电动汽车控制原理方法及控制规律研究 第3页
ASR的结构形式与工作原理
2.1系统的控制方式
2.1.1滑转率
防滑转电子控制系统的控制参数是滑转率，所以整个系统都是在围绕滑转率来运行的。滑转率的计算公式如下：
（2.1）
式中： ——驱动轮滑转率（%）；
——驱动轮轮缘速度（km/h）；
——汽车车身速度（km/h）。
在实际应用当中常以非驱动轮的轮缘速度代替。当车身不动即： =0时，而驱动车轮转动时即： >0时， =100%，车轮处于完全滑转状态；当驱动车轮处于 = 时， =0，驱动车轮处于纯滚动状态。电子控制单元根据各车轮转速传感器信号计算 ，当 超过某一限定值时，电子控制单元就输出控制信号给执行机构，抑制车轮的滑转。
汽车驱动能力的大小反映在路面最大附着系数的利用率上。汽车驱动时的附着系数与滑动率的关系。
图2.1 附着力与滑转率的关系
图2-1中横向附着力与滑转率的关系可以看出，当纵向附着力系数为零时，横向附着力系数最大，随着滑转率的增加，横向附着力系数急剧减小，当滑转率为100%时，横向附着力系数接近于0，此时若汽车受到轻微的横向力就会发生横向滑移，从横向稳定性上考虑，车轮的纵向滑转率越小越好。由此可见，比较理想的驱动轮纵向滑转率应略小于峰值附着系数所对应的滑转率即约在5%-30%之间。这样不但可保证车辆具有良好的牵引性，同时又具有一定的侧向稳定潜能。汽车牵引力控制系统正是利用它们的这种关系，在驱动过程中将驱动轮的滑转率控制在5%-30%的范围内。
2.1.2各种控制方式
ASR的控制驱动轮滑转率方式主要有5大方式。分为驱动轮制动力矩控制、发动机输出转矩控制、差速器锁止控制、离合器控制、变速器控制。[4]
○1驱动轮制动力矩控制
驱动轮制动力矩控制就是在驱动时，一侧车轮速度超过滑转率门限控制值时给打滑的驱动轮施加制动力矩，使轮速降到最佳的滑转率范围内来。这种方式的防滑转控制迅速，在驱动轮加速，滑转率增大超过限制值时，便施加制动力使驱动轮速下降。于是接着减小制动压力，直到滑转率接近零，获得充分的驱动力。在低附着力系数路面制动时，轮速对压力十分敏感，制动力不能大，其控制压力比ABS要小。在高速时也不宜使用，以免制动器过热，一般它作为发动机转矩控制的联合，使达到制动力矩之间的平衡，保证稳定行驶。
○2发动机输出转矩控制
汽油发动机控制输出转矩主要有三种，利用驱动防滑控制器输出指令，执行点火参数、燃油供给和节气门开度的调节。汽油发动机控制输出转矩的控制原理见表2.1
表2.1
控制方法 控制原理
点火参数调节 点火提前角减小可适度减小转矩，若此时驱动轮打滑仍然持续加剧，则可暂时中断点火和供油。点火参数调节是比较迅速的驱动打滑控制方式，反应时间为30-100ms
燃油供给量调节 减少供给和暂停供油，减小转矩是现代驱动防滑转控制中比较容易的方式。可以和燃油电子控制结合在一起
节气门开度调节 节气门开度调节是指在原节气门管路上再串联一个副节气门，由传动机构控制其开度，调节输出转矩。其工作平稳，响应较慢，需要与其他控制方式配合使用
○3差速器锁制方式控制
对差速器进行锁制控制使左右驱动轮的输入转矩不一定相同。电子控制的差速器根据路面情况和控制指令（锁止比）把滑转控制在某一范围内。当路面两侧附着系数不同时，低附着系数一侧的驱动轮滑转，这时有电子控制驱动锁止阀，一定程度地去锁止差速器，使高附着系数一侧驱动轮的驱动力获得充分发挥，以提高车速和行驶稳定性，同时差速器锁止程度的控制，还有利于弯道上形式稳定性和操控性。
电子控制的差速器可以把左右驱动轮的滑转率之差控制在允许的范围内，当汽车起步时，调节差速器的锁止程度，能使驱动力充分发挥，提高车速与行车稳定性，当左右驱动轮在不同的分离附着系数路面上及弯道上行驶时，能提高汽车稳定行驶的能力。
图2.2 制动控制时产生的差速锁作用
○4离合器控制
离合器控制是在驱动轮发生过度打滑时，减弱离合器的结构程度，使离合器主、从动盘出现部分相对滑转，从而减小传递到轮轴的驱动力矩
○5变速器控制
变速器控制则是改变传动比来改变驱动转矩的。
2.1.3控制方式的性能对比与选取
不同控制方式的ASR性能对比如下表
表2.2
控制方式 牵引性 操纵性 稳定性 舒适性
节气门开度 差 较差 较差 好
点火参数及燃油供给 无 较好 较好 较差
驱动轮制动力矩调节 好 较差 较差 差
差速器锁止控制 好 较好 较好 较差
离合器或变速器 较好 无 较好 差
节气门开度+制动力矩 好 好 好 较好
点火参数+制动力矩 较好 好 好 较好
节气门开度+差速器锁止 好 较好 较好 较好
点火参数+差速器锁止 好 较好 较好 较好
“无”表示无影响
由于离合器控制和变速器控制均反应较慢，变化突然，一般不作为单独ASR控制方式应用。由于各种控制方式的局限性，驱动防滑常采用组合控制。所以本问选用发动机节气门开度调节和驱动轮制动力调节的组合控制方式，这也是目前被广泛采用的ASR控制方式。
2.2 ASR系统的组成
2.2.1系统的基本组成
ASR系统的基本组成图如下
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