汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)簡(jiǎn)介

1.ABS/ASR系統(tǒng)

目前，汽車的制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)向仍是需由駕駛員完成的基本作業(yè)。當(dāng)路面的附著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(yīng)行駛條件的變化。

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

驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)是汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)功能的自然擴(kuò)展，它的作用是維持汽車行駛時(shí)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(qū)動(dòng)力。

當(dāng)駕駛員在光滑路面上過(guò)分踩下油門(mén)時(shí)，會(huì)造成車輪的過(guò)分滑轉(zhuǎn)，驅(qū)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(jī)功率輸出的方式可使車輪的滑動(dòng)率保持在最佳范圍內(nèi)，由此可防止駕駛員過(guò)分踩下油門(mén)踏板所帶來(lái)的負(fù)效應(yīng)，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(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(cè)是結(jié)冰路面，左側(cè)為水泥或?yàn)r青路面，這在北方的冬季是常見(jiàn)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(guò)制動(dòng)飛轉(zhuǎn)車輪的辦法來(lái)平衡驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差。這實(shí)際上產(chǎn)生的是差速鎖效應(yīng)。這樣一方面提高了驅(qū)動(dòng)力的發(fā)揮，可在較大程度上發(fā)揮附著較好一側(cè)的附著能力l另?方面防止了差速器行星齒輪的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了差速器的早期磨損。 ASR的這種控制方式稱為“制動(dòng)力控制”。

若公共汽車的兩側(cè)附著狀況均不好，例如都是結(jié)冰路面，當(dāng)猛踩加速踏板時(shí)，由于地面附著能力不足，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪會(huì)同時(shí)飛轉(zhuǎn)。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的辦法來(lái)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的適度降低，可減少驅(qū)動(dòng)輪的過(guò)分滑轉(zhuǎn)，一方面提高了車輪—路面間的側(cè)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(dòng)機(jī)調(diào)速控制”。

ASR系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)力控制和發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)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(yīng)的措施，以改善驅(qū)動(dòng)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(yīng)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(guò)ASR控制作用使驅(qū)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(qū)動(dòng)力，改善行駛狀況，可通過(guò)軸荷轉(zhuǎn)移的方法，增大驅(qū)動(dòng)橋的附著載荷，增大驅(qū)動(dòng)力。軸荷轉(zhuǎn)移是通過(guò)部分釋放驅(qū)動(dòng)橋氣體懸架中壓力氣體，造成懸掛質(zhì)量向驅(qū)動(dòng)橋一邊傾斜，整車質(zhì)心位置的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。壓力氣體釋放的多少取決于驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)程度。ASR系統(tǒng)這種控制方式稱為“軸荷轉(zhuǎn)移控制”。

總的說(shuō)來(lái)，驅(qū)動(dòng)防滑控制包括上述四個(gè)方面的內(nèi)容。它已成功地應(yīng)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(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)總是和防抱死系統(tǒng)結(jié)合在一起應(yīng)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(dòng)和驅(qū)動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性問(wèn)題，但不能解決汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問(wèn)題。例如當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，不可避免地受到側(cè)向和縱向力的作用，只有當(dāng)?shù)孛婺軌蛱峁┏浞值膫?cè)向和縱向力時(shí)，駕駛員才能控制住車輛。如果地面?zhèn)认蚋街芰Ρ容^低，就會(huì)損害汽車按預(yù)定方向行駛的能力。雨天汽車高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，常常側(cè)向滑出，就是地面?zhèn)认蚋街芰Σ蛔愕木壒?。為解決此問(wèn)題，最近汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家又在ABS／ASR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展成汽車動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)(英文名稱為Vehicle Dynamics Control，簡(jiǎn)稱VDC)。這個(gè)系統(tǒng)把汽車的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、發(fā)動(dòng)機(jī)等各主要總成的控制系統(tǒng)在功能上、結(jié)構(gòu)上有機(jī)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(duì)開(kāi)路面上、彎道路面上以及采取規(guī)避動(dòng)作移線、制動(dòng)、加速和下坡等工況行駛時(shí)，對(duì)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(yīng)用，在制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)向方面完全解脫對(duì)駕駛員的高要求，在汽車的主動(dòng)安全行駛方面豎立了一個(gè)新的里程碑。

VDC系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)向行駛的控制主要是借助于對(duì)各個(gè)車輪的制動(dòng)控制和發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，若前輪因轉(zhuǎn)向能力不足而趨于滑出彎道，VDC系統(tǒng)即可測(cè)知側(cè)滑即將發(fā)生，就采取適當(dāng)制動(dòng)左后輪的辦法。左后輪產(chǎn)生的制動(dòng)力可幫助汽車轉(zhuǎn)向，使汽車?yán)^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(cè)向滑出而轉(zhuǎn)向過(guò)多，VDC系統(tǒng)即采取適當(dāng)制動(dòng)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(dòng)機(jī)功率輸出的辦法降低行駛車速，減少對(duì)地面?zhèn)认蚋街芰Φ男枨髞?lái)維持車輛的穩(wěn)定行駛。采用VDC系統(tǒng)后，汽車在對(duì)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(tǒng)主要應(yīng)用了下述傳感器：

車輪轉(zhuǎn)速傳感器，用來(lái)跟蹤每一車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器，用來(lái)傳感方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角；

橫擺角速度傳感器，用來(lái)記錄汽車?yán)@垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的所有運(yùn)動(dòng)；

側(cè)向加速度傳感器，用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)離心力的大?。?/p>

車輪位移傳感器，用來(lái)測(cè)量車輪和車身相對(duì)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?yàn)槠嚨臋M擺角速度和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的比值是反應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向行駛品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)。位移傳感器的信號(hào)傳給電子控制裝置，用來(lái)控制半主動(dòng)懸架，改善汽車的接地性能。其它傳感器則把汽車每一瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信息傳給電子控制裝置，使之與理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相比較，一旦汽車偏離了理想的路線，它就會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)采取糾正措施，給制動(dòng)控制系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指令，維持汽車在理想的路線上行駛分圖5.3.2為美國(guó)跳Delphi公司的VIDC系統(tǒng)夜轎車工的布置示意圖。