淺談汽車防滑控制系統(tǒng)的優(yōu)化

李欣

摘 要：驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)能夠提高汽車的牽引性、操縱性、穩(wěn)定性和舒適性，減少輪胎磨損和事故風(fēng)險，增加行駛安全性和駕駛輕便性，使得汽車在附著狀況不好的路面上能順利起步和行駛，并安全地制動。但是，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)存在一定的缺陷，本文對怎樣優(yōu)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：防滑控制；驅(qū)動力矩；滑轉(zhuǎn)率

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）23-120-1

保持驅(qū)動輪始終處于最佳滑轉(zhuǎn)率范圍的驅(qū)動防滑控制方式有很多種，比如發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制、驅(qū)動輪制動力矩控制、差速器鎖止控制、離合器或變速器控制等等。歸納起來分為兩類：一類是驅(qū)動力矩的控制；一類是制動力矩的控制。調(diào)節(jié)驅(qū)動力矩可以通過調(diào)節(jié)變速器傳動比、離合器控制、差速器鎖緊系數(shù)、發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩等方面實(shí)現(xiàn)。下面分別介紹其優(yōu)缺點(diǎn)：

一、調(diào)節(jié)變速器傳動比

變速器控制是指通過改變傳動比來改變傳遞到驅(qū)動輪的驅(qū)動力矩，以減小驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)程度。由于變速器控制的變化過于突然，慣性作用反應(yīng)時間較慢，舒適性下降。

二、離合器控制

離合器控制是指當(dāng)驅(qū)動輪發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)時，減弱離合器的接合程度，使離合器主、從動盤出現(xiàn)部分滑轉(zhuǎn)，從而達(dá)到減小輸出到半軸的發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的目的。由于主、從動盤之間出現(xiàn)相對滑動，使主、從動盤磨損加劇，長時間摩擦生熱使主、從動盤老化，壽命縮短，舒適性和經(jīng)濟(jì)性均變差。

三、差速器鎖止控制

差速器鎖止控制分機(jī)械控制式和電子控制式兩種。

機(jī)械控制式差速器結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)汽車的一側(cè)車輪處于附著力較小的路面上時，可按下儀表板上的電鈕，使電磁閥接通壓縮空氣管路，壓縮空氣便從氣管接頭進(jìn)入工作缸，推動活塞克服壓力彈簧，帶動外接合器右移，使之與內(nèi)接合器接合。結(jié)果，左半軸與差速器殼成剛性連接，差速器不起差速作用，即左右兩半軸被連鎖成一體一同旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)一側(cè)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)而無牽引力時，從主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩全部分配到另一側(cè)驅(qū)動輪上，使汽車得以正常行駛。但機(jī)械控制式差速器操縱不便，一般要在停車時進(jìn)行。

電子控制式差速器有利于自動控制，可以實(shí)現(xiàn)鎖止程度由0～100%逐漸變化，即從無鎖止?fàn)顟B(tài)到完全鎖止?fàn)顟B(tài)。電子控制的差速鎖可以把驅(qū)動輪的差速滑轉(zhuǎn)控制在某一范圍內(nèi)，使非滑轉(zhuǎn)輪具有更大的驅(qū)動力，從而獲得更好的加速性能，對提高車速及行駛穩(wěn)定性有良好的作用。但是差速器起作用時，會使操縱性能變得略差，而轉(zhuǎn)彎時，還會對操縱穩(wěn)定性造成損壞。

四、調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩

目前，調(diào)節(jié)變速器傳動比、離合器控制和差速器鎖止控制的方式在ASR中尚少采用，而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩又可通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度、點(diǎn)火提前角、燃油噴射量以及中斷燃油噴射和點(diǎn)火來實(shí)現(xiàn)。

1.點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)。

點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)是一種比較快速的驅(qū)動防滑控制方式，通過減小點(diǎn)火提前角來微量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，反應(yīng)時間僅為30～100ms。如果驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)仍然持續(xù)增長，則也可以中止部分氣缸的點(diǎn)火，中止部分氣缸的點(diǎn)火能使發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩迅速減小，但如果不能及時完全地中斷相應(yīng)氣缸的燃油供給，將會對催化轉(zhuǎn)換器造成嚴(yán)重地?fù)p害，因此，中止部分氣缸點(diǎn)火的方式在ASR中也很少采用。

2.供油量調(diào)節(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)。

供油量調(diào)節(jié)是指減少供油或暫停供油，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)驅(qū)動輪發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)時，電子調(diào)節(jié)裝置將自動減少供油量，甚至中斷供油，來減少發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，供油量調(diào)節(jié)是電控汽油機(jī)中比較容易實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動防滑控制方式。但是供油量調(diào)節(jié)同樣會導(dǎo)致汽油機(jī)的不正常工作，影響發(fā)動機(jī)和傳動系的使用壽命，而且容易造成汽油機(jī)的排放惡化。

3.節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)。

節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)是指在原節(jié)氣門通道的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個副節(jié)氣門，通過傳動機(jī)構(gòu)控制其開度，從而使其有效節(jié)氣門開度獲得調(diào)節(jié)，實(shí)際就是控制進(jìn)入汽油機(jī)氣缸的空氣量。其中主、副節(jié)氣門開度傳感器用于檢測主、副節(jié)氣門開啟角度并將信號發(fā)送給發(fā)動機(jī)與自動變速器控制單元，主節(jié)氣門傳感器與節(jié)氣門聯(lián)動，隨著駕駛員對加速踏板的控制，靠自身觸點(diǎn)檢測出發(fā)動機(jī)處于怠速狀態(tài)還是處于負(fù)荷狀態(tài)、或者是加減速狀態(tài)。副節(jié)氣門開度傳感器將信號傳給ASR控制單元。執(zhí)行器一般由步進(jìn)電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)組成，步進(jìn)電動機(jī)根據(jù)ASR控制單元輸出的控制脈沖信號轉(zhuǎn)動規(guī)定的轉(zhuǎn)角，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動輔助節(jié)氣門轉(zhuǎn)動。傳動機(jī)構(gòu)主要通過一裝在殼體上的旋轉(zhuǎn)軸、主動齒輪、凸輪軸齒輪等實(shí)現(xiàn)對副節(jié)氣門開度的控制，主動齒輪安裝在旋轉(zhuǎn)軸的末端，它能帶動安裝在副節(jié)氣門末端的凸輪軸齒輪旋轉(zhuǎn)，以此來控制副節(jié)氣門的開啟角度。這種方式工作比較平穩(wěn)，易于與其他控制方式配合使用，但響應(yīng)時間略長，實(shí)際應(yīng)用中大多和其他控制方式配合作用。

五、驅(qū)動輪制動力矩調(diào)節(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)

調(diào)節(jié)驅(qū)動輪制動力矩是利用制動器對發(fā)生滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪施加制動力矩，直接對滑轉(zhuǎn)的車輪起制動作用，使車輪轉(zhuǎn)速降至最佳的滑轉(zhuǎn)率范圍內(nèi)，反應(yīng)時間短，是防止滑轉(zhuǎn)最迅速的一種控制方式。制動力矩調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是控制差速作用，當(dāng)路面兩側(cè)附著力系數(shù)差別較大，只有一個車輪滑轉(zhuǎn)時效果較好。當(dāng)左右兩驅(qū)動車輪行駛在分離附著力系數(shù)的路面時，右驅(qū)動輪處于高附著力系數(shù)路面，左驅(qū)動輪處于低附著力系數(shù)路面，此時汽車的驅(qū)動力只取決于低附著力系數(shù)路面上的驅(qū)動力，為了防止在低附著力系數(shù)路面行駛的驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，可對其加上一制動力，這樣可獲得最大驅(qū)動力。正是這種驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速不同，由制動控制在兩個半軸所產(chǎn)生的差速作用，改善了汽車行駛的操縱性和穩(wěn)定性。但考慮到舒適性，制動力不能太大，為避免制動磨擦片過熱，一般只適用于汽車低速行駛下使用。因此這種控制方式只可作為發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩控制方式的補(bǔ)充，應(yīng)用中一般與發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)配合使用。