汽车牵引力控制系统技术的应用

近年来采用牵引力控制系统的汽车越来越多.牵引力控制系统TractionControlSystem,简称TCS.作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力.汽车在行驶时,加速需要驱动力,转弯需要侧向力.这两个力都来源于轮胎对地面的摩擦力,但轮胎对地面的摩擦力有一个最大值.在摩擦系数很小的光滑路面上,汽车的驱动力和侧向力都很小.

当制动时车轮抱死,汽车不仅仅失去转向操纵性能.如果在起步时猛加速,同样的情况也会出现.作为ABS系统的补充,电控牵引力控制已经开启成功.这种控制系统防止起步或行驶中急加速时出现的车轮滑转.这样,可使在滑转的单个车轮受到强行制动.检测如两个或所有车轮滑转,通过控制发动机的发动机的方式来减小驱动力距.牵引控制被称为ASR或TRC.

1.什么是汽车牵引力控制

丰田公司把ASR称作牵引力或驱动力控制系统,常用TRC―TractionControlSystem表示,其他公司一般简称TCS）TCS又称循迹控制系统.汽车在光滑路面制动时,车轮会打滑,甚至使方向失控.同样,汽车在起步或急加速时,驱动轮也有可能打滑,在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险.TCS就是针对此问题而设计的.

牵引控制主要功能如下:(1)保持操纵稳定性(2)减轻横摆力距的影响.(3)所有转速下提供最佳驱动力.(4)减轻驾驶员劳动强度(5)良好的牵引控制系统的主要优点如下:(6)改善牵引力(7)在附着系数小的路面上,具有更好的安全性和稳定性.(8)减小了驾驶员的负担.(9)增加了轮胎的使用寿命.(10)在转弯和绕过墙角时,无车轮滑转现象.

在许多情况下,自动控制系统能够比驾驶员更快更精准地进行干预.这样,在驾驶员不能适应情况变化时,使车辆稳定性得到保持.

2.汽车牵引力控制的作用

牵引力控制系统的作用是:在汽车加速时自动地控制驱动力,以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内,从而保持汽车行驶的稳定性.这和防抱死制动系统的作用大同小异,防抱死制动系统的作用是防止轮胎抱死,提高汽车制动时的行驶稳定性.牵引力控制系统的控制装置是一台计算机.利用计算机检测4个车轮的速度和转向盘转向角,当汽车加速时,如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大,计算机立即判断驱动力过大,发出指令信号减少发动机的供油量,降低驱动力,从而减小驱动轮轮胎的滑转率.计算机通过转向盘转角传感器掌握司机的转向意图,然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差,从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样.如果检测出汽车转向不足(或过度转向),计算机立即判断驱动轮的驱动力过大,发出指令降低驱动力,以便实现司机的转向意图.

汽车停止时,4个车轮的速度都是零.在汽车起步时,也即从零车速加速时,牵引力控制系统检测驱动轮的滑转率,如果检测到较大的滑转率时,发出指令降低发动机的功率,减小轮胎的滑转率,在汽车起步时,完全不让轮胎打滑是不行的,但轮胎的滑转率过大,将加速轮胎的磨损,降低轮胎和地面的摩擦力,对起步加速没有一点好处.

当轮胎的滑转率适中时,汽车能获得最大的驱动力.转弯时如果使轮胎产生较大的滑转,将使汽车的加速能力变好.该系统可以利用转向盘转角传感器检测汽车的行驶状态,判断汽车是直线行驶还是转弯,并适当地改变各轮胎的滑转率.

3.ASR（TRC,TCS）系统工作过程

ECU根据各个车轮的轮速传感器的信号,确定驱动轮的滑转率和汽车的参考速度.当ECU判定驱动轮的滑转率超过设定的门限值时,就使驱动副节气门的步进电机转动,减小节气门的开度,此时,即使主节气门的开度不变,发动机的进气量也会减少,使输出功率减小,驱动轮上的驱动力就会随之减小.如果驱动车轮的滑转率仍未降低到设定的控制范围,ECU又会控制TRC（TCS）制动压力调节装置和TRC制动压力装置,对驱动车轮世家一定的制动压力,使制动力距作用于驱动轮,从而实现驱动防滑转的控制.

4、牵引力控制系统的组成

1-储液灌

2-制动总泵

3-比例阀

4-ASR制动压力调节器

5-制动分泵

6-轮速传感器

7-ABS制动压力调节器

8-主,副节气门

9-ABS/TRC（TCS）ECU

10-发动机ECU

11-ASR工作指示灯

12-ASR关闭指示灯

13-ASR控制开关

14-步进电机

15-节气门位置传感器

5.牵引力控制工作情况

ABS/TRC（TCS）液压系统基本组成:(1)当需要对驱动轮施加制动力距时:TRC（TCS）的3个电磁阀都通电.(2)当需要对驱动轮保持制动力距时:ABS的2个电磁阀通较小电流.(3)当需要对驱动轮减小制动力距时:ABS的2个电磁阀通较大电流.(4)当无需对驱动轮施加制动力距时:各个电磁阀都不通电且ECU控制步进电机转动使副节气门保持开启.

6.结语

牵引力控制系统也有缺点.当司机利用油门开度,调整汽车行驶状态时,该系统妨碍司机的驾驶意图.例如后轮驱动汽车转弯时,为了减小转弯半径,技术熟练的司机往往加大油门使汽车加速,利用后驱动轮打滑产生的过转向现象,调整汽车转向中的状态.但由于牵引力控制系统的作用,后驱动轮不能打滑.这样就妨碍了司机的驾驶意图,使汽车在较大的转弯圆弧上转向.此外有的人过分相信牵引力控制系统,认为该系统能保证汽车按司机的意图转向.随便地以超高车速进入弯道,结果不是出现转向不足就是转向过度.牵引力控制系统和防抱死制动系统一样,其作用是有限的,过分的依赖这些控制系统是十分有害的.

电子稳定程序ESP整合了ABS和TCS的功能,并且增加横摆扭矩控制―防侧滑的功能.在紧急操控,如快速转向、反向转向、紧急变道、紧急避让等危急情况下,ESP能够帮助驾驶者保持对车辆的控制.