第五章电控驱动防滑牵引力控制系统(ASR-TRC)课件

第五章

电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）

第一节概述

第二节ASR系统的结构与工作原理第三节典型ASR系统

第四节防滑差速器

第五章

电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/T1第五章电控驱动防滑牵引力控制系统(ASR-TRC)课件2第一节概述一、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

第一节概述一、ASR系统的理论基础3ASR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5-1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。ASR系统的理论基础汽车驱动防滑控制（AntiSlipR4ASR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系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率，防止汽车在加5ASR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，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。ASR系统与ABS系统的比较ASR和ABS都是控制车轮和路面6（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。（2）ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统7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。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：8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：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9LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%~100%，系统结构见图5-2的示意。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。LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%~100%10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1．ASR的基本组成2．ASR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3．ASR选择开关三、ASR的电子控制单元（ECU）

四、ASR系统的执行机构第二节ASR系统的结构与工作原理一、ASR的基本组成与工11ASR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的基本组成：12ASR的基本组成

ASR的基本组成

13ASR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14ASR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。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。ASR的传感器1．车轮车速传感器：与ABS系统共享。15ASR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。ASR的电子控制单元（ECU）ASR的ECU也是以微处理器16ABS/ASR组合ECU实例ABS/ASR组合ECU实例17ASR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ASR系统的执行机构1．制动压力调节器18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.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19控制过程如下

控制过程如下

20◆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，制动压力下降第五章电控驱动防滑牵引力控制系统(ASR-TRC)课件21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。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22◆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。

◆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23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。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24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）1．液压系统与执行器2．副节气门及其驱动机构3．TRC系统控制电路及主要装置4．TRC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系统第三节典型ASR系统一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（A25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TRC—TractionControlSystem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：丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC）丰田公司把AS26液压系统与执行器⑴ABS/TRC液压系统◆基本组成◆工作情况⑵TRC液压制动执行器◆基本组成液压系统与执行器⑴ABS/TRC液压系统27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28TRC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系统控制电路及主要装置TRC系统主要装置及其功能29TRC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TRC系统的工作过程⑴正常制动过程（TRC不起作用）30车轮转速控制过程⑴一个典型的轮速控制循环⑵轮速控制运转条件车轮转速控制过程⑴一个典型的轮速控制循环31第四节防滑差速器一、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器第四节防滑差速器一、防滑差速器简介32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。

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33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）⑴V-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。⑵LSD（LimitedSlipDifferential）——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。电子控制式防滑差速器湿式差速器（V-TCS）防滑控制34四轮驱动防滑差速器⑴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⑵工作原理⑶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）通常控制四轮驱动防滑差速器⑴基本结构35

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电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）

第一节概述

第二节ASR系统的结构与工作原理第三节典型ASR系统

第四节防滑差速器

第五章

电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/T36第五章电控驱动防滑牵引力控制系统(ASR-TRC)课件37第一节概述一、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

第一节概述一、ASR系统的理论基础38ASR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5-1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。ASR系统的理论基础汽车驱动防滑控制（AntiSlipR39ASR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系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率，防止汽车在加40ASR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，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。ASR系统与ABS系统的比较ASR和ABS都是控制车轮和路面41（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。（2）ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统42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。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：43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：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44LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%~100%，系统结构见图5-2的示意。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。LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%~100%45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1．ASR的基本组成2．ASR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3．ASR选择开关三、ASR的电子控制单元（ECU）

四、ASR系统的执行机构第二节ASR系统的结构与工作原理一、ASR的基本组成与工46ASR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的基本组成：47ASR的基本组成

ASR的基本组成

48ASR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49ASR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。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。ASR的传感器1．车轮车速传感器：与ABS系统共享。50ASR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。ASR的电子控制单元（ECU）ASR的ECU也是以微处理器51ABS/ASR组合ECU实例ABS/ASR组合ECU实例52ASR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ASR系统的执行机构1．制动压力调节器53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.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54控制过程如下

控制过程如下

55◆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，制动压力下降第五章电控驱动防滑牵引力控制系统(ASR-TRC)课件56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。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57◆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。

◆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58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。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59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）1．液压系统与执行器2．副节气门及其驱动机构3．TRC系统控制电路及主要装置4．TRC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系统第三节典型ASR系统一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（A60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TRC—TractionControlSystem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：丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC）丰田公司把AS61液压系统与执行器⑴ABS/TRC液压系统◆基本组成◆工作情况⑵TRC液压制动执行器◆基本组成液压系统与执行器⑴ABS/TRC液压系统62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63TRC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系统控制