汽車(chē)驅動(dòng)防滑系統(ASR)簡(jiǎn)介

1.ABS/ASR系統

目前，汽車(chē)的制動(dòng)、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(zhù)狀況不好或交通狀況突然改變時(shí)，就要求駕駛員有熟練的駕駛技術(shù)來(lái)很好地適應行駛條件的變化。

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

驅動(dòng)防滑系統是汽車(chē)制動(dòng)防抱死系統功能的自然擴展，它的作用是維持汽車(chē)行駛時(shí)的方向穩定性，并盡可能利用車(chē)輪—路面間的縱向附著(zhù)能力，提供最大的驅動(dòng)力。

當駕駛員在光滑路面上過(guò)分踩下油門(mén)時(shí)，會(huì )造成車(chē)輪的過(guò)分滑轉，驅動(dòng)防滑裝置通過(guò)自動(dòng)施加部分制動(dòng)或減少發(fā)動(dòng)機功率輸出的方式可使車(chē)輪的滑動(dòng)率保持在最佳范圍內，由此可防止駕駛員過(guò)分踩下油門(mén)踏板所帶來(lái)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(diǎn)是可減少輪胎及動(dòng)力傳動(dòng)系統的磨損。以市內公共汽車(chē)的行駛為例。若公共汽車(chē)停車(chē)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(jiàn)的路況。兩邊的附著(zhù)能力不同，汽車(chē)起步受阻。如果汽車(chē)裝備有ASR系統，它可通過(guò)制動(dòng)飛轉車(chē)輪的辦法來(lái)平衡驅動(dòng)輪的轉速差。這實(shí)際上產(chǎn)生的是差速鎖效應。這樣一方面提高了驅動(dòng)力的發(fā)揮，可在較大程度上發(fā)揮附著(zhù)較好一側的附著(zhù)能力l另?方面防止了差速器行星齒輪的快速轉動(dòng)，避免了差速器的早期磨損。 ASR的這種控制方式稱(chēng)為“制動(dòng)力控制”。

若公共汽車(chē)的兩側附著(zhù)狀況均不好，例如都是結冰路面，當猛踩加速踏板時(shí)，由于地面附著(zhù)能力不足，兩側驅動(dòng)輪會(huì )同時(shí)飛轉。在這種情況下，驅動(dòng)防滑系統通過(guò)自動(dòng)減少發(fā)動(dòng)機功率輸出的辦法來(lái)控制。發(fā)動(dòng)機輸出功率和發(fā)動(dòng)機轉速的適度降低，可減少驅動(dòng)輪的過(guò)分滑轉，一方面提高了車(chē)輪—路面間的側向附著(zhù)能力，維持了方向穩定性；另一方面增大了縱向附著(zhù)能力，有利了起步和加速。 ASR系統的這種控制方式稱(chēng)為“發(fā)動(dòng)機調速控制”。

ASR系統進(jìn)行制動(dòng)力控制和發(fā)動(dòng)機調速控制時(shí)，儀表盤(pán)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(shí)采取相應的措施，以改善驅動(dòng)條件。 ASR系統的這種控制方式稱(chēng)為“光滑路面狀況顯示控制”。

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

總的說(shuō)來(lái)，驅動(dòng)防滑控制包括上述四個(gè)方面的內容。它已成功地應用在厶些高檔小汽車(chē)、客車(chē)和貨車(chē)工，取得了明顯的效果。由于驅動(dòng)防滑系統總是和防抱死系統結合在一起應用，通常稱(chēng)為ABS／ASR系統。

2. ABS／ASR／VDC系統

ABS／ASR系統成功地解決了汽車(chē)在制動(dòng)和驅動(dòng)時(shí)的方向穩定性問(wèn)題，但不能解決汽車(chē)轉向行駛時(shí)的方向穩定性問(wèn)題。例如當汽車(chē)轉向行駛時(shí)，不可避免地受到側向和縱向力的作用，只有當地面能夠提供充分的側向和縱向力時(shí)，駕駛員才能控制住車(chē)輛。如果地面側向附著(zhù)能力比較低，就會(huì )損害汽車(chē)按預定方向行駛的能力。雨天汽車(chē)高速轉向行駛時(shí)，常常側向滑出，就是地面側向附著(zhù)能力不足的緣故。為解決此問(wèn)題，最近汽車(chē)工業(yè)發(fā)達國家又在A(yíng)BS／ASR系統的基礎上發(fā)展成汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制系統(英文名稱(chēng)為Vehicle Dynamics Control，簡(jiǎn)稱(chēng)VDC)。這個(gè)系統把汽車(chē)的制動(dòng)、驅動(dòng)、懸架、轉向、發(fā)動(dòng)機等各主要總成的控制系統在功能上、結構上有機的綜合在一起，可使汽車(chē)在各種惡劣工況下，如冰雪路面上、對開(kāi)路面上、彎道路面上以及采取規避動(dòng)作移線(xiàn)、制動(dòng)、加速和下坡等工況行駛時(shí)，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定性，表現出最佳的行駛性能。VDC的應用，在制動(dòng)、加速和轉向方面完全解脫對駕駛員的高要求，在汽車(chē)的主動(dòng)安全行駛方面豎立了一個(gè)新的里程碑。

VDC系統對轉向行駛的控制主要是借助于對各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)控制和發(fā)動(dòng)機功率輸出控制來(lái)實(shí)現的。例如汽車(chē)左轉彎時(shí)，若前輪因轉向能力不足而趨于滑出彎道，VDC系統即可測知側滑即將發(fā)生，就采取適當制動(dòng)左后輪的辦法。左后輪產(chǎn)生的制動(dòng)力可幫助汽車(chē)轉向，使汽車(chē)繼續按照理想的路線(xiàn)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(guò)多，VDC系統即采取適當制動(dòng)右前輪的辦法，維持車(chē)輛的穩定行駛。在極端情況下，VDC系統還可采取降低發(fā)動(dòng)機功率輸出的辦法降低行駛車(chē)速，減少對地面側向附著(zhù)能力的需求來(lái)維持車(chē)輛的穩定行駛。采用VDC系統后，汽車(chē)在對開(kāi)路面上或彎道路面上的制動(dòng)距離還可進(jìn)一步縮短。

VDC系統主要應用了下述傳感器：

車(chē)輪轉速傳感器，用來(lái)跟蹤每一車(chē)輪的運動(dòng)狀態(tài)；

方向盤(pán)轉角傳感器，用來(lái)傳感方向盤(pán)的轉角；

橫擺角速度傳感器，用來(lái)記錄汽車(chē)繞垂直軸線(xiàn)轉動(dòng)的所有運動(dòng)；

側向加速度傳感器，用來(lái)檢測轉向行駛時(shí)離心力的大??；

車(chē)輪位移傳感器，用來(lái)測量車(chē)輪和車(chē)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(chē)的橫擺角速度和方向盤(pán)轉角的比值是反應汽車(chē)轉向行駛品質(zhì)的一個(gè)重要參數。位移傳感器的信號傳給電子控制裝置，用來(lái)控制半主動(dòng)懸架，改善汽車(chē)的接地性能。其它傳感器則把汽車(chē)每一瞬時(shí)的運動(dòng)狀態(tài)的信息傳給電子控制裝置，使之與理想的運動(dòng)狀態(tài)相比較，一旦汽車(chē)偏離了理想的路線(xiàn)，它就會(huì )在極短的時(shí)間內采取糾正措施，給制動(dòng)控制系統或發(fā)動(dòng)機控制系統發(fā)出相應的指令，維持汽車(chē)在理想的路線(xiàn)上行駛分圖5.3.2為美國跳Delphi公司的VIDC系統夜轎車(chē)工的布置示意圖。