1.1研究电动汽车驱动控制系统的作用
电动汽车驱动控制系统（ASR）就是电动汽车的防滑转电子控制系统，也叫自动牵引力控制系统TCS（Traction Control System），是继ABS之后应用于车轮防滑的电子控制系统，对打滑的驱动轮进行控制，防止车辆在起步、急加速和滑溜路面行驶时驱动轮打滑的现象，维持车辆行驶的稳定性和良好的操控性[1]。
当车轮转动而车身不动或是汽车的移动速度低于转动车轮的轮缘速度时，车轮胎面与地面之间就有相对的滑动，这种滑动我们称为“滑转”，而不同于汽车防抱死系统的“滑移”。当驱动车轮产生滑转时同样会使车轮与地面之间的附着力下降，纵向的附着力下降引起牵引力的下降，导致汽车的起步性能，加速性能和通过滑溜路面的性能都降低；而横向附着力的下降则会引汽车起步、加速等的行驶稳定性。汽车防滑转电子控制系统是在车轮产生滑转时，通过对驱动轮即滑转轮在制动力或控制发动机输出动力上实施控制，以达到减小车轮滑转的目的，进而避免牵引力的减小和行驶稳定性的下降。

1.2电动汽车ASR的发展历程及国内外现状[2][3]
电动汽车驱动防滑控制系统是伴随着汽车制动防抱死系统((ABS)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Volvo汽车公司试制生产的，并安装在Volvo760Turbo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，从而控制驱动轮滑动率，产生最佳驱动力的。
1986年在底特律汽车巡回展中，美国GM公司在其生产的贝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很好的宣传。同年 12月，Bosch公司第一次将制动防抱死(ABS)技术与驱动防滑(ASR)控制技术结合起来用到Mercedes S级轿车上，并开始批量生产，与此同时，Benz公司与WABCO公司也相继开发了驱动防滑系统，并首先开始应用在货车上。
1987年，Bosch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的ABS/ASR系统，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综合控制的 ABS/ASR；同年9月，日本TOYOTA汽车公司生产的Grown牌轿车上安装了TCS。
1989年，德国 Audi公司首次将驱动防滑调节装置安装在发动机前置、前轮驱动的Audi轿车上。
进入 90年代，许多新的技术和控制方法应用到了ASR上。丰田公司开发出了一种新型的牵引力控制系统，它仅通过控制节气门开度和发动机输出转矩，而不涉及制动力调节。此系统有以下特征:节气门最初开度角自适应设定;节气门开度角自动调节;输出扭矩的有效控制。通过这些方式，系统实现了与制动压力调节几乎相同的功能，而其成本却大大降低。而且，由于这一系统既不影响转向，又不会增加噪音和振动，从而减轻了驾驶员负担，增强了它在各种不同路面上的操纵能力。1993年，Bosch公司又开发了第五代ASR，使其结构更紧凑，成本大大降低，可靠性显著增强。
另外，新的牵引力控制系统采用了模糊控制逻辑，增强了汽车在各种路面上的行驶稳定性。车轮的最佳滑动率随车速和路面的不同而瞬时变化，模糊控制逻辑的应用较好的解决此问题，其应用前景看好。
1995年Bosch公司开发出新的主动行驶安全系统FDR。在制动和驱动加速过程中，FDR不仅能保持、改进ABS和 ASR的基本作用，在横向动力学临界状态下，FDR系统会自动进行多次校正操作，起到了主动稳定支持功能避免发生致命伤害。Bosch公司开发的汽车动力控制系统VDC系统能不断地对方向盘指示的行驶方向或转弯路径与汽车的实际位移进行比较。它综合考虑了汽车的稳定性、操纵性和制动性，以改善汽车的侧向稳定性和操纵性。
截止2002年底，世界上已38个厂牌、近100种车型安装了驱动防滑装置，并且有许多厂家开始削减四轮驱动汽车型号，而改为发展ASR系统。
我国从事汽车驱动防滑控制的研究始于二十世纪九十年代中期。目前己成为国内汽车界的研究热点，各大汽车公司、研究所及大专院校已开始进行积极的研究工作。主要有:交通部重庆公路科学研究所、清华大学、西安公路交通大学、济南重型汽车技术研究中心、东风汽车公司、重庆宏按有限公司、陕西兴平514厂等。他们己做了大量的理论研究及试验，有的已开始试制产品。
据专家预测，到2010年，将有50%的轿车及货车装备ASR系统。
当前，在国内外保持驱动轮处于最佳滑转范围内的控制模式主要采用:发动机输出转矩调节、差速器锁止控制、驱动轮制动力矩调节、离合器和变速器的控制以及驱动轮的载荷控制等。
发动机输出转矩调节可以控制传到驱动轮上的转矩，从而调节驱动轮的滑动率。调节量主要有发动机的供油量、进气量及点火时间。对于电控发动机。发动机的供油量的调节是通过驱动防滑电子控制装置与发动机电子控制装置进行通讯，再由发动机电子控制装置调节供油量，也可采用中断发动机部分气缸的供油。该方式优点是便于实现，缺点是燃烧过程延长，影响发动机的动力性和传动系的寿命，排放恶化。发动机进气量调节是通过控制副节气门或可变配气相位机构来实现。该方式的优点是燃烧完全，减少排气污染，易于和其他控制方式配合使用，缺点是响应较慢。发动机的点火时间调节一般是由驱动防滑转电子控制装置与发动机电子控制装置进行通讯，再由发动机电子控制装置调节点火时间，也可中断发动机部分气缸的点火。该方式的优点是反应快，但容易造成燃烧不完全，增加排气净化装置的负担。发动机转矩控制具体实施方案的选择，既要考虑其实现的可能性，又要考虑其效能成本，还需考虑其对发动机和汽车其它性能的影响。
差速器锁止控制是通过对防滑差速器实施电子控制，其目的是使汽车低速行驶时差速器实现不等比例转矩分配，而在汽车高速行驶时差速器实现等比例转矩分配。这样就可以在较大范围内充分利用各驱动车轮的附着力使汽车获得最大牵引力，提高汽车的操纵稳定性。该方式的优点是高附着一侧驱动轮的驱动力得以充分发挥，缺点是成本高，不利于转向。
驱动轮制动力矩调节一般不单独使用而经常与其它控制模式组合使用。驱动车轮发生滑转时，如果在承受驱动力矩的同时承受制动力矩，作用于驱动轮上的主动力矩会有所减少，即可以控制驱动车轮的滑动率。该控制方式响应时间最短，是防止滑转最迅速的一种控制方式。
离合器和变速器控制的目的是改变驱动轮的驱动力矩，从而改变滑移率。当发现驱动轮发生过渡滑转时，减弱离合器的接合程度，使离合器主、从动盘出现部分相对滑动，从而减小传输到半轴的发动机输出转矩。变速器控制是指通过改变传动比来改变传递到驭动轮上的驱动转矩，以减小驱动轮滑转程度的一种防滑控制。但由于离合器和变速器控制反应较慢，变化突然，所以一般也不作为单独的控制方式，而且由于压力和摩擦等问题，使其应用较少。
驱动轮载荷控制就是通过调整悬架使汽车载荷在各车轮之间得以调配。当驱动车轮的附着条件不一致时，可以通过悬架的主动调整使载荷较多地分配在附着条件较好的驱动轮上，使各驱动轮附着力的总和有所增大，从而有利于增大汽车牵引力，提高汽车的起步加速性能:也可以通过悬架的主动调整使载荷较多地分配在附着条件较差的驱动轮上，使各驱动轮的附着力差异减小，从而有利于各驱动轮之间牵引力的平衡，提高汽车的行驶方向稳定性。这种控制较为复杂.成本较高，现在己很少采用。
由于各自控制方式的局限性，一般不仅仅使用一种控制方式，而是组合应用。如节气门开度调节与制动力矩调节相结合，可以大大改善汽车的牵引性、操纵稳定性;点火参数与制动力矩调节相结合:节气门开度与差速器锁止控制相结合等，现在广泛使用的是发动机节气门开度调节与制动力矩调节相结合的方式。

1.3本文研究的内容
本文是以轿车为基础分析汽车驱动控制的原理与结构形式，比较各种系统的特点及其应用情况，选择好合理的控制和组合方式之后，完成ASR的系统设计。根据所完成的系统设计和控制方式设计对部件进行选型和设计；根据控制方式选择合理的控制电脑硬件部分，完成硬件组成的原理图；根据硬件组成情况和控制方式的选择完成软件框图，并编写源程序。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 下一页