汽车电子课程设计驱动防滑系统(ASR)分析.doc

摘要随着道路的加宽和车辆行驶密度的增加。汽车行驶安全问题越来越受到社会的高度关注。与此同时一些有关提高汽车行驶安全的措施也被提出。汽车驱动防滑系统 (ASR)作为新型实用的汽车安全技术已开始应用在高档汽车上，它是继防抱死制动系统之后应用于车轮防滑的电子控制系统。它的主要目的是防止汽车驱动轮在加速时出现打滑,减轻或防止汽车出现甩尾和方向失控等现象。由于它能够提高车辆的牵引性、操纵性、稳定性和舒适性, 减少轮胎磨损和事故风险, 增加行使安全性和驾驶轻便性, 使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步和行驶, 所以这项技术自诞生以来, 获得了迅速的发展。本文分别从防滑控制系统的基本概念、组成结构、工作原理、以及电子控制防滑转系统对车辆性能的影响和发展情况等方面对防滑控制系统进行了分析。关键词: 汽车驱动防滑系统 (ASR)；组成结构；工作原理；AbstractWith the vehicle running road widening and increased density. More and more cars with safety issues of great concern. At the same time a number of measures to improve the safety of cars has also been proposed. Automobiles Acceleration slip Regulation (ASR) as a new utility vehicle safety technology has been applied in high-end cars, it is following the anti-lock braking system is applied to the wheels skid electronic control systems. Its main purpose is to prevent cars driving wheel slip during acceleration occurs, reduce or prevent runaway car appeared and direction of drift phenomena. Because of its ability to improve traction, handling, stability and comfort of the vehicle, reducing tire wear and the risk of accidents, increase safety and driving light exercise, making a bad situation cars on the road can be attached to a smooth start-up and running, so since this technology since its birth, gained rapid development. In this paper, respectively, from the basic concept of anti-skid control system, consisting of the structure, working principle of respect, and an electronic control system for a vehicle skid turn affect performance and developments, such as anti-skid control system for analysis.Keywords: Automobiles Acceleration Slip Regulation (ASR); Composition structure; Operating principle;目录引言-1第一章 驱动防滑系统（ASR）概述-2 1.1防滑转（ASR）控制系统的简介-2 1.2防滑转（ASR）控制系统的作用-2 1.3防滑转（ASR）控制系统的控制方式-3 1.4 防滑转（ASR）控制系统的主要发展历程-4第二章 驱动防滑系统（ASR）的结构与工作原理-6 2.1电子控制防滑转（ASR）系统理论基础-6 2.2电子控制防滑转（ASR）系统基本组成-6 2.2.1 ASR的传感器-7 2.2.2 ASR的电控单元（ECU） -7 2.2.3 ASR的执行机构-7 2.3电子控制防滑转（ASR）系统工作原理-7 2.3.1 车轮转速传感器-8 2.3.2 制动压力调节装置-9 2.3.3电子控制装置（ECU）-10 2.3.4 节气门开度传感器和节气门驱动装置-10第三章 电子控制防滑转(ASR)系统对车辆性能的影响-12 3.1 防滑转（ASR）控制系统对牵引性能的影响-12 3.2 防滑转（ASR）控制系统对操纵性能的影响-12 3.3 防滑转（ASR）控制系统对燃油经济性的影响-13第四章 电子控制防滑转（ASR）系统的发展-14 4.1防滑控制系统的国内发展概况-14 4.2防滑控制系统ASR的发展趋势-14 4.2.1 ABS/ASR控制技术的提高-14 4.2.2 减小体积与质量，简化结构 -14 4.2.3 控制功能的扩展和集成-14 4.2.4 与其他控制系统的信息交换和共享，-15总结-16参考文献-17引言驱动防滑系统（Acceleration Slip Regulation，简称ASR），驱动轮防滑转控制系统是汽车制动防抱死系统基本思想在驱动领域的发展和推广。我们知道，汽车在起步、加速或冰雪路面上行驶时，容易出现打滑现象。这是因为汽车发动机传递给车轮的最大驱动力，是由轮胎与路面之间的附着系数和地面作用在驱动轮上的法向反力的乘积（ 即附着力）决定的。当传递给车轮的驱动力超过附着力时，车轮就会发生打滑空转，即滑转。当汽车在低附着系数路面（ 如泥泞路面、冰雪路面）上行驶时，由于地面对车轮施加的反作用转矩很小，因此，在起步、加速时驱动轮就会发生滑转。此外，当汽车在越野条件下行驶时，如果某个驱动轮处在附着系数低的路面上，那么地面对车轮施加的反作用转矩将很小，虽然另一个车轮处在附着系数较高的路面上，但是根据差速器转矩等量分配特性，它能够提供的驱动转矩只能与处在低附着系数路面上车轮提供的驱动转矩相等。因此，在驱动力不足的情况下，汽车将无法前进，发动机输出的功率大部分消耗在车轮的滑转上，不仅浪费燃油，加速轮胎磨损，而且降低了车辆的通过性能和机动性能。防止驱动轮滑转曾采用过许多办法，如装防滑链，使用防滑的雪地轮胎和带防滑钉的防滑轮胎等，但至今为止最有效的办法还是采用ASR系统。ASR系统的主要功用是：在车轮开始滑转时，通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，提高车辆的通过性，改善汽车的方向操纵性和行驶稳定性。第一章 驱动防滑系统（ASR）概述汽车驱动防滑控制系统或牵引力控制系统是国际上八十年代中期开始发展起来的以限制汽车驱动轮过度滑转,产生最佳纵向牵引力的新型主动安全控制系统,是继汽车制动防抱死控制系统(ABS) 之后,在汽车纵向力控制上的又一新发展。1.1防滑转（ASR）控制系统的简介随着时代的发展社会的进步，汽车工业得到了飞速的发展。汽车不仅从它的外观、舒适度、动力性、速度等方面有了很大的进步。同时汽车安全也得到了发展。那么汽车防滑控制系统就是在这种发展潮流中应运而生，并得到了很快的发展和在汽车上很好应用。ASR是汽车驱动防滑控制系统的英文缩写，全称是Acceleration Slip Regulation，其目的是防止车轮在驱动过程中做纯粹的滑转。汽车防滑控制系统最初只是在制动过程中防止车轮被制动抱死，避免车轮在道路上做纯粹的滑移，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离。随着对汽车安全性能的不断提高，防滑控制系统也得到了进一步的发展。不仅仅能在刹车过程中防止车轮抱死而且能够在驱动过程中（特别是起步、加速、转弯等过程中）防止驱动车轮发生滑转。从而进一步提高汽车驱动过程中的方向稳定性，转向操纵能力和加速性能。1.2防滑转（ASR）控制系统的作用ASR的功能是防止汽车在起步或加速时驱动轮打滑，特别防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转及在冰、雪、积水、泥等路况下的行车安全，当汽车加速时将滑动控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定性。当汽车快速起步，急加速，或行驶在冰雪，雨天的路面上，没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑；如果是后驱动的车辆容易甩尾，如果是前驱动的车辆容易方向失控。有ASR时，汽车在坏的路面快速起步，急加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。在装有ASR的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操作杆）之间的机械连接被电控油门装置所代替。当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送到单元（CPU）时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。ASR 系统的本质是:控制作用在驱动轮上的转矩;在非对称路面,对传到驱动轮上的转矩实现最佳分配,从而改善汽车的加速性、方向稳定性和操纵性。实际应用中,由于各种控制方式都有一定的局限,所以一般不单独使用某一种控制手段,而是组合使用,目前应用最为广泛的控制方式是综合发动机输出扭矩调节(节气门开度调节) 和驱动轮制动力矩调节。1.3防滑转（ASR）控制系统的控制方式控制车轮的滑转率是通过控制作用于车轮上的力矩实现的。汽车驱动轮的滑转是由于驱动扭矩超过了轮胎与路面的附着极限,所以合理地减小汽车发动机扭矩或动力传动中任一部件的扭矩都可以实现驱动防滑控制的目的。从控制手段上,目前主要有以下几种控制方式: (1)控制发动机输出功率发动机是汽车的动力源, 通过调节发动机输出扭矩, 就可以控制传递到驱动轮上的扭矩, 从而调节驱动轮的滑转率。发动机输出扭矩调节主要有三种方式: 点火参数调节、燃油供给调节和节气门开度调节。点火参数调节多是指减小点火提前角。燃油供给调节是指减少供油或暂停供油。节气门开度调节是指在原节气门体的基础上, 串联一个副节气门, 由传动机构控制其开度, 从而使其有效节气门开度获得调节, 它工作比较平稳, 易于与其它控制方式配合使用, 但它响应较慢, 需要和其它控制方式配合使用。(2)驱动轮制动控制驱动轮制动力矩调节就是在发生打滑的驱动轮上施加制动力矩, 使车轮转速降至最佳的滑转率范围内。制动力矩调节一般与发动机输出扭矩调节结合起来应用, 即干预制动后要紧接着调节发动机输出扭矩, 否则可能会出现制动力矩和发动机输出扭矩之间无意义平衡引起的功率消耗。制动力矩调节的实质是控制差速作用,所以该控制方式对路面两侧附着系数差别较大, 只有一个车轮打滑时, 效果较好, 但在高速(大于48 km/h ) 下, 不宜使用, 以避免制动摩擦片过热。图1-3-1是带有发动机输出扭矩调节的驱动轮制动力控制的ASR 系统图。图1-3-1 驱动轮制动力调节ASR系统图(3)防滑差速器锁止控制普通的开式差速器在任何时刻都向左右轮输出相同的扭矩, 对差速器进行锁止控制就是使左右驱动轮的输入扭矩根据控制指令(锁止比) 和路面情况而不同。当路面两侧附着系数L差别较大时, 低L一侧驱动轮发生滑转时, 电子控制装置驱动锁止阀,一定程度地锁止差速器,使高L一侧驱动轮的驱动力得以充分发挥, 车速和行驶稳定性获得提高,但该方法成本较高。图1-3-2是通过防滑差速器进行驱动防滑控制的ASR系统图。图1-3-2差速器控制ASR系统图1.4 防滑转（ASR）控制系统的主要发展历程汽车驱动防滑控制系统是伴随着汽车制动防抱死系统(ABS)的产品化而发展起来的,实质上它是ABS基本思想在驱动领域的发展和推广。世界上最早的汽车电子驱动防滑装置是在1985 年由瑞典保时捷汽车公司试制生产的,并安装在保时捷汽车上,该系统被称为ETC(电子牵引力控制),是通过调节燃油供给量来调节发动机输出扭矩,从而控制驱动轮滑转率,产生最佳驱动力的。1986年在底特律汽车巡回展中,美国通用汽车公司雪佛兰分部在其生产的克尔维特·英迪牌轿车上安装了牵引力控制系统,为驱动防滑控制系统的发展作了良好的宣传。同年12月,博士公司第一次将制动防抱死(ABS)技术与驱动防滑(ASR)技术结合起来应用到奔驰S级轿车上,并开始了小批量生产;与此同时,奔驰公司与威伯科公司也开发出了驱动防滑系统,并应用在货车上。1987年, 博士公司在原ABS/ASR的基础上开始大批量生产两种不同形式的汽车驱动防滑系统,一种是可保证方向稳定性的完全通过发动机输出扭矩控制的ABS/ASR,另一种是既可保证方向稳定性,又可改善牵引性的驱动轮制动力调节与发动机输出扭矩调节综合控制的ABS/ASR;同年9月,日本丰田汽车公司也在其生产的皇冠牌轿车上安装了TCS。1989 年, 德国奥迪公司首次将驱动防滑调节装置安装在前置前驱动的奥迪轿车上。截至1990年底,世界上已有23个厂牌的50余种车型安装了驱动防滑装置,并且许多厂家开始削减四轮驱动车型号,而改为发展ASR系统。1993年, 博士公司又开发出了第五代ASR,使其结构更紧凑,成本大大降低,可靠性增强。据有关专家预测,到2000年,将有50%的轿车、货车装备ASR。第二章 驱动防滑系统（ASR）的结构与工作原理2.1电子控制防滑转（ASR）系统理论基础汽车行驶时,驱动力的增大受到地面附着条件的限制。随着驱动轮转矩的不断增大,汽车的驱动力也随之增大,当驱动力超过地面附着力时,驱动轮就开始滑转。轮胎与路面之间的附着系数与滑转率有直接关系。驱动轮的滑转率表示驱动轮的滑转程度,可用下式表示:Sx=(Vw-V)/Vw×100% =(Rw-v)/Rw×100%式中:Vw 车轮滚动时的瞬时圆周速度(m/ s) ; V 汽车实际行驶速度(m/s) ; R 车轮半径(m) ; w车轮转动角速度(rad/s) 。图2-2-1 是驱动轮纵向驱动力与其滑转率的关系图。从图中可以看到, 当驱动轮滑转率Sx从0开始增加时, 驱动力Fx也随之增大, 当Sx达到St(一般St= 0. 08 0.30) 时,驱动力达到最大值Fxmax ,此后,如果Sx继续增加, 驱动力反而随之下降,当Sx达到1时,即车轮发生纯滑转时, 其驱动力要远远小于Fxmax , 所以从牵引性上考虑, 驱动轮的滑转率最好处于St的一个小邻域内,但同时考虑到车辆侧向力Fy随纵向滑转率的增大而急剧减小, 所以从侧向力上考虑, 并注意到车辆的方向稳定性, 一般认为驱动轮的最佳滑转率在略小于St的范围内,可取在0.080.15之间。 图2-2-1 纵向力与侧向力与车轮滑转率的关系2.2电子控制防滑转（ASR）系统基本组成电子控制防滑转（ASR）系统基本组成是由以下组成：（1）ECU：ASR电控单元；（2）执行器：制动压力调节器、节气门驱动装置；（3）传感器：车轮轮速传感器、节气门开度传感器。2.2.1 ASR的传感器ASR系统的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。一般轮速传感器与ABS系统共用，主要完成对车轮速度的检测，并将轮速信号传送给ABS和ASR电子控制单元。主、副节气门位置传感器用于检测节气门的开启角度，并将这些信号传送给发动机和自动变速器电子控制单元。2.2.2 ASR的电控单元（ECU） 一般，ABS和ASR共用一个电子控制单元。对于驱动防滑系统，它根据驱动车轮转速传感器输送的速度信号计算判断出车轮与路面间的滑转状态，并适时地向其执行机构发出指令，以降低发动机的输出转矩和车轮的转速，从而实现防止驱动轮滑转的目的。此外，电子控制单元（ECU）还具有以下四种功能：车轮防滑控制、初始检测功能、故障自诊断功能、失效保护功能。2.2.3 ASR的执行机构ASR系统的执行机构主要是ASR制动压力调节器和节气门驱动装置。前者是根据从ABS和ASR电子控制单元传来的信号，为ABS执行器提供液压；后者则根据ASR电子控制单元传来的信号控制副节气门的开启角度。2.3电子控制防滑转（ASR）系统工作原理ASR基本控制原理如图2-3-1所示。图2-3-1 ASR基本控制原理图车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。2.3.1 车轮转速传感器轮速传感器的功用是检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS/ASR的电控单元（ECU）。目前，用于ABS/ASR系统的速度的速度传感器主要有电磁式和霍尔式两种：（1） 电磁式转速传感器结构传感头的结构如下图（2-3-1-1）所示，它由永磁体2、极轴5和感应线圈4等组成,极轴头部结构有凿式和柱式两种。 1、电缆 2、永磁铁 3、外壳 4、感应线圈 5、极轴 6、齿圈图2-3-1-1（电磁式传感头结构）齿圈6旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆1输入ABS/ASR的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS/ASR电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。（2）霍尔轮速传感器霍尔轮速传感器也是由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体，霍尔元件和电子电路等组成，永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，如下图所示。 1、磁铁 2、霍尔元件 3、齿圈 图2-3-1-2（霍尔式传感头结构）当齿轮位于图中(a)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿轮位于图中(b)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个毫伏(mV)级的准正弦波电压。此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压。 2.3.2 制动压力调节装置制动压力调节器串接在制动主缸与轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。通常，把电磁阀直接控制轮缸制动压力的制动压力调节器称作循环式调节器，把间接控制制动压力的制动压力调节器称作可变容积式调节器。循环式制动压力调节器此种形式的制动压力调节器是在制动总缸与轮缸之间串联一电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路相通。 该系统的工作原理如下：(1) 常规制动常规制动过程中，ABS系统不工作。电磁线圈中无电流通过，电磁阀处于“升压”位置，此时制动主缸与轮缸直通，由制动主缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油泵也不需工作。(2) 保压过程当轮速传感器发出抱死危险信号时，ECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流(约为最大电流的1/2)时，电磁阀处于“保压”位置。此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封，轮缸中的制动压力保持一定。 （3）减压过程如果在“保持压力”命令发出后，仍有车轮抱死信号，ECU即向电磁线圈通入一个最大电流，电磁阀处于“减压”位置，此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通，轮缸中制动液经电磁阀流入储液室，轮缸压力下降。 （4）增压过程当压力下降后车轮加速太快时，ECU便切断通往电磁阀的电流，主缸和轮缸再次相通，主缸中的高压制动液再次进入轮缸，使制动压力增加。2.3.3电子控制装置（ECU）防滑控制系统的电子控制装置（ECU）是以微处理器为控制核心，配有输入和输出电路及电源组成。ASR与ABS的一些信号输入和处理是相同的，为减少电子器件的应用数量，ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起。ECU由以下几个电路组成：1、车速传感器的输入放大电路。安装在各车轮上的车速传感器根据轮速输出交流信号，输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。2、运算电路。 运算电路主要运行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算，以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。3、电磁阀控制电路。接受来自运算电路的减压、保持和增压信号，控制电磁阀的电流。4、稳压电源、电源监控系统故障反馈电路和继电器驱动电路。在蓄电池供给ECU内部所用5V稳压电压的同时，上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内，并对轮速传感器输入放大电路、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视，控制着继动电动机和继动阀门。出现故障信号时，关闭继动阀门，停止ABS工作，返回常规制动状态，同时仪表盘上的ABS警报灯变亮，让驾驶员知道有异常情况发生。 ECU的工作原理：ECU是ABS系统的控制中心，它的本质是微型数字计算机，一般是由两个微处理器和其它必要电路组成的、不可分解修理的整体单元，电控单元的基本输入信号是四个轮上传感器送来的轮速信号，输出信号是：给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号。电控单元有连续监测四轮传感器速度信号的功能。电控单元连续地检测来自全部四个车轮传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值，从这些数值中电控单元可区别哪个车轮速度快，哪个车轮速度慢。2.3.4 节气门开度传感器和节气门驱动装置在装有防滑控制系统的发动机上，有主节气门和副节气门。其中防滑控制系统是通过控制副节气门的开度来控制发动机的输出功率，从而进一步控制驱动车轮的驱动力的。在主、副节气门上都装有节气门开度传感器。节气门开度传感器将节气门开度的信号采集起来并传送给到电子控制装置。节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。步进电机根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。控制过程如下：ASR不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，ASR控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助节气门开度。第三章 电子控制防滑转(ASR)系统对车辆性能的影响下面通过仿真比较详细分析ASR对车辆的牵引性能、操纵性能、安全性和燃油经济性等的影响。3.1 防滑转（ASR）控制系统对牵引性能的影响汽车车轮在附着条件较差路面上, 往往发生滑转。如果采用ASR, 就能控制车轮的滑转率, 提高车辆的牵引性能。在低附着路面上进行了仿真计算, 假设车辆在一峰值仿真因数为0.2的低附着路面进行起步加速行驶, 这时主要为提高车辆的牵引性能, 所以将其理想滑转率设定为0.2，采用伪微分反馈（Pseudo - Derivative Feedback)方法进行控制,图3-1-1为车轮滑转率的比较,ASR 非常稳定地将滑转率控制在理想值附近, 而无ASR控制时, 其驱动轮发生高速滑转。图3-1-2为在10S内行驶距离的比较,从图中可以明显看出, 同样的条件下,ASR确实能够提高车辆的牵引性能, 其行驶距离提高了近50%。 图3-1-1 车轮滑转率的变化曲线 图3-1-2 车辆行驶距离的比较3.2 防滑转（ASR）控制系统对操纵性能的影响车辆在低附着路面或高速行驶下转弯, 由于车轮滑转率较高, 侧向力常常接近附着极限, 不但使车辆不能按正确路径行驶, 而且还会发生事故。若采用ASR， 使车轮滑转率控制在较小的范围内, 车辆可获得较大的侧向力。仿真时分两种工况, 首先汽车在峰值附着因数为0.2 低附着路面进行起动计算转弯的试验, 起动时方向盘角阶跃输人, 前轮的转向角为0.05rad 从图3-1-3中可以看出, 有ASR时汽车无论纵向位移还是横向位移都有很大的提高. 图3-1-4为车辆在低附着因数（0.2）路面以10m/s的初始速度按良好路面的驾驶习惯作闭环单移线行驶的轨迹, 驾驶员的预瞄距离为10m 从图中可以看出, 在滑路上,如果不加ASR 车辆横向偏离行驶轨迹很大, 操纵性较差 而加上ASR, 车辆能较好地跟踪预定轨迹,其稳定性和操纵性都有很大的改善, 同时也能大大减轻驾驶员的负担。 图3-1-3角阶跃输入下车辆行驶轨迹 图3-1-4 单移线行驶轨迹3.3 防滑转（ASR）控制系统对燃油经济性的影响 ASR能有效地防止车轮空转, 从而大大降低油耗, 提高汽车的燃油经济性, 尤其是在低附着路面上。对燃油经济性进行比较计算, 首先将驱动轮的驱动转矩和角速度换算到发动机上, 再由万有特性曲线求出燃油消耗率, 最后可得到车辆在任何时刻的燃油消耗量。仿真计算主要在低附着因数（0.2）路面, 车辆用二档起步加速工况, 图3-1-5为加与不加ASR 的燃油消耗情况, 从图中可以看出, 由于在低附着路面上无ASR控制,车辆驱动轮发生高速滑转, 大大增加了燃油的消耗, 而采用ASR能够控制车轮过度滑转, 提高了车辆的燃油经济性。除此 ASR还对其它性能有所影响 由于ASR 能够防止车轮的滑转, 所以它极大地减轻了轮胎的磨损, 从而可以延长轮胎的使用寿命。另外由于它改善了车辆的操纵性能, 能够减轻驾驶员的负担, 尤其是在低附着路面上行驶, 还能大大提高车辆的安全性能。 图3-1-5 车辆燃油消耗量第四章 电子控制防滑转（ASR）系统的发展4.1防滑控制系统的国内发展概况国内对ASR的研究，大约开始于20世纪90年代。一些科研单位如清华大学、吉林工业大学、北京理工大学、同济大学、上海交通大学、济南重汽技术中心等对ASR技术的发展进行跟踪、研究，并取得了阶段性进展。目前，我国科研人员主要针对ASR控制系统的控制策略、控制算法、逻辑等关键环节进行研究。由于受电控发动机的限制，我国目前在ASR系统的控制理论方面大多侧重于采用以制动控制为主、发动机控制为辅的控制方法。总的来说，距离产品化研究还有一定的差距。因此国内尚无自主研发的集ABS和ASR为一体的ABS/ASR防滑控制系统产品出现。4.2防滑控制系统ASR的发展趋势4.2.1 ABS/ASR控制技术的提高目前，虽然ABS/ASR已经广泛应用，但控制方法还是以逻辑门限值控制为主。该控制方法虽比较简单，但逻辑复杂，所有的门限值都需要大量的实验来确定，调试起来很困难。而且，采用逻辑门限值控制的ABS/ASR系统通用性比较差，需要针对不同的车型重新开发。随着各种现代控制理论不断发展和完善，采用优化控制理论，可实现伺服控制和高精度控制。将智能控制技术如模糊控制、神经网络控制技术应用到ABS/ASR系统中，可以提高系统的自适应性和可靠性。相对于目前的基于滑移率的控制算法，基于路面附着系数的控制算法容易实现连续控制，能适应各种路面变化，控制滑移率在最佳滑移率附近，使ABS/ASR的控制效果得以改善。通过先进的测试手段可进一步完善ABS/ASR功能。例如，ABS控制车轮制动防滑时，车速没有直接测量，而是通过轮速的波动情况估取参考车速作为车速，然后计算滑移率用以控制，所以，ABS控制时的滑移率不能保证其准确性。4.2.2 减小体积与质量，简化结构 汽车上加装一些安全装置，质量随之增加，对燃油经济性不利。所以，在保证安全性的前提下，尽量减少质量。另外，不论是大型车还是小型车，其安装空间都是非常紧凑的，因此要求ABS/ASR装置的体积尽可能的小。减小ABS/ASR体积的主要途径是优化结构设计（如减小压力调节器尺寸）、增加集成度。目前，经过优化的ABS已将制动主缸、压力调节器和电控单元等集成为一体，从而大大减小了体积和成本。4.2.3 控制功能的扩展和集成将各个功能不同的汽车电子控制系统集成，在实现各自基本功能的前提下，形成新的具有更强大功能的集成电控系统是汽车电子控制的必然趋势。把其它控制系统扩展进来，成为综合的汽车控制系统，是ABS/ASR系统的发展方向。目前，ABS/ASR向以下几个方向发展：（1）电子制动力分配EBD（Electric Brake force Distribution）集成，形成ABS/ASR/EBD系统，可以明显改善并提高ABS的功效。EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出4个轮胎由于附着力不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，以保证车辆的平稳和安全。（2）电子稳定性程序ESP （Electronic Stability Program）系统集成，形成ABS/ASR/ ESP综合控制系统，可解除汽车制动、起步和转向时对驾驶员的高要求。（3）和汽车巡航自动控制ACC（Adaptive Cruise Control）系统集成，形成ABS/ASR/ACC综合控制系统，可解除汽车制动、起步和保持安全车距方面对驾驶员的高要求。 4.2.4 与其他控制系统的信息交换和共享随着汽车电子化程度不断提高，汽车上ECU数目越来越多。为了提高信号的利用率，要求大量的数据信息能在不同的ECU中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换。传统的电器系统大多采用点对点的单一通讯方式，已远不能满足这种需求。为此，总线技术被引人到汽车电控系统中。总结本文从驱动防滑系统（ASR）的概念、基本结构、基本工作原理以及电子控制防滑转系统对车辆性能的影响和发展情况等方面对防滑控制系统进行了分析。汽车驱动防滑控制系统（ASR）是一种新型的主动安全控制系统，是继防抱死制动系统之后应用于车轮防滑的电子控制系统。由于它大大地提高了车辆的操纵性、稳定性和牵引性, 减少了轮胎磨损和事故风险, 增加了安全性和驾驶轻便性, 所以汽车驱动防滑控制系统获得了广泛迅速地发展。为了让更多的人对防滑控制系统有更多的了解，并能更好的使用它。在汽车快速发展的情况下，行车安全已经成为一个越来越重要的话题。防滑控制系统正是在此潮流中应运而生并得到了很好的应用和发展。防滑控制系统通过自身调节车轮制动力或驱动力，防止车轮在制动过程中被制动抱死或防止驱动车轮在驱动过程中发生滑转。从而提高汽车行驶的安全性。但是我们在看到其优越性的同时也要发现它的不足之处，并对其进行改进。通过学习汽车电子控制技术理论知识和本次课程设计，我们不仅要了解、使用防滑控制系统，同时我们也要在此学习中去探讨、去创新，发现更安全的电控系统。参考文献1司景萍，高志鹰.汽车电器及电子控制技术M.北京：北京大学出版社，2012.1.2李鹏，张鹏.汽车底盘电子控制技术M.北京：北京理工大学出版社，2011.2.3任少卿，陈慧岩，黄江波.汽车防滑控制系统ABS/ASR基本原理及发展趋势J.汽车电器，2006（3）：1-5.4麻友良.汽车电器与电子控制系统M.北京：机械工业出版社，2006.12.5李晓.汽车车身电控系统M.北京：机械工业出版社，2009.6王林超.汽车电控技术M.中国水利水电出版社，2010.6.7付百学.汽车电子控制技术下册M.机械工业出版社，2010.2.8邹长庚.现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断M.北京:北京理工大学出版社，2000.9王洪龄.汽车电控系统原理与检测技术M.山东：山东科学技术出版社，2007.