一、ASR的原理

        防滑约束装置(Anti-Skidding Restraint【防滑约束装置】,或者称为:Traction Control【牵引力控制】、Acceleration Slip Regulation【加速滑移率调节】,简称ASR或TRC)的作用是防止汽车在加速、起步过程中的滑转,特别是防止汽车在非对称路面或者在转弯时驱动轮的空转,是保证方向稳定性、操作性和最佳驱动力的装置。

        ASR的控制区间和ABS相反,ABS控制的是车轮的滑移率,而ASR控制的是车轮的滑转率。

        为了防止车辆侧滑,需要减小汽车驱动力。

二、ASR的控制

        防滑约束装置控制的目的是精确控制传递到驱动轮上的转矩,使之产生与路面附着系数条件相适应的驱动力,提高汽车的动力性和通过性。

1、ARS控制的主要方式为:

(1)制动控制方式

(2)发动机转矩控制方式

制动控制比发动机转矩控制方式快,发动机控制有延时。

发动机转矩控制方式燃油经济性好,可持续长时间进行控制使用。

(3)制动控制与发动机控制组合

(4)发动机控制与限滑差速器控制组合

2、制动控制方式

对汽车车轮进行制动管理,从而限制汽车的车速。

3、发动机转矩调节方式

(1)控制燃油喷射和点火时间

        采用中断喷油法和延迟点火组合方式能够快速实现发动机输出转矩控制。

(2)节气门调节方式

        采用喷油中断和延迟点火方法不需要增加硬件设备,但是会导致发动机噪声大,运转不平稳。

        节气门调节方式可以避免该问题,主节气门由驾驶员通过加速踏板控制,副节气门由ASR系统的电机来控制。

        节气门控制由全闭到全开需要200ms时间。

        ①节气门的控制算法为:PI算法。

        ②总体控制策略:把点火延迟、供油终止和节气门控制综合起来,得到驱动控制方案。

        ③采用节气门的总体控制策略的优点为:

        采用节气门与发动机管理系统进行综合控制,得到ASR的性能改善。

        从实验结果来看,基于节气门和发动机管理控制的驱动控制系统(ASR),可使ASR的驱动控制性能几乎达到制动控制的水平,而实现的成本比制动控制方式低。

        发动机转矩控制方式不适用非对称路面的防滑控制。

4、发动机与驱动轮制动组合控制方式

(1)ASR控制算法

        根据车速和加速度,由脉宽调制信号控制制动缸的增压、减压变化速率。

        采用发动机节气门与制动组合控制方式,加快了驱动控制的响应速度和调节能力。

(2)采用独立控制与非独立控制的性能比较

        在非对称的路面上,采用独立控制方式,驱动能力得到了明显改善,而非独立控制的驱动力与没有装备ASR的车辆相差不大。

        在压实雪地上行驶时,独立控制比非独立控制的方向稳定性好,车辆的回转角速度较小。

        采用独立控制比非独立控制在S形弯道的加速转向的操作性能好。

5、发动机转矩调节和限滑差速器组合方式

        当限滑差速器不起作用时,允许两个车轮独立旋转。当限滑差速器锁定时,两个车轮成为一个整体一起旋转。

6、实现ASR的不同方式的性能的比较

ASR系统的本质是:

(1)控制作用在驱动轮上的转矩。

(2)在非对称路面,对传到驱动轮上的转矩实现最佳分配。

        采用单一的节气门控制,结构简单,便于实现,它不会对传动系统带来任何附加载荷,舒适性也好,但驱动控制的效果不好。单独采用制动方式,多余的功率都会以热的形式在制动器上消耗掉,因而发热严重,在汽车处于高速时也不宜长时间使用。

          综合各类ASR系统的特点,采用发动机节气门控制与驱动轮独立控制方式,是ASR系统最完备的硬件配置,只要采用合理的控制算法,就可以解决各种路面条件的驱动控制问题,并使车辆的加速性、经济性、方向稳定性和操纵性达到最佳状态。

三、ABS和ASR技术的比较

1、ABS系统的主要部件

①转速传感器

        由于齿圈、齿顶和电极之间的间隙随车轮的转动交替地变化,使之在线圈回路中感应出周期性的电压信号,经整形电路得到与车轮转速成正比的脉冲信号。

②电磁阀

        控制电磁阀的通断,可以实现制动装置的增压、保压和减压三种状态的切换。

③循环柱塞液压泵

        作用是把ABS在减压时排出的液压油加压后再送回高压油路。

2、ASR的电控装置

        为了提高实时处理车轮速度和发动机速度信号的精度,采用了中断的执行方式。速度信号中断处理,计算具有最高的优先级,而节气门和制动器控制则采用定时中断。

3、ABS和ASR控制算法的比较

        由于ASR系统可以很容易获得目标车速和滑转率,故ASR比ABS更容易实现精确控制。

        ABS控制的是车轮的滑移率,并把滑移率控制在曲线的峰值。而ASR控制的是车轮的滑转率,通常把滑转率控制在10%左右。