第二節 驅動輪防滑轉的控制方法

防止驅動輪滑轉的控制方法主要有：控制發動機的輸出轉矩、控制驅動輪的制動力以及控制防滑轉差速器的鎖止程度。這些控制方法的最終目的都是調節驅動輪上的驅動力，并將驅動輪的滑轉率控制在最佳滑轉率范圍之內。

一、控制發動機的輸出轉矩

通過調節發動機的輸出轉矩來調節驅動輪的驅動力是實現防滑轉控制的方法之一。這種控制系統能夠保證發動機輸出轉矩與地面提供的驅動轉矩達到匹配，因此可以改善燃油經濟性，減少輪胎磨損。使汽車具有良好的行駛穩定性和乘坐舒適性。對于前輪驅動的汽車，能夠得到良好的轉向操縱性。在裝備電子控制燃油噴射系統EFI的汽車上，普遍采用了控制發動機輸出轉矩的方法來實現防滑轉控制。

控制發動機輸出轉矩的方法有：控制點火時間、控制燃油供給量及控制節氣門開度等。

1.控制點火時間

由內燃機原理可知，減小汽油發動機的點火提前角或切斷個別氣缸的點火電流，均可微量降低發動機的輸出轉矩。現代汽車普遍采用電子點火系統，其點火時刻是根據發動機轉速、負荷以及冷卻液溫度等信號確定。在汽車行駛過程中，防滑轉控制電控單元（ASR ECU）根據輪速傳感器和車速傳感器信號即可計算確定驅動輪滑轉率的大小，通過減小點火提前角，即可微量降低發動機的輸出轉矩。當驅動輪滑轉率很大，延遲點火時刻不能達到控制滑轉率的目的時，則可中斷個別氣缸點火來進一步減小滑轉率。在中斷個別氣缸點火時，為了防止排放增加和三元催化轉換器過熱，必須中斷燃油噴射。恢復點火時，點火時間將緩慢提前，保證發動機輸出轉矩平穩增加。

2.控制燃油供給量

短時間中斷供油也可微量調節發動機的輸出轉矩，但響應速度沒有減小點火提前角迅速。這種控制方法適用于未采用燃油噴射系統的汽油發動機或柴油發動機汽車。

在采用電子加速踏板的汽車上，根據加速踏板行程大小，通過調節汽油發動機節氣門開度或柴油發動機噴油泵拉桿位置，使進氣量或供油量改變即可調節發動機的輸出轉矩，控制方法如圖3-2所示。

圖3-2 發動機輸出轉矩的控制

當駕駛人操縱加速踏板時，加速踏板的行程信號由傳感器輸入防滑轉電控單元（ASR ECU），ASR ECU根據預先存儲的數據和發動機轉速、冷卻液溫度及進氣溫度等信號確定伺服電動機（步進電動機）控制電壓或電流的大小，再由伺服電動機調節節氣門開度或噴油泵拉桿位置，通過調節進氣量或供油量來調節發動機的輸出轉矩。

3.控制節氣門開度

控制節氣門位置（開度）可以控制進入氣缸的進氣量，從而能夠顯著改變發動機的輸出轉矩，現代汽車（如豐田雷克薩斯LS300、LS400型轎車）普遍采用這種控制方式。

在采用電子控制燃油噴射系統（EFI）的汽車上，ASR ECU根據輪速傳感器和車速傳感器所輸出的信號計算確定驅動輪滑轉率的大小之后，通過控制節氣門開度和燃油噴射量等即可調節發動機的輸出轉矩。當驅動輪滑轉率超出規定值范圍時，ASR ECU便向執行器發出控制指令，減小節氣門的開度、縮短噴油器的噴射時間或中斷個別噴油器噴油，這樣可迅速降低發動機的輸出轉矩，從而防止驅動輪滑轉。

二、控制驅動輪的制動力

控制驅動輪的制動力實際上是利用差速器的差速作用（效能）來獲得較大的驅動力。控制方法如圖3-3所示。

當驅動輪滑轉時，ASR控制執行機構對滑轉車輪進行制動，就可以阻止車輪進一步滑轉，將車輪滑轉率控制在理想范圍內。如果汽車行駛在左右兩側附著系數相差比較大的路面上，當附著系數較小一側的車輪滑轉時，通過對此車輪進行制動，不僅可以阻止該車輪的滑轉，而且可以增大附著系數較大一側車輪的驅動力，其原理如圖3-3所示，當右側驅動輪行駛在高附著系數的路面上，左側驅動輪行駛在低附著系數路面時，如果沒有ASR，由于差速器平均分配轉矩的特性，處于高附著系數側的車輪的驅動力只能與處于低附著系數側的車輪的驅動力F_L相等，汽車的總驅動力等于2F_L。但如果ASR對滑轉車輪進行制動，就會在滑轉車輪上產生一個制動力F_B，發動機要驅動車輪轉動就需要一定的轉矩M_B克服這一制動力F_B，同樣由于差速器平均分配轉矩的特性，轉矩M_B也會被分配到附著系數較高一側的車輪上，并產生驅動力F_B′，因此附著系數較高一側車輪的驅動力F_H=F_L+F_B′，汽車的總驅動力等于2F_L+F_B′，大于沒有ASR時的汽車總驅動力，有利于汽車駛出一側車輪陷于冰雪或泥濘的路段。

圖3-3 作用在驅動輪上的縱向力示意圖

當兩側的驅動輪都滑轉，但滑轉率不同時，則可以對兩側驅動輪都制動，并施加不同的制動力。

對驅動輪施加制動力是使驅動輪保持最佳滑轉率且響應速度較快的控制方法，一般僅采用控制節氣門開度來調節發動機輸出轉矩的補充控制，從而達到響應速度快、方向操縱性和制動穩定性好之目的。在設計控制系統時，為了保證乘坐舒適性，制動力不能太大。為了避免制動器過熱，制動時間也不能過長。因此，這種方法只限于低速行駛時短時間使用。

三、控制差速器的鎖止程度

控制差速器的鎖止程度必須采用防滑轉差速器進行控制。防滑轉差速器是一種由電子控制器控制的可鎖止差速器，控制原理如圖3-4所示。

這種防滑差速器具有多片離合器式差速鎖，差速器的鎖止由液壓油將多片離合器壓緊實現。通過控制油壓的高低，就可以實現鎖止程度從0到100%的變化?？刂朴蛪簛碜訟SR的蓄能器，壓力的大小由ECU控制油壓電磁閥進行調節。當一側驅動輪滑轉或兩側驅動輪有不同程度的滑轉時，ECU控制電磁閥調節差速器的鎖止程度，以提高汽車的驅動力和行駛穩定性。

圖3-4 防滑轉差速器鎖止控制示意圖

通過調節防滑轉差速器的鎖止程度，可調節傳遞給驅動輪的驅動力，所以汽車在各種附著系數不同的路面上起步和行駛時，都具有較好的穩定性和操縱性。對于越野汽車，則可大大提高越野通過性。

上述控制方式中，前兩種采用較多，并且常將這兩種方式相結合使用。在實際控制過程中，根據驅動狀態可以兩種方式分別起作用，也可以兩種方式同時起作用。例如在發動機輸出功率較小的狀態下，出現車輪滑轉的主要原因是路面附著系數較低，這時應采用對滑轉車輪進行制動的方式；而在發動機輸出功率較大的狀態下出現車輪滑轉，則主要通過減小發動機輸出功率的方式控制車輪滑轉。有時候車輪滑轉的情況比較復雜，需要通過減小發動機轉矩和對車輪進行制動的共同作用來控制車輪滑轉。

不同控制方式下，ASR系統性能比較見表3-1。

表3-1 不同方式的ASR性能比較