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1、第五章 電控驅(qū)動防滑/牽引力控制系統(tǒng)（ASR/TRC）,第一節(jié) 概述,一、ASR系統(tǒng)的理論基礎 1. ASR系統(tǒng)的理論基礎 汽車驅(qū)動防滑控制（Anti Slip Reguliation）系統(tǒng)簡稱ASR，是應用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng)。 汽車打滑是指汽車車輪的滑轉(zhuǎn)，車輪的滑轉(zhuǎn)率又稱滑移率。,驅(qū)動車輪的滑移率,式中vc是車輪圓周速度；v是車身瞬時速度。 滑移率與縱向附著系數(shù)的關(guān)系由圖5-1可以看出：,（1）附著系數(shù)隨路面的不同而呈大幅度的變化； （2）在各種路面上， Sd=20%左右時，附著系數(shù)達到峰值； （3）上述趨勢無論制動還是驅(qū)動幾乎一樣。,ASR系統(tǒng)就是利用控制器控制車輪與路面的滑移率，防

2、止汽車在加速過程中打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定性，操縱性和維持汽車的最佳驅(qū)動力以及提高汽車的平順性。,2.ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較,ASR和ABS都是控制車輪和路面的滑移率，以使車輪與地面的附著力不下降，因此兩系統(tǒng)采用的是相同的技術(shù)，它們密切相關(guān)，常結(jié)合在一起使用，共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來控制車輪的運動，構(gòu)成行駛安全系統(tǒng)。 ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的不同主要在于：,（1）ABS系統(tǒng)是防止制動時車輪抱死滑移，提高制動效果，確保制動安全；ASR系統(tǒng)（TRC）則是防止驅(qū)動車輪原地不動而不停的滑轉(zhuǎn)，提高汽車起步、加速及滑溜路面行駛時的牽引力

3、，確保行駛穩(wěn)定性。 （2）ABS系統(tǒng)對所有車輪起作用，控制其滑移率；而ASR系統(tǒng)只對驅(qū)動車輪起制動控制作用。 （3）ABS是在制動時，車輪出現(xiàn)抱死情況下起控制作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；而ASR系統(tǒng)則是在整個行駛過程中都工作，在車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時起作用，當車速很高（80120 km/h）時不起作用。,二、汽車防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)常用控制方式,1發(fā)動機輸出功率控制： 在汽車起步、加速時，ASR控制器輸出控制信號，控制發(fā)動機輸出功率，以抑制驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)。常用方法有：輔助節(jié)氣門控制、燃油噴射量控制和延遲點火控制。 2驅(qū)動輪制動控制： 直接對發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪加以制動，反映時間最短。普遍采

4、用ASR與ABS組合的液壓控制系統(tǒng)，在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調(diào)節(jié)器，從而增加了驅(qū)動控制功能。,3.同時控制發(fā)動機輸出功率和驅(qū)動輪制動力： 控制信號同時起動ASR制動壓力調(diào)節(jié)器和輔助節(jié)氣門調(diào)節(jié)器，在對驅(qū)動車輪施加制動力的同時減小發(fā)動機的輸出功率，以達到理想的控制效果。 4.防滑差速鎖（LSD：Limited-Slip-Differential) 控制： LSD能對差速器鎖止裝置進行控制，使鎖止范圍從0%100%。當驅(qū)動輪單邊滑轉(zhuǎn)時，控制器輸出控制信號，使差速鎖和制動壓力調(diào)節(jié)器動作，控制車輪的滑移率。這時非滑轉(zhuǎn)車輪還有正常的驅(qū)動力，從而提高汽車在滑溜路面的起步、加速能力及行駛方向的穩(wěn)定性。,

5、在差速器向驅(qū)動輪輸出驅(qū)動力的輸出端，設置一個離合器，通過調(diào)節(jié)作用在離合器片上的液壓壓力，便可調(diào)節(jié)差速器的鎖止程度。,點擊播放,5.差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜合控制： 差速鎖制動控制與發(fā)動機輸出功率綜合控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機的狀況和車輪滑轉(zhuǎn)的實際情況采取相應的控制達到最理想的控制效果。,第二節(jié) ASR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理,一、ASR的基本組成與工作原理 ASR的基本組成： ECU：ASR電控單元 執(zhí)行器：制動壓力調(diào)節(jié)器 節(jié)氣門驅(qū)動裝置 傳感器：車輪輪速傳感器 節(jié)氣門開度傳感器,ASR的基本組成,ASR的工作原理,車速傳感器將行駛汽車驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6、電信號，輸送給電控單元ECU。ECU根據(jù)車速傳感器的信號計算驅(qū)動車輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮節(jié)氣門開度信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、轉(zhuǎn)向信號等因素確定控制方式，輸出控制信號，使相應的執(zhí)行器動作，使驅(qū)動車輪的滑移率控制在目標范圍之內(nèi)。,二、ASR的傳感器,1車輪輪速傳感器：與ABS系統(tǒng)共享。 2節(jié)氣門開度傳感器：與發(fā)動機電控系統(tǒng)共享。 3ASR選擇開關(guān)：ASR專用的信號輸入裝置。ASR選擇開關(guān)關(guān)閉時ASR不起作用。,三、ASR的電子控制單元（ECU）,ASR的ECU也是以微處理器為核心，配以輸入輸出電路及電源等組成。 ASR與ABS的一些信號輸入和處理是相同的，為減少電子器件的應用數(shù)量，

7、ASR控制器與ABS電控單元常組合在一起。,ABS/ASR組合ECU實例,四、ASR系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),1制動壓力調(diào)節(jié)器 （1）單獨方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器 單獨方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器與ABS制動壓力調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上各自分開 ASR ECU通過電磁閥的控制實現(xiàn)對驅(qū)動輪制動力的控制。,控制過程如下,兩個調(diào)壓缸,兩個三位三通 電磁閥,高壓蓄壓器,增壓泵,壓力控制開關(guān),儲液器,正常制動時ASR不起作用，電磁閥不通電，閥在左位，調(diào)壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。 起步或加速時若驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要實施制動時，ASR使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動液推活塞左移。 壓力保持過程：此時電磁閥半通電

8、，閥在中位，調(diào)壓缸與儲液室和蓄壓器都隔斷，于是活塞保持原位不動，制動壓力保持不變。 壓力降低過程：此時電磁閥斷電，閥回左位，使調(diào)壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲液室接通，于是調(diào)壓缸右腔壓力下降，制動壓力下降。,（2）組合方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器 ABS/ASR組合壓力調(diào)節(jié)器,ASR不起作用時，電磁閥不通電，ABS起制動作用并通過電磁閥和電磁閥來調(diào)節(jié)制動壓力。 驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，ASR控制器使電磁閥通電，閥移至右位，電磁閥和電磁閥不通電，閥仍在左位，于是，蓄壓器的壓力油通入驅(qū)動輪制動泵，制動壓力增大。,一個3/3電磁閥I,蓄壓器,增壓泵,壓力控制開關(guān),單向閥,需要保持驅(qū)動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁

9、閥半通電，閥至中位，隔斷蓄壓器及制動總泵的通路，驅(qū)動輪制動分泵壓力保持不變。 需要減小驅(qū)動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥和電磁閥通電，閥移至右位，接通驅(qū)動車輪制動分泵與儲液室的通道，制動壓力下降。,2.節(jié)氣門驅(qū)動裝置,ASR控制系統(tǒng)通過改變發(fā)動機輔助節(jié)氣門的開度來控制發(fā)動機的輸出功率。 節(jié)氣門驅(qū)動裝置由步進電機和傳動機構(gòu)組成。步進電機根據(jù)ASR控制器輸出的控制脈沖轉(zhuǎn)動規(guī)定的轉(zhuǎn)角，通過傳動機構(gòu)帶動輔助節(jié)氣門轉(zhuǎn)動?？刂七^程如下：,副節(jié)氣門 位置傳感器,主節(jié)氣門 位置傳感器,步進電機,副節(jié)氣門,主節(jié)氣門,空氣進口,氣缸,ASR不起作用時，輔助節(jié)氣門處于全開位置，當需要減少發(fā)動機驅(qū)動力來控制車輪滑

10、轉(zhuǎn)時，ASR控制器輸出信號使輔助節(jié)氣門驅(qū)動機構(gòu)工作，改變輔助節(jié)氣門開度。,副節(jié)氣門 位置傳感器,主節(jié)氣門 位置傳感器,步進電機,副節(jié)氣門,主節(jié)氣門,空氣進口,氣缸,第三節(jié) 典型ASR系統(tǒng),一、豐田車系防抱死制動與驅(qū)動防滑（ABS/TRC） 豐田公司把ASR稱作牽引力或驅(qū)動力控制系統(tǒng)，常用TRCTraction Control System表示。 ASR（TRC） 系統(tǒng)組成： 電子控制器ECU ：與ABS共用 車輪輪速傳感器：與ABS共用 ASR制動壓力調(diào)節(jié)器：控制驅(qū)動輪制動管路 副節(jié)氣門：步進電機控制 節(jié)氣門開度傳感器：主、副節(jié)氣門各一個,ASR（TRC）系統(tǒng)工作過程：,ECU根據(jù)各輪速傳感器

11、的信號，確定驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率和汽車的參考速度。當ECU判定驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率超過設定的門限值時，就使驅(qū)動副節(jié)氣門的步進電機轉(zhuǎn)動，減小節(jié)氣門的開度，此時，即使主節(jié)氣門的開度不變，發(fā)動機的進氣量也會減少，使輸出功率減小，驅(qū)動輪上的驅(qū)動力矩就會隨之減小。如果驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)率仍未降低到設定的控制范圍，ECU又會控制TRC制動壓力調(diào)節(jié)裝置和TRC制動壓力裝置，對驅(qū)動車輪施加一定的制動壓力，使制動力矩作用于驅(qū)動輪，從而實現(xiàn)驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)的控制。,1.液壓系統(tǒng)與執(zhí)行器,ABS/TRC液壓系統(tǒng)基本組成,工作情況 當需要對驅(qū)動輪施加制動力矩時：TRC的3個電磁閥都通電。 當需要對驅(qū)動輪保持制動力矩時：ABS的2個電磁閥通

12、較小電流。 當需要對驅(qū)動輪減小制動力矩時：ABS的2個電磁閥通較大電流。 當無需對驅(qū)動輪施加制動力矩時：各個電磁閥都不通電且ECU控制步進電機轉(zhuǎn)動使副節(jié)氣門保持開啟。,TRC液壓制動執(zhí)行器,基本組成,2.副節(jié)氣門及其驅(qū)動機構(gòu),副節(jié)氣門及其驅(qū)動機構(gòu)副節(jié)氣門執(zhí)行器依據(jù)ECU的信號控制副節(jié)氣門的開閉角度，從而控制進入發(fā)動機空氣量，達到控制發(fā)動機輸出功率的目的。,副節(jié)氣門執(zhí)行器工作情況,副節(jié)氣門傳感器安裝及結(jié)構(gòu),,3.TRC系統(tǒng)控制電路及主要裝置,TRC系統(tǒng)主要裝置及其功能 豐田ABS/TRC控制系統(tǒng)電路,4.TRC系統(tǒng)的工作過程,正常制動過程（TRC不起作用） 汽車加速過程（TRC起作用） 壓力升高

13、 壓力保持 壓力降低 5.車輪轉(zhuǎn)速控制過程 一個典型的輪速控制循環(huán) 輪速控制運轉(zhuǎn)條件,第四節(jié) 防滑差速器,一、防滑差速器簡介 1防滑差速器防止車輪打滑的差速器，可自動控制汽車驅(qū)動輪打滑。 2作用汽車在好路上行駛時具有正常的差速作用。但在壞路上行駛時，差速作用被鎖止，充分利用不滑轉(zhuǎn)車輪同地面間的附著力，產(chǎn)生足夠的牽引力。,3類型 強制鎖止式通過電控或氣控鎖止機構(gòu)人為的將差速器鎖止。 自動鎖止式（自鎖式）在滑路面上自動增大鎖止系數(shù)直至完全鎖止。,二、電子控制式防滑差速器,1.V-TCS（Vehicle Traking Control System）根據(jù)驅(qū)動輪的滑移量，通過電子控制裝置來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)

14、速和汽車制動力進行工作；或按照左、右車輪的轉(zhuǎn)速差來控制轉(zhuǎn)矩，并與制動器相結(jié)合最優(yōu)分配驅(qū)動輪驅(qū)動力。 2.LSD（Limited Slip Differential）利用傳感器掌握各種道路情況和車輛運動狀態(tài)，通過操縱加速踏板和制動器，采集和讀取駕駛員所要求的信息，并按駕駛員的意愿和要求最優(yōu)分配左右驅(qū)動輪驅(qū)動力。,,三、四輪驅(qū)動防滑差速器,1.基本結(jié)構(gòu),(1)中央差速器具有兩大功能：將變速器輸出動力均勻分配前后驅(qū)動軸和吸收前后驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速差。 (2)差速限制機構(gòu)當前后車輪間發(fā)生轉(zhuǎn)速差時，按照轉(zhuǎn)速差控制油壓多板離合器的接合力，從而控制前后輪的轉(zhuǎn)矩分配。,2.工作原理,,3.控制特性：主要根據(jù)節(jié)氣門開度、車速和變速器變速信號由ECU控制并改變差動限制離合器的壓緊力。 1）起步控制 2）打滑控制 3）通?？刂?