ARS-TCS-牵引力控制新技术及发展前沿

研 究 生 课 程 论 文

(2009 -20010学年第2学期)

汽车牵引力控制技术及发展前沿

研究生：王伟强

提交日期： 2010 年 5 月 30 日 研究生签名： 学 号 课程编号 学位类别 教师评语： 2 硕士生 学 院 机械与汽车工程学院 课程名称 汽车新技术 任课教师 姜立标 成绩评定： 分 任课教师签名： 年 月 日

汽车牵引力控制技术及发展前沿

王伟强

（华南理工大学机械与汽车工程学院，广州）

摘要：介绍汽牵引力控制（ASR/TCS）技术的基本原理和组成结构，阐述ASR/TCS在国内外的发展状况及研究的关键技术，以及新技术的发展趋势。

关键词：ASR/TCS 基本原理 关键技术 发展趋势

Basic Technology and Development Trend of ASR/TCS Wang Weiqiang

(South China University of Technology,guangzhou)

Abstract:The basic principle and constructure of ASR/TCS are introduced here as well as its status around the world.The key technology and new trend are also discussed here.

Key words: ASR/TCS; basic principle;key technology; development trend 0 引言

汽车牵引力控制系统是一种根据车辆行驶行为,通过控制驱动轮打滑使车辆产生最佳驱动力的主动控制系统。它能够提高车辆加速性能和爬坡能力,使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步和行驶,同时它还能够提高车辆行驶方向稳定性,保持转向操纵能力,减少轮胎磨损,增加安全性。所以这项技术从诞生开始，获得蓬勃发展。

1 ASR的基本原理与结构 1.1 ASR基本原理

牵引力控制系统TCS(Traction Control System)通过监测车轮运动状态，根据驱动轮打滑情况控制施加到其上的驱动力矩，从而将驱动车轮滑转率控制在最佳范围之内，保证车辆在任何路面上都能获得最佳的牵引通过性和行驶稳定性，此系统也称作驱动防滑系统ASR(Acceleration Slip Regulation)。接下来我们研究牵引力控制时将以ASR为例介绍。

汽车在路面上行驶时,其驱动力取决于发动机输出转矩,但要受到路面附着条件的限制。轮胎与路面间的附着力与附着系数正比,而附着系数又受到车轮运动状态的影响。车轮在路面上的纵向运动分为滚动和滑动两种形式,这里首先引入车轮滑动率S的概念来表征车轮的运动状态,如下式所示：

(rw-v)/v×100% (车轮滑移时) 0 (车轮自由滚动时) (rw-v)/(rw)×100% (车轮滑转时)

其中,r ——车轮的自由滚动半径,w ——车轮的转动角速度,v ——车轮中心的纵

向速度。[1-2]

实验研究表明,滑动率S与附着系数μ有如图1所示的对应关系;在各种不同路面上μ的大小不同,但其随S的变化都有相同的变化趋势，如图2所示。

图1 附着系数与车轮滑动率S的关系

图2 不同路面上的μ—S曲线

从图中可以看到，当滑转率从0开始增加时，纵向附着系数也随之增大,当滑转率达到ST (通常ST=0.08~0.30)时,纵向附着系数也达到最大μxmax,此后如果S继续增加,纵向附着系数反而随之下降,当S达到100%时,即车轮发生纯滑转时,其附着系数要远远小于μxmax。所以从牵引性上考虑,驱动轮的滑转率最好处于ST的一个小区域内,但同时考虑到车辆侧向附着系数μy随纵向滑转率的增大而急剧减小,所以从侧向力上考虑,并注意