驱动防滑控制系统(ASR)

驱动防滑控制系统1.1驱动防滑控制系统概述1.2驱动防滑控制系统的工作原理1.3典型ASR系统1.1驱动防滑控制系统(ASR)概述一、概念：汽车驱动防滑系统（AccelerationSlipRegulation或TractionControlSystem），简称ASR或TCS（日本车型称它为TRC或TRAC）是继ABS后采用的一套防滑控制系统，是ABS功能的进一步发展和重要补充。ASR系统和ABS系统密切相关，通常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。二、作用：ASR的作用是防止汽车在起步、加速过程中以及在较滑路面行驶时的驱动车轮出现滑动现象，尤其是防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮出现滑转，以保持汽车行驶方向的稳定性、操纵性。由于ASR是ABS系统功能的延伸和补充。因此ASR与ABS之间有许多相同之处，主要部件可以通用或共用。三、滑转与滑转率Sz：滑转是指当车轮转动而车身不动或是汽车的速度低于转动车轮的轮缘速度时，轮胎与地面之间就有相对的滑动。滑转率是指汽车在行驶中，驱动车轮相对车速滑转的比例，是防滑转电子控制系统的控制参数。Sz=（Vq-V）/Vq×100%Vq—驱动轮轮缘速度V—汽车车身速度Sz=0，纯滚动,驱动车轮处于纯滚动状态；Sz=100%，纯滑转，车身不动而驱动车轮转动；0Sz100%，边滚动边滑转与汽车在制动过程中的滑移率相同，在汽车的驱动过程中，车轮与路面间的附着系数的大小随着滑转率的变化而变化。四、ASR系统控制类型：1、发动机输出功率控制：汽车起步、加速时若加速踏板踩得过猛，会因为驱动力过大而出现两侧的驱动车轮都滑转的情况，这时ASR控制发动机的功率输出。汽油机：减少喷油量、推迟点火时间、节气门位置调整及采用辅助空气装置；柴油机：控制供油量和供油时刻2、驱动轮差速制动控制对发生空转的驱动轮直接施加制动，而非滑动车轮仍有正常的驱动力，从而提高了汽车在滑溜路面的起步和加速能力及行驶方向的稳定性。3、综合控制：根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制措施。1.2ASR系统的结构与工作原理一、ASR的基本组成传感器：车轮转速传感器、节气门位置传感器、ASR选择开关等ECU执行器：制动压力调节器、节气门驱动装置等行驶车辆传感器ECU执行机构发动机驱动轮制动器ASR的基本组成框图二、ASR系统的工作原理汽车行驶时，轮速传感器将驱动车轮转速及非驱动车轮转速（车速）转变为电信号输送给计算机，计算机则根据车轮转速信号计算驱动车轮的滑转率，如果滑转率超出了目标范围，计算机再综合参考节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号灯因素确定控制方式，并向执行机构发出指令使其工作，将驱动车轮的滑转率控制在目标范围之内。三、ASR系统的主要组成元件1、传感器：1）轮速传感器：与ABS共用一个2）节气门位置传感器：与发动机控制系统共用一个3）ASR系统选择开关：ASR系统专用信号输入装置2、计算机ECU：1）独立式：不与其他系统计算机组合2）组合式：与ABS计算机组合在一起，减少电子器件的应用数量，结构紧凑。3、执行机构：制动压力调节器和节气门驱动装置1）制动压力调节器：执行ECU的指令对滑转车轮施加制动力和控制制动力的大小，以使滑转车轮的滑转率在目标范围内。单独方式：ASR和ABS制动压力调节器在结构上各自分开。组合方式：ASR和ABS制动压力调节器组合成一整体。2）节气门驱动装置单独方式制动压力调节器：在ASR系统不起作用时，电磁阀不通电，阀位于左侧位置，调压缸的右腔与储液器相通，由于右腔压力较低，调压缸的活塞被回味弹簧推到右边极限位置，ABS制动压力调节器与驱动车轮的制动轮缸经调压缸左腔连通。因此，在ASR系统不起作用时，对ABS无任何影响。当驱动车轮出现滑转而需要对驱动车轮实施制动时，ASR系统计算机输出控制信号，使电磁阀线圈通电而移至右侧位置。此时，调压缸右腔与储液室隔断而与蓄压器连通，蓄压器内具有一定压力的制动液推动调压缸的活塞左移，切断ABS制动压力调节器与驱动车轮制动轮缸之间的液压通道。同时，随调压缸活塞左移压缩左腔内的制动液，使调压缸左腔和驱动车轮制动轮缸内的制动压力增大。当需要保持驱动车轮的制动压力时，控制计算机使电磁阀半通电，阀处于中间位置，调压缸与储液器和蓄压器的液压通道均切断，于是调压缸活塞保持原位不动，使驱动车轮制动轮缸内的制动压力保持不变。当需要减小驱动车轮的制动压力时，计算机使电磁阀断电，阀在其回位弹簧力的作用下回到左侧位置，调压缸右腔与蓄压器隔断而与储液器连通。于是调压缸右腔压力下降，其活塞在回位弹簧作用下右移，调压缸左腔和驱动车轮制动轮缸内的制动压力下降。由于ASR和ABS之间由许多共同之处，如都是用来控制车轮相对地面的滑动、都需要轮速传感器信号、都需要对车轮进行制动等，通常将ASR与ABS组合成一体，构成具有制动防抱死和驱动防滑转功能的防滑控制ABS/ASR)系统。我国进口的一些高级轿车，如德国的奔驰、宝马，日本的丰田凌志LS400等轿车上一般都装有防滑控制系统。1.3典型ASR系统典型的ABS/ASR系统示意图从图中可以看出，该系统是在ABS的基础上增设了一些ASR的装置。主要有ASR制动执行器，由步进电机控制的发动机副节气门装置，以及一些ASR的控制开关及显示灯等。图中防滑控制系统（ABS/ASR）ECU根据轮速传感器产生的车轮转速信号，确定驱动车轮的滑转率，并与ECU里存贮的设定范围值进行比较，若超过此值便发出指令控制副节气门的步进电机转动减小节气门开度，此时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气量也会因副节气门的开度减小而减小，从而发动机的输出转矩、驱动车轮的驱动力就会随之下降。如果驱动车轮的滑转率仍未降到设定范围值内，防滑控制系统（ABS/ASR）ECU又会控制ASR制动执行器，对驱动车轮施加一定的制动力，进一步控制驱动车轮的滑转率，使之符合要求，以达到防止车轮滑转的目的。在ASR处于防滑控制中，只要驾驶员一踩下制动踏板，ASR便会自动退出控制，而不影响制动过程。在采用ASR的汽车上一般都装有ASR关断开关，驾驶员可通过此开关对ASR系统是否起作用进行人为干预。该开关闭合，ASR不起作用，ASR关断指示灯会持续点亮。ASR也具有自诊断功能和失效保护功能，系统正常工作时，ASR警告灯闪亮，提示驾驶员现在可能正在湿滑路面行驶，需谨慎驾驶；ECU一旦发现系统有影响正常工作的故障时，ASRECU会自动关闭ASR系统，并将ASR警告灯持续点亮，向驾驶员发出检修警示信号。典型ASR系统-凌志LS4001.基本组成及元件位置2.控制原理1）ABS执行器：又称为制动压力调节器，该装置由四个三位三通调压电磁阀、两个储液器、一个双联电动回液泵组成。该装置通过管路与制动总泵、TRC隔离电磁阀总成、制动轮相连。2）TRC电磁阀总成：该装置主要由三个两位两通电磁阀组成，即制动总泵隔离电磁阀、蓄能器隔离电磁阀和储液器隔离电磁阀。该装置通过管路与制动总泵、制动压力调节器TRC、制动供能总成相连。TRC不工作时三个隔离电磁阀均不通电，制动总泵隔离电磁阀处于流通状态，制动总泵的制动液可通往后轮制动压力调节电磁阀，其余两电磁阀关闭。TRC工作时，三个电磁阀均通电，制动总泵隔离电磁法关断，制动总泵与后轮制动压力调节器电磁阀断开；蓄能器隔离电磁阀处于流通状态，将蓄能器升压后的制动液通过电磁阀发送到后轮制动轮缸；储液器隔离电磁阀也处于通流状态，以便能将储液器及制动轮缸中的制动液送回制动总泵中。3）TRC制动供能总成：该装置主要由电动供液泵，蓄能器和压力开关组成。该装置通过管路与制动总泵和TRC隔离电磁阀总成相连。电动供液泵为一电动机驱动的柱塞泵，它将制动液从总泵储液室中泵入蓄能器，使蓄能器中压力升高并保持在一定范围内，以便为驱动防滑制动系统提供可靠的制动能源。压力开关安装在TRC电磁阀总成旁，它将信号送入ECU，用来控制TRC电动供液泵是否运转。压力开关有两种，一种是在左座驾驶车上使用的接触型压力开关；另一种是右座驾驶车上使用的非接触型开关。4）副节器门装置：在发动机主节气门的前方，设置一个副节气门，也叫辅助节气门，其作用是在驱动防滑转控制中调节副节气门的开度，调整发动机进行气量，从而控制发动机输出转矩。副节气门的开度由步进电机根据ECU指令进行控制。TRC不工作时，副节气门全开，发动机进气量由主节气门进行控制。在节气门体上还设有主、副节气门位置传感器，其检测的信号先送入发动机和变速器电脑，再由发动机和变速器电脑送至ABS/TRCECU。（位置传感器）（位置传感器）工作过程：TRC未工作时，各电磁阀均不通电，制动总泵到各轮制动轮缸的油路处于连通状态；蓄能器中的制动液压力保持在一定范围内；控制副节气门的步进电机不通电，副节气门保持在全开位置，进气量由驾驶员通过主节气门控制。在汽车起步、加速及行驶过程中，ECU根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮的滑转率超过设定值时，就进入防滑转控制过程：首先ECU控制副节气门的步进电机转动使副节气门开度减小，减小进入发动机的进气量，使发动机的输出转矩减小，同时使TRC警告灯闪烁；当ECU判定需要对驱动轮进行制动时，将TRC隔离电磁阀总成中的三个隔离电磁阀通电，使制动总泵隔离电磁阀处于关断状态，蓄能器和储液器隔离电磁阀处于流通状态，同时将不需要制动的轮缸的三位三通调压电磁阀通2A左右电流，使其处于保持状态。这样，蓄能器中被加压的制动液会通过蓄能器隔离电磁阀、制动后轮的三位三通调压电磁阀，进入相应制动轮缸，产生制动作用。ECU通过独立地控制两个后轮调压电磁阀的电流值对两后轮制动轮缸的制动压力进行增大、保持和减小循环调节，以将车轮的滑转率控制在设定值范围内。注意此时的压力调节与ABS的压力调节过程不同，增压时进入制动液来自蓄能器被加压后的制动液；减压时制动液不是流到储液器，而是经调压电磁阀、储液器隔离电磁阀流回制动总泵的储液室，此时，ABS电动回油泵并不工作。