輪—路面間的縱向附著能力，提供最大的驅動力。

當駕駛員在光滑路面上過分踩下油門時，會造成車輪的過分滑轉，驅動防滑裝置通過自動施加部分制動或減少發(fā)動機功率輸出的方式可使車輪的滑動率保持在最佳范圍內(nèi)，由此可防止駕駛員過分踩下油門踏板所帶來的負效應，獲得較好的行駛安全性及良好的起步加速性能。它的另一優(yōu)點是可減少輪胎及動力傳動系統(tǒng)的磨損。以市內(nèi)公共汽車的行駛為例。若公共汽車停車站右側是結冰路面，左側為水泥或瀝青路面，這在北方的冬季是常見的路況。兩邊的附著能力不同，汽車起步受阻。如果汽車裝備有ASR系統(tǒng)，它可通過制動飛轉車輪的辦法來平衡驅動輪的轉速差。這實際上產(chǎn)生的是差速鎖效應。這樣一方面提高了驅動力的發(fā)揮，可在較大程度上發(fā)揮附著較好一側的附著能力l另?方面防止了差速器行星齒輪的快速轉動，避免了差速器的早期磨損。 ASR的這種控制方式稱為“制動力控制”。

若公共汽車的兩側附著狀況均不好，例如都是結冰路面，當猛踩加速踏板時，由于地面附著能力不足，兩側驅動輪會同時飛轉。在這種情況下，驅動防滑系統(tǒng)通過自動減少發(fā)動機功率輸出的辦法來控制。發(fā)動機輸出功率和發(fā)動機轉速的適度降低，可減少驅動輪的過分滑轉，一方面提高了車輪—路面間的側向附著能力，維持了方向穩(wěn)定性；另一方面增大了縱向附著能力，有利了起步和加速。 ASR系統(tǒng)的這種控制方式稱為“發(fā)動機調(diào)速控制”。

ASR系統(tǒng)進行制動力控制和發(fā)動機調(diào)速控制時，儀表盤上的ASR指示燈就發(fā)光。這樣駕駛員就被告知路面的狀況，從而可及時采取相應的措施，以改善驅動條件。 ASR系統(tǒng)的這種控制方式稱為“光滑路面狀況顯示控制”。

如果應用氣體懸架的汽車在光滑路面上起步或行駛比較困難，可通過ASR控制作用使驅動力獲得一定程度的增加，但仍不足以正常行駛，為增加驅動力，改善行駛狀況，可通過軸荷轉移的方法，增大驅動橋的附著載荷，增大驅動力。軸荷轉移是通過部分釋放驅動橋氣體懸架中壓力氣體，造成懸掛質量向驅動橋一邊傾斜，整車質心位置的改變來實現(xiàn)。壓力氣體釋放的多少取決于驅動輪的滑轉程度。ASR系統(tǒng)這種控制方式稱為“軸荷轉移控制”。

總的說來，驅動防滑控制包括上述四個方面的內(nèi)容。它已成功地應用在厶些高檔小汽車、客車和貨車工，取得了明顯的效果。由于驅動防滑系統(tǒng)總是和防抱死系統(tǒng)結合在一起應用，通常稱為ABS／ASR系統(tǒng)。

2. ABS／ASR／VDC系統(tǒng)

ABS／ASR系統(tǒng)成功地解決了汽車在制動和驅動時的方向穩(wěn)定性問題，但不能解決汽車轉向行駛時的方向穩(wěn)定性問題。例如當汽車轉向行駛時，不可避免地受到側向和縱向力的作用，只有當?shù)孛婺軌蛱峁┏浞值膫认蚝涂v向力時，駕駛員才能控制住車輛。如果地面?zhèn)认蚋街芰Ρ容^低，就會損害汽車按預定方向行駛的能力。雨天汽車高速轉向行駛時，常常側向滑出，就是地面?zhèn)认蚋街芰Σ蛔愕木壒?。為解決此問題，最近汽車工業(yè)發(fā)達國家又在ABS／ASR系統(tǒng)的基礎上發(fā)展成汽車動態(tài)控制系統(tǒng)(英文名稱為Vehicle Dynamics Control，簡稱VDC)。這個系統(tǒng)把汽車的制動、驅動、懸架、轉向、發(fā)動機等各主要總成的控制系統(tǒng)在功能上、結構上有機的綜合在一起，可使汽車在各種惡劣工況下，如冰雪路面上、對開路面上、彎道路面上以及采取規(guī)避動作移線、制動、加速和下坡等工況行駛時，對不同承載、不同輪胎氣壓和不同程度的輪胎磨損都有良好的方向穩(wěn)定性，表現(xiàn)出最佳的行駛性能。VDC的應用，在制動、加速和轉向方面完全解脫對駕駛員的高要求，在汽車的主動安全行駛方面豎立了一個新的里程碑。

VDC系統(tǒng)對轉向行駛的控制主要是借助于對各個車輪的制動控制和發(fā)動機功率輸出控制來實現(xiàn)的。例如汽車左轉彎時，若前輪因轉向能力不足而趨于滑出彎道，VDC系統(tǒng)即可測知側滑即將發(fā)生，就采取適當制動左后輪的辦法。左后輪產(chǎn)生的制動力可幫助汽車轉向，使汽車繼續(xù)按照理想的路線行駛，如圖5.3.1所示。若在同一彎道上，因后輪趨于側向滑出而轉向過多，VDC系統(tǒng)即采取適當制動右前輪的辦法，維持車輛的穩(wěn)定行駛。在極端情況下，VDC系統(tǒng)還可采取降低發(fā)動機功率輸出的辦法降低行駛車速，減少對地面?zhèn)认蚋街芰Φ男枨髞砭S持車輛的穩(wěn)定行駛。采用VDC系統(tǒng)后，汽車在對開路面上或彎道路面上的制動距離還可進一步縮短。

VDC系統(tǒng)主要應用了下述傳感器：

車輪轉速傳感器，用來跟蹤每一車輪的運動狀態(tài)；

方向盤轉角傳感器，用來傳感方向盤的轉角；

橫擺角速度傳感器，用來記錄汽車繞垂直軸線轉動的所有運動；

側向加速度傳感器，用來檢測轉向行駛時離心力的大??；

車輪位移傳感器，用來測量車輪和車身相對位置的變化。

這些傳感器的核心部分是橫擺角速度傳感器，這是因為汽車的橫擺角速度和方向盤轉角的比值是反應汽車轉向行駛品質的一個重要參數(shù)。位移傳感器的信號傳給電子控制裝置，用來控制半主動懸架，改善汽車的接地性能。其它傳感器則把汽車每一瞬時的運動狀態(tài)的信息傳給電子控制裝置，使之與理想的運動狀態(tài)相比較，一旦汽車偏離了理想的路線，它就會在極短的時間內(nèi)采取糾正措施，給制動控制系統(tǒng)或發(fā)動機控制系統(tǒng)發(fā)出相應的指令，維持汽車在理想的路線上行駛分圖5.3.2為美國跳Delphi公司的VIDC系統(tǒng)夜轎車工的布置示意圖。