【文章內容簡介】 汽車速度的電子控制系統。在汽車制動的過程中，它通過常規(guī)制動系統起作用，能夠自動地控制車輪在旋轉方向上的打滑，并把相應的滑移率控制在最佳范圍之內，可提高汽車的主動安全性。 在汽車的制動過程中，使汽車制動而減速行駛的外力是路面作用于輪胎胎面上的地面制動力。但地面制動力取決于兩個摩擦副的摩擦力：一是制動裝置對車輪的摩擦力，即制動器制動力；另一個是輪胎與路面間的摩擦力，即地面附著力。只有當汽車有足夠的制動器制動力及地面附著力時，才能獲得足夠的地面制動力。 汽車制動過 程中，車速和車輪轉動線速度（輪速）之間存在著速度差 [2]，也就是 10 車輪與地面之間有滑移現象。一般用滑移率 S來表示滑移的程度 式中： u— 車速； w— 輪速。 試驗和理論分析表明：在制動過程中，滑移率 S 是與制動的距離、制動時的方向可控性和制動的平穩(wěn)性密切相關的可控制的量。其原因在于滑移率與汽車和地面間的縱向附著系數μ B及側向附著系數μ S的關系呈一定的非線性曲線關系，見圖 1制動控制區(qū)。滑移率 S=0 時，汽車處于非制動狀態(tài)，縱向附著系數μ B=0，側向附著系數μ S處于最大值；汽車處于制動狀態(tài)時，μ B隨滑移率 S 的 增大而增大，μ S隨滑移率 S的增大而減小，當滑移率 S 達到某個數值時，μ B達到最大，這時的滑移率稱為最佳滑移率（用 SK表示）；之后隨著滑移率的增大，μ B和μ S不斷減小，滑移率 S=100%時，車輪完全抱死，μ B 降到一數值，μ S≈ 0 縱向附著力不大，側向附著能力幾乎盡失，汽車的制動穩(wěn)定性、方向穩(wěn)定性和轉向能力將完全喪失。 滑移率 S 在 0～ Sk區(qū)間，可保證穩(wěn)定制動，稱為穩(wěn)定區(qū)；在 Sk至 100%區(qū)間為不穩(wěn)定區(qū)，當滑移率 S超過 Sk后，車輪很快就會進入抱死狀態(tài)。當滑移率 S處于 10%～30%之間時，縱向附著系數μ B 處于峰值范圍 ，側向附著系數μ S 也比較大，可以同時得到較大的縱向和側向附著力，是安全制動的理想工作區(qū)域。 ABS 的基本原理就是通過調節(jié)制動管路的壓力，控制車輪制動器的制動力，使汽車在緊急制動時，輪速保持在適當的范圍內，車輪滑移率控制在 10%～ 30%的穩(wěn)定制動區(qū)段上，車輪不被抱死，既能保持最大的制動力，又能充分利用車輪附著力，大大提高制動效能。 11 圖 附著系數μ B和μ S及滑移率 S之間的關系 ABS 控制方法的分析 輪胎一道路接觸面之間的附著系數和滑移率是影響制動效果的重要參數?，F有ABS實用技術還不能直接測量輪胎一道路附著系數和滑移率，這是因為測量輪胎一道路附著系數需要使用五輪儀，測量汽車實際速度需要使用價格昂貴的多普勒雷達或加速度傳感器，因此防抱死制動系統普遍采用一些間接方式來實現近似理想的控制過程。實現 ABS的控制過程目前有幾種不同的控制方法。 基于滑移率的 PID 控制算法 為了進一步提高 ABS 的控制性能， 許多人都在研究基于滑移率的控制系統。用滑移率作為控制目標容易實現連續(xù)控制，并能提高 ABS 在制動過程中的平順性，而且也不需要做大量試驗來獲得閾值等控制參數，因此實用前景廣泛。實現連續(xù)控制的最簡單算法是 PID(即比例、積分、微分 )控制，只要適當地調節(jié)整定比例系數 kp、積分系數 ki及微分系數 kd即可。 設滑移率的設定目標為λ 0，則控制誤差為 e=λλ0 PDI 的控制規(guī)律可表示為 : 12 比例環(huán)節(jié)用以校正系統偏差，積分環(huán)節(jié)用以消除系統靜差，微分環(huán)節(jié)反映偏差信號變化趨勢，用以加快系統的動作速度，減小調節(jié)時間。因此按 照上式，根據 ABS動態(tài)系統特性，確定出一組最佳的控制參數 kp、 k k4，可使車輪的滑移率以最快的方式趨近設定目標λ 0 根據各種不同路況綜合進行選取。任意時刻的滑移率由此時車輪轉速和參考車速進行計算。 防側滑系統 (ASR)的工作過程 ASR 的組成 ASR 由 ECU、執(zhí)行器（制動壓力調節(jié)器、節(jié)氣門驅動裝置）、傳感器 （車輪車速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器）等組成。 ASR 的工作原理 汽車的行駛受行駛牽引力和附著力的限制，即要滿足 ∑ Ff ≦ F1≦ F∮ 式中 [6]：∑ Ff—— 汽 車行駛阻力；∑ Ff F1—— 汽車牽引力； F∮ —— 汽車附著力。 如果路面的附著系數很小，容易使汽車的牽引力超過輪胎與路面間的附著極限（即 FtFφ ），產生驅動輪過度滑轉，后輪驅動的汽車將可能甩尾，前輪驅動的汽車則容易方向失控，導致汽車向一側偏移。驅動防滑的基本原理與制動防滑相似，根據地面附著系數和車輪滑移率的關系曲線（見圖 1 驅動控制區(qū)），把車輪滑移率控制在一定范圍內，提高地面附著力的利用率，改善驅動性能。 汽車打滑是指汽車車輪的滑轉，車輪的滑轉率又稱滑移率。驅動車輪的滑移率Sd= 100%，式中 vc是車輪圓周速度； v 是車身瞬時速度。 目前， ASR 常用的控制方法有兩種：一是調整發(fā)動機加在驅動輪上的轉矩的發(fā)動機控制。汽油機常通過控制燃油噴射量、點火時間、節(jié)氣門開度來減低其輸出轉矩；柴油機常通過控制燃油噴射量來減低其輸出轉矩。二是對發(fā)生打滑的驅動輪直接施加 13 制動的制動控制。如果驅動輪在不同附著系數的路面上，通 過對打滑的驅動輪實施制動，降低滑移率，提高驅動力。對于附著系數相同的路面，可通過發(fā)動機控制來實現防驅動輪打滑，也可對打滑的兩驅動輪實施制動；為防止制動蹄過熱，當車速高于一定值時，制動控制將不起作用，要依靠發(fā)動機控制。 ASR 與 ABS 有十分密切的聯系，是 ABS 的自然延伸。二者在技術上比較接近，部分軟、硬件可以共用。 ABS 所用的傳感器和壓力調節(jié)器均可為 ASR 所利用， ABS 的電子控制裝置只需要在功能上進行相應的擴展即可用于 ASR 裝置。在 ABS 的基礎上，只需添加 ASR電磁閥，即可對過分滑轉的車輪實施制動。對電控發(fā) 動機來說，通過總線就可控制發(fā)動機的輸出力矩。非電控發(fā)動機，只需增加一些傳感器和執(zhí)行機構，就可控制發(fā)動機的輸出力矩?；诖?，通常把二者有機地結合起來，形成汽車 ABS/ASR防滑控制系統。 ASR系統的執(zhí)行機構 ASR 的制動壓力調節(jié)器執(zhí)行 ASR ECU 的指令對滑轉車輪施加制動力和控制制動力的大小，以使滑轉車輪的滑轉率在目標范圍內。 ASR 的壓力源是蓄壓器，通過電磁閥來調節(jié)驅動車輪的制動壓力。 ASR 制動壓力調節(jié)器結構形式有：單獨方式和組合方式。 ①單獨方式 ASR ECU 通過電磁閥的控制實現對驅動 輪制動力的控制，控制過程如下： 正常制動時 ASR 不起作用，電磁閥不通電，閥在左位，調壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。此時調壓缸右腔與儲液室相通而壓力低，左腔通過活塞使 ABS 制動壓力調節(jié)器與車輪制動分泵相通，因此 ASR 不起作用且對 ABS 無任何影響。起步或加速時若驅動輪出現滑轉需要實施制動時， ASR 使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動液推活塞左移。此時調壓腔右腔與儲液室隔斷而與蓄壓器接通，蓄壓器中的制動液推活塞左移使與 ABS 制動壓力調節(jié)器的通道封閉?；钊笠剖棺笄粔毫υ龃?，驅動車輪制動分泵壓力升高。壓力 保持過程：此時電磁閥半通電，閥在中位，調壓缸與儲液室和蓄壓器都隔斷，于是活塞保持原位不動，制動壓力保持不變。 壓力降低過程：此時電磁閥斷電，閥回左位， 使調壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲液室接通，于是調壓缸右腔壓力下降，制動壓力下降。 ②組合方式 ASR 制動壓力調節(jié)器與 ABS 制動壓力調節(jié)器組合在一起 14 圖 1輸液泵 2ABS/ASR制動壓力調節(jié)閥 3電磁閥 4蓄壓器 5壓力開關 6循環(huán)泵 7儲液器 8電磁閥 A 9電磁閥 B 11 驅動車輪制動器 ASR 不起作 用時，電磁閥Ⅰ不通電， ABS 起制動作用并通過電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ來調節(jié)制動壓力。驅動輪滑轉時， ASR 控制器使電磁閥Ⅰ通電，閥移至右位，電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ不通電，閥仍在左位，于是，蓄壓器的壓力油通入驅動輪制動泵，制動壓力增大。需要保持驅動輪制動壓力時， ASR 控制器使電磁閥Ⅰ半通電，閥至中位，隔斷蓄壓器及制動總泵的通路，驅動輪制動分泵壓力保持不變。 需要減小驅動輪制動壓力時， ASR 控制器使電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ通電，閥移至右位，接通驅動車輪制動分泵與儲液室的通道，制動壓力下降。 節(jié)氣門驅動裝置 ASR 控制 系統通過改變發(fā)動機輔助節(jié)氣門的開度來控制發(fā)動機的輸出功率。節(jié)氣門驅動裝置由步進電機和傳動機構組成。步進電機根據 ASR 控制器輸出的控制脈沖轉動規(guī)定的轉角，通過傳動機構帶動輔助節(jié)氣門轉動。 ASR 不起作用時，輔助節(jié)氣門處于全開位置，當需要減少發(fā)動機驅動力來控制車輪滑轉時， ASR