第六章--驱动控制优秀PPT.ppt

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1、一、概述一、概述n汽车真实的运动状态是否与驾驶员的意图一样取决于：n1）驾驶员推断的正确性（阅历）。n2）驾驶员的动作和他的意图是否能达到一样（阅历和反应速度）。n3）汽车系统是否处于可控状态。n要使汽车处在可控状态，车轮的滑转或滑转率必需限制在允许的范围之内，而精确刚好地限制滑转率，驾驶员是难于做到的。概述概述n驱动限制装置（Anti-Skidding Restraint,Traction Control,简称ASR或TRC），用于防止汽车加速、起步过程中的滑转，特殊防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，以便保持方向稳定性、操纵性和最佳驱动力。概述概述n目前，通常接受两种方法防止驱动轮

2、滑转：n1）制动限制方式，即对将要空转的驱动轮施加制动力。n2）发动机转矩限制，即调整发动机输入到驱动轮上的转矩。n制动限制方式比发动机限制方式响应速度快，且能对每个驱动轮进行独立限制，但发动机限制可以节能。两种方法可单独运用，也可组合运用。二、驱动限制（二、驱动限制（ASR）原理与限制方法）原理与限制方法二、驱动限制（二、驱动限制（ASR）原理与限制方法）原理与限制方法n（一）发动机转矩调整方式 n1、限制燃油喷射和点火时间 n滑转率计算：其中，：主动轮旋转速度；：从动轮旋转速度。限制燃油喷射和点火时间限制燃油喷射和点火时间n设期望滑转率为 ，则发动机转矩限制规律为：减小发动机转矩 增加发动

3、机转矩 减小发动机转矩输出最简洁的方法是停止某些缸喷油，如四缸机可将发动机转矩分为4级。限制燃油喷射和点火时间限制燃油喷射和点火时间n为达到限制更为精细的目的，可接受双循环燃油中断喷射法，这样四缸机可得到8级限制的发动机转矩输出。同理，接受多循环燃油中断喷射法可以得到更多级的转矩输出。但随着级数的增加，限制成本随之增加。n接受中断喷油法和延迟点火组合方式能够快速实现发动机转矩限制，但发动机限制系统要做相应的调整。2、节气门调整方式 n上述方法不须要增加硬件，但发动机噪声大，运转不平稳。因此，目前更广泛接受的是节气门调整方式。n节气门调整方式是接受步进电机驱动副节气门来实现的，所以这种方式响应较

4、慢。（1）限制算法 n驱动轮的志向速度：式中，：汽车行驶速度；：驱动轮期望的滑转率。节气门闭环限制规律为：式中，、：驱动轮实际速度；：驱动轮目标速度；：节气门开度角；：节气门的初始角。：为反馈限制增益；限制算法n上式即为PI限制器。由于传感器信号的噪声和路面的扰动，无法接受微分项。n试验证明，仅仅通过整定反馈增益对驱动限制不会有明显的改善。还必需对发动机接受其它限制方式和正确选定节气门的初始角。（2）初始角的自适应限制 n从节气门动作到发动机转矩降低，不行避开地存在滞后时间。为了抵消这一时间滞后，在ASR模式启动瞬间，可接受供油中断法使发动机转矩快速降低。供油中断法作用时间取决于步进电机把副节

5、气门驱动到初始角的时间。所以，应合理选择初始角。n节气门的初始角应是路面附着系数和发动机当前转速的函数。这只是一个定性关系，定量描述涉及很多因素。在实际限制中，一般通过试验探讨，建立这一关系的参照表格。（3）阶跃关闭节气门开度 n车辆在行驶过程中，常常遇到路面附着系数从大到小的跃变，如汽车从积雪路面行驶到结冰路面。这时一般接受喷油中断法马上减小发动机的转矩输出，但此时为了与闭环限制相适应，必需中断喷油结束后使副节气门阶跃关闭相应的角度。关闭角度的大小与供油中断吩咐的时间间隔相关。（4）爬行转矩的驱动限制 n有时在某种路面条件下，即使当副节气门处在全关闭状态，所得到的爬行转矩仍旧太高。这时只有接

6、受供油中断法减小驱动轮的滑转率。这一限制策略的另一个优点是，轮胎滑转的噪声随之降低。（5）自适应反馈增益n所谓自适应反馈增益，就是实时估算路面附着系数，来自动调整反馈增益大小。n为提高汽车的加速性能，应接受非对称反馈增益。即在相同状况下，如驱动轮速在目标车速之上，接受较小的增益；在目标车速之下，接受较大增益。（6）总体限制策略n上述25的自适应逻辑条件综合起来，得到驱动限制总体方案。须要指出的是：供油中断方式在某些状况下（如发动机温度过低、转速过低）不能接受时，则接受点火延迟限制来改善驱动限制的响应速度。n接受节气门与发动机管理系统进行综合驱动限制，其效果特别接近制动限制方式，且能耗较低。小结

7、n基于节气门和发动机管理限制的驱动限制性能几乎达到制动限制的水平，而实现的成本比制动限制方式低。且消退了纯粹的供油中断方式的噪声和振动。但这种限制方式和其它基于发动机转矩限制方式一样，在非对称路面的效果不好。（二）接受制动方式的驱动限制n1、ASR系统建模n有发动机模型、传动系模型、汽车模型等（略）n2、ASR逻辑限制算法n防滑限制也可接受类似于ABS的逻辑门限方式。这种限制算法简洁、牢靠性强、便于实现。另外，防滑限制与防抱制动集成于一体，算法类似，可以大大简化程序结构。ASR限制算法和和或3、性能试验性能试验n干脆进行道路试验工作量很大，也不简洁实现一个典型的试验环境。一般接受有硬件系统与计

8、算机混合的仿真系统。硬件系统为真实的ASR装置，计算机模拟部分为汽车模型、限制算法、轮胎与路面相互作用模型及发动机模型。要求模拟系统完成一步计算所需的时间应小于等于实时限制的时间。（三）组合限制及实例 n上述两种驱动限制方式各有优缺点，因此，为了实现驱动力最佳限制，即最大限度地提高汽车的经济性、动力性、方向稳定性及可操纵性，通常接受发动机转矩与车轮制动的组合限制方式。nCrown ASR限制系统nLexus ASR限制系统（四）实现实现ASR不同方式的性能比较不同方式的性能比较 nASR系统的本质是：n1）限制作用在驱动轮上的转矩。n2）在非对称路面，对传到驱动轮上的转矩实现最佳安排，从而改善

9、汽车的加速性，方向稳定性和操纵性。n事实上还有其它方法可满足上述要求，但在汽车上原委接受哪种方式，则取决于很多因素，如汽车本身的结构、成本和牢靠性、是否会产生有损于舒适性的负效应等。实现ASR限制的各种不同方法的性能比较注：*表示仅在低速下是可行的；表示很好；（）表示好；RWD表示后轮驱动；FWD表示前轮驱动；表示较好；0表示一般；表示不好；表示很不好；表示特别不好；LDS表示限滑差速器。三、ASR与ABS限制算法的比较nASR限制与ABS限制相比，其限制算法有相同的地方，也有不同的地方，既有它简洁的方面，又有它困难的方面。nASR和ABS虽然都是最佳利用路面附着系数，但两者所利用的区间不同，附着系数的志向工作点也不同。ABS限制的是车轮的滑移率，并把滑移率限制在附着系数曲线的峰值；而ASR限制的是车轮的滑转率，通常把滑转率限制在10左右。