ASR系统

电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）ABS——防抱死制动系统。(英文AntilockBrakingSystem的简称)ASR——驱动轮防滑转系统。(英文AccelerationSlipRegulation的简称)第一节概述一、ASR系统的理论基础1.ASR系统的理论基础汽车驱动防滑控制（AntiSlipReguliation）系统简称ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移率。驱动防滑控制系统ASR概述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）ASR系统是继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系统和密切相关，通常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保持方向稳定性和操纵性并能缩短制动距离的装置。而ASR的作用是防止汽车加速过程中的打滑，特别防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，保持方向稳定性、操纵性，维持最大驱动力的装置。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。1、基本概念（1）滑转率滑转率＝（驱动轮速度－车身速度）/驱动轮速度*100%（2）驱动控制——就是通过控制驱动轮驱动时的滑转率(通常控制率在8％～15％的范围内)，使驱动轮获得充足驱动力的同时，又保持车辆行驶的方向稳定性。防滑转控制系统2、ASR系统的功能：1)能有效地提高车辆在各种路面上的附着能力，从而改善起步和加速性能。2)能提高车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性。3)能减少轮胎的磨损与发动机的功率消耗。1)ASR系统在进行防滑控制过程中，如果驾驶员踩下制动踏板进行制动，ASR将会自动退出防滑控制，而不影响汽车的正常制动。2)ASR通常只在一定车速范围内进行防滑控制，当车速达到一定值以后，ASR会自动退出防滑控制。3)ASR系统可由驾驶员通过ASR选择开关对系统是否进入工作状态进行选择。如果通过ASR选择开关关闭了ASR系统，则ASR关闭指示灯会自动点亮。4)ASR处于关闭状态时，发动机副节气门会自动处于全开位置，此时ASR的制动执行元件也不会影响制动系的正常工作。5)ASR系统具有故障自诊断功能，当发现有影响系统正常工作的故障时，ASR系统会自动关闭，并将ASR警告灯点亮，向驾驶员报警3、ASR系统的工作特性：打滑有TRAC无TRAC可控ASR系统防止驱动轮在驱动时打滑的控制方式发动机输出功率控制汽油机：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驱动轮制动控制对发生空转的驱动轮直接施加制动控制驱动桥的防滑差速器综合控制驱动车轮的滑移率式中vc是车轮圆周速度；v是车身瞬时速度。滑移率与纵向附着系数的关系由图5-1可以看出：%100vvvSccd（1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化；（2）在各种路面上，Sd=20%左右时，附着系数达到峰值；（3）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。ASR系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率，防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操纵性和维持汽车的最佳驱动力以及提高汽车的平顺性。2.ASR系统与ABS系统的比较ASR和ABS都是控制车轮和路面的滑移率，以使车轮与地面的附着力不下降，因此两系统采用的是相同的技术，它们密切相关，常结合在一起使用，共享许多电子组件和共同的系统部件来控制车轮的运动，构成行驶安全系统。ASR系统与ABS系统的不同主要在于：（1）ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，确保制动安全；ASR系统（TRC）则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。（2）ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统只对驱动车轮起制动控制作用。（3）ABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低（小于8km/h）时不起作用；而ASR系统则是在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车速很高（80～120km/h）时不起作用。二、汽车防滑转电子控制系统常用控制方式1．发动机输出功率控制：在汽车起步、加速时，ASR控制器输出控制信号，控制发动机输出功率，以抑制驱动轮滑转。常用方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火控制。2．驱动轮制动控制：直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普遍采用ASR与ABS组合的液压控制系统，在ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。3.同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功率，以达到理想的控制效果。4.防滑差速锁（LSD：Limited-Slip-Differential)控制：LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%～100%。当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。点击播放5.差速锁与发动机输出功率综合控制：差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统可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达到最理想的控制效果。第二节ASR系统的结构与工作原理一、ASR的基本组成与工作原理ASR的基本组成：ECU：ASR电控单元执行器：制动压力调节器节气门驱动装置传感器：车轮轮速传感器节气门开度传感器ASR的基本组成ASR的工作原理车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。二、ASR的传感器1．车轮轮速传感器：与ABS系统共享。2．节气门开度传感器：与发动机电控系统共享。3．ASR选择开关：ASR专用的信号输入装置。ASR选择开关关闭时ASR不起作用。三、ASR的电子控制单元（ECU）ASR的ECU也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。ASR与ABS的一些信号输入和处理是相同的，为减少电子器件的应用数量，ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起。ABS/ASR组合ECU实例四、ASR系统的执行机构1．制动压力调节器（1）单独方式的ASR制动压力调节器单独方式的ASR制动压力调节器——与ABS制动压力调节器在结构上各自分开ASRECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。控制过程如下两个调压缸两个三位三通电磁阀高压蓄压器增压泵压力控制开关储液器正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中位，调压缸与储液室和蓄压器都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压力保持不变。压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。（2）组合方式的ASR制动压力调节器——ABS/ASR组合压力调节器ASR不起作用时，电磁阀Ⅰ不通电，ABS起制动作用并通过电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ来调节制动压力。驱动轮滑转时，ASR控制器使电磁阀Ⅰ通电，阀移至右位，电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ不通电，阀仍在左位，于是，蓄压器的压力油通入驱动轮制动泵，制动压力增大。一个3/3电磁阀I蓄压器增压泵压力控制开关单向阀◆需要保持驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀Ⅰ半通电，阀至中位，隔断蓄压器及制动总泵的通路，驱动轮制动分泵压力保持不变。◆需要减小驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ通电，阀移至右位，接通驱动车轮制动分泵与储液室的通道，制动压力下降。2.节气门驱动装置ASR控制系统通过改变发动机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率。节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。步进电机根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。控制过程如下：副节气门位置传感器主节气门位置传感器步进电机副节气门主节气门空气进口气缸ASR不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，ASR控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助节气门开度。副节气门位置传感器主节气门位置传感器步进电机副节气门主节气门空气进口气缸第三节典型ASR系统一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC）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。ASR（TRC）系统组成：电子控制器ECU：与ABS共用车轮轮速传感器：与ABS共用ASR制动压力调节器：控制驱动轮制动管路副节气门：步进电机控制节气门开度传感器：主、副节气门各一个ASR（TRC）系统工作过程：ECU根据各轮速传感器的信号，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，驱动轮上的驱动力矩就会随之减小。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制动压力调节装置和TRC制动压力装置，对驱动车轮施加一定的制动压力，使制动力矩作用于驱动轮，从而实现驱动防滑转的控制。1.液压系统与执行器⑴ABS/TRC液压系统基本组成工作情况①当需要对驱动轮施加制动力矩时：TRC的3个电磁阀都通电。②当需要对驱动轮保持制动力矩时：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矩时：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矩时：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。⑵TRC液压制动执行器基本组成2.副节气门及其驱动机构副节气门及其驱动机构——副节气门执行器依据ECU的信号控制副节气门的开闭角度，从而控制进入发动机空气量，达到控制发动机输出功率的目的。副节气门执行器工作情况副节气门传感器安装及结构3.TRC系统控制电路及主要装置TRC系统主要装置及其功能丰田ABS/TRC控制系统电路4.TRC系统的工作过程⑴正常制动过程（TRC不起作用）⑵汽车加速过程（TRC起作用）①压力升高②压力保持⑶压力降低5.车轮转速控制过程⑴一个典型的轮速控制循环⑵轮速控制运转条件第四节防滑差速器一、防滑差速器简介1．防滑差速器——防止车轮打滑的差速器，可自动控制汽车驱动轮打滑。2．作用——汽车在好路上行驶时具有正常的差速作用。但在坏路上行驶时，差速作用被锁止，充分利用不滑转车轮同地面间的附着力，产生足够的牵引力。3．类型强制锁止式——通过电控或气控锁止机构人为的将差速器锁止。自动锁止式（自锁式）——在滑路面上自动增大锁止系数直至完全锁止。二、电子控制式防滑差速器1.V-TCS（VehicleTrakingControlSystem）——根据驱动轮的滑移量，通过电子控制装置来控制发动机转速和汽车制动力进行工作；或按照左、右车轮的转速差来控制转矩，并与制动器相结合最优分配驱动轮驱动力。2.LSD（LimitedSlipDifferential）——利用传感器掌握各种道路情况和车辆运动状态，通