汽车主动安全系统培训课件

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1、第三节 电控驱动防滑/牵引力控制系统（ ASR/TRC） 一、 概述 二、 ASR系统的结构与工作原理 三、 典型ASR系统 四、 防滑差速器一、 概述 （一）ASR系统的理论基础 1 ASR系统的理论基础 2 ASR系统与ABS系统的比较 （二）防滑转控制的方式 1发动机输出功率控制 2驱动轮制动控制 3同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力 4防滑差速锁（LSD：Limited-Slip- Differential）控制 5差速锁与发动机输出功率综合控制 ASR系统的理论基础 汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation）系统 简称ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。 汽

2、车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移 率。驱动车轮的滑移率Sd=100%，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 的关系由图可以看出： （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。我们认识一下我们认识一下KammKamm 摩擦圆。摩擦圆。 摩擦圆的半径定义为轮胎和路面间的附着力摩擦圆的半径定义为轮胎和路面间的附着力 。即，附着力越低，半径越小。附着力越大。即，附着力越低，半径越小。附着力越大 ，半径越大。，半径越大。根据力的合成，由侧向力、制动力或牵引力

3、根据力的合成，由侧向力、制动力或牵引力 形成合力形成合力G.G.只要合力只要合力GG位于摩擦圆内，车辆位于摩擦圆内，车辆 即处于稳定状态，反之，车辆将不受控。即处于稳定状态，反之，车辆将不受控。1制动力和侧向力的合力在摩擦圆内，车 辆具有转向能力。2制动力增加，侧向力将降低。3制动力等于附着力，车轮抱死。由于附 着力全部用于制动，没有侧向力，车辆 处于不受控状态。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。ASR系统与ABS系统的

4、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，提 高制动效果，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

5、，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（80120 km/h）时不起作用。汽车防滑转电子控制系统常用的控制方式 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，反应时间最 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。汽车防滑转电子控制系统常用的控制方式3同时控制发动机输出功

6、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。 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

7、的状况和车轮的滑转 的实际情况采取相应的控制达到最理想的控制效 果。二、 ASR系统的结构与工作原理 （一）ASR的基本组成与工作原理 1ASR的基本组成 2ASR的工作原理 （二）ASR的传感器 1车轮车速传感器 2节气门开度传感器 3ASR选择开关 （三）ASR的电子控制单元（ECU） （四）ASR系统的执行机构ASR的基本组成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： 车轮车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

8、计 算驱动车路的滑移率，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 。ASR的传感器1车轮车速传感器：与ABS系统共享。 2节气门开度传感器：与发动机电倥系统 共享。 3ASR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 。 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。A

9、BS/ASR组合ECU实例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 （2）组合方式的ASR制动压力调节器2 节气门驱动装置单独方式的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 ASR ECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮 制动力的控制. 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

10、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，制动压力下降组合方式的ASR制动压力调节器组合方式的ASR制动压力调节器 ABS/ASR组合压力调节器 ASR不起作用时，电磁阀不通电， ABS起制动作用并通过电磁阀和电磁阀 来调节制动压力。 驱动轮滑转时，ASR控制器使电磁阀通 电，阀移至右位，电磁阀和电磁阀不 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。需要保持驱动轮制动压力时，ASR控制器 使电磁阀半通电，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

11、 力保持不变。 需要减小驱动轮制动压力时，ASR控制器 使电磁阀和电磁阀通电，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。 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： 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。 三、典型ASR系统 （一）丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ A

12、BS/TRC） 1液压系统与执行器 2副节气门及其驱动机构 3TRC系统控制电路及主要装置 4TRC系统的工作过程 5车轮转速控制过程 （二）日产车系ASR系统 （三）本田车系ASR系统丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC） 丰田公司把ASR称作牵引力或驱动理控制系统， 常用TRCTraction Control System表示。 电子控制器ECU：与ABS共用 ASR（TRC） 车轮车速传感器：与ABS共用系统组成 制动压力调节器：控制驱动轮制动 管路副节气门：设有节气门开度传感器 ASR（TRC）系统工作过程：液压系统与执行器 ABS/TRC液压系统 基本组成 工作情况 TRC液

13、压制动执行器 基本组成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TRC系统的工作过程 正常制动过程（TRC不起作用） 汽车加速过程（TRC起作用） 压力升高 压力保持 压力降低 车轮转速控制过程 一个典型的轮速控制循环 轮速控制运转条件四、 防滑差速器 （一）防滑差速器简介 （二）电子控制式防滑差速器 1电子控制式防滑差速器 2四轮驱动防滑差速

14、器防滑差速器简介 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。 电子控制式防滑差速器湿式差速器（V-TCS）防滑控制 主动防滑差速器（LSD） V-TCS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。 LS

15、D（Limited Slip Differential）利用 传感器掌握各种道路情况和车辆运动状态，通过 操纵加速踏板和制动器，采集和读取驾驶员所要 求的信息，并按驾驶员的意愿和要求最优分配左 右驱动轮驱动力。四轮驱动防滑差速器基本结构 传递路线：发动机变速器驱动小齿轮环齿轮中央差速器 前驱动轴前差速器前左右车轮后驱动轴后差速器后左右车轮 1）中央差速器具有两大功能：将变速器输出动力均匀分配前后驱动轴和吸 收前后驱动轴的转速差 2）差速限制机构当前后车轮间发生转速差时，按照转速差控制油压多板离 合器的接合力，从而控制前后轮的转矩分配。湿式多板离合器盘平板 ECU通过电磁阀控制活塞油压改变压紧力活塞 工作原理 控制特性：主要根据节气门开度、车速和变速器变速信号由ECU控制并改 变差动限制离合器的压紧力。 1）起步控制 2）打滑控制 3）通常控制