第9章-汽车驱动防滑转电子控制系统

第9章汽车驱动防滑转电子控制系统学习目标汽车驱动防滑转系统(ASR)的作用；了解实现ASR的途经，以及ASR与ABS之间的差异；掌握ASR的基本原理、特性、结构特点等。作业P210：2、3、4作业P234：12、13第9章汽车驱动防滑转电子控制系统第一节概述第二节ASR系统的结构与工作原理§9.1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，是应用于防止汽车在起步、加速或在湿滑路面行驶时驱动轮滑转的电子控制系统。汽车打滑：汽车的移动速度低于驱动轮轮缘速度的情况。打滑出现的情况：1)汽车制动时车轮的滑移；2）汽车驱动时驱动轮的滑转。ABS系统：防止制动时车轮的抱死而滑移。ASR系统：防止驱动车轮原地不动而不停地滑转。驱动轮滑转率：UL：驱动轮轮缘的速度；Ua：汽车车身速度，实际应用时常以非驱动轮轮缘速度代替。当车身未动(Ua=0)而驱动车轮转动时，S=100％，车轮处于完全滑转状态；当UL=Ua时，S=0，驱动车轮处于纯滚动状态。滑转率与纵向附着系数的关系：（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，S=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系统作用：就是利用控制器控制车轮与路面的滑转率，防止汽车在行驶过程中打滑。ASR系统的控制参数：驱动轮滑转率S。滑动率S控制方法：根据各车轮转速传感器信号，计算滑动率S，当S值超过预先设定的界限值时，电子控制器就会向ASR执行装置输出控制信号，抑制或消除驱动车轮上的滑转。2、汽车防滑转控制系统常用控制方式发动机输出功率控制、驱动轮制动控制、差速锁止控制、对发动机与驱动轮之间的转矩进行控制等。(1)发动机输出功率控制：当汽车起步、加速时，若加速踏板踩得过猛，时常会因驱动力超出轮胎和地面的附着极限，出现驱动轮短时间的滑转。控制原理：ASR控制器控制发动机输出功率(减小)，以抑制驱动轮滑转。常用方法：副节气门控制、燃油喷射量控制、延迟点火控制。(2)驱动轮制动控制：针对单侧驱动轮打滑时。控制原理：直接对发生空转的驱动轮加以制动，使车轮的滑转率控制在目标值范围内。这时，非滑转车轮仍有正常的驱动力，提高汽车在滑溜路面上的起步、加速的能力及行驶方向的稳定性。常用方法：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。常作为第一种方法的补充，以保证控制效果和控制速度的统一。(3)差速锁止控制：控制原理：通过调节防滑转差速器的锁止程度，调节传递给驱动轮的驱动力。这是一种电子控制可变锁止差速器，也把它称作限滑差速器(LSD)控制。一般不作为单独控制方式使用。(4)对发动机与驱动轮之间的转矩进行控制：控制原理：大多通过改变变速器传动比来改变传递到驱动轮上的驱动转矩来实现的。变速器控制反应慢、有突变，因此稳定性和牵引性较好，但舒适性很差，通常与其它控制方式联合使用。一般不作为单独控制方式使用。2.ASR系统与ABS系统的比较（1）相同点1)ABS与ASR均可以通过控制车轮的力矩来达到控制车轮滑动率目的；2)ABS与ASR均要求系统具有迅速地反应能力和足够的控制精度；3)两种系统均要求调节过程尽可能小的消耗能量。（2）不同点(1)ABS对所有车轮实施调节，ASR只对驱动轮加以调节控制；(2)ABS工作过程中，通常离合器分离、发动机怠速；ASR控制期间，离合器处于接合状态，发动机的惯性会对控制产生较大影响；(3)ABS工作过程中传动系振动较小，易控制，而在ASR控制过程中，传动系易产生较大振动；(4)ABS控制中各车轮间相互影响较小，ASR控制中两驱动轮问相互影响较大；(5)ASR是一个涉及制动控制、发动机控制和差速器锁止控制等的多环控制系统，因此其控制更加复杂。§9.2ASR系统的结构与工作原理一、ASR系统的结构与原理1、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选择开关等。2、ASR的工作原理1）车速传感器将驱动轮、非驱动轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。2）ECU根据车速传感器信号计算驱动轮的滑移率。3）若滑移率超限，控制器根据节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等确定控制方式，输出控制信号，向各执行器发出指令，将驱动轮的滑移率控制在目标范围之内。3、典型的ASR系统（丰田凌志LS400）ASR执行器ABS执行器LS400轿车ABS/ASR元件布置图4、ASR的电子控制单元（ECU）作用：根据车轮转速信号发动机节气门开度信号等判断汽车的行驶状况，向制动执行器和副节气门执行装置发出控制指令，并可在系统出现故障时，记录故障代码，点亮故障报警灯；组成：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ASRECU5、ASR的传感器1、车轮轮速传感器：用来检测各车轮的转速。与ABS系统共享。2、节气门开度传感器：检测主、副节气门位置；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。6、ASR系统的执行机构制动主继电器：向制动执行装置和泵电机继电器提供电流；节气门继电器：向副节气门执行器提供电流；副节气门执行器：接受电控单元的指令信号，控制副节气门的开启角度；ASR制动压力调节装置：接受电控单元的指令信号，控制各制动工作缸中的制动压力；故障报警灯：指示系统装置是否工作正常，并可闪烁出故障码；二、ASR制动压力调节器类型：单独调节方式、组合调压方式单独调节方式：

ASR、ABS的制动压力调节器分开设置，结构上各自分开。组合调压方式：

ASR、ABS共用一个制动压力调节器。1、单独调节方式的ASR制动压力调节器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组成：ASR制动压力调节器工作原理：ASR制动压力调节器1）正常制动时ASR不起作用。电磁阀不通电,阀在左位，接通储液器低压。调压缸右侧压力低，活塞被回位弹簧推至右极限位置。接通ABS制动压力调节器、车轮上制动轮缸；保证ABS能正常地压力调节。ASR制动压力调节器2）驱动轮出现滑转时

①增压ASR电磁阀通电,阀至右位,接通高压储压器。调压缸右侧油压高，将活塞向右推动。阻断ABS调压缸与轮缸的联系。同时使驱动轮缸压力增大。实现增压调节。ASR制动压力调节器②保压ASR电磁阀半通电，阀至中位，使ASR调压缸与储油罐和高压储能器均不导通。ASR调压缸活塞在两端平衡压力作用下保持不动，驱动轮制动轮缸压力维持不变；实现保压。③减压ASR电磁阀断电，阀至左位，使ASR调压缸右侧与低压储油罐导通。ASR调压缸活塞左移，驱动轮制动轮缸容积增大，制动压力下降。实现减压。ASR制动压力调节器ASR制动压力调节器

4）增压泵的工作当高压储压器压力低时，压力开关断开，ECU使增压泵工作。将油泵入高压储压器中的压力提高。压力提高到规定值时，压力开关闭合，ECU使增压泵停止工作。宝马(BMW)轿车BoschASC+T的ASR的变容积调节方式ABS调压器ASR调压器2、组合方式的ASR制动压力调节器

——ABS/ASR组合压力调节器原理：在ABS基础上增加了一个ASR电磁阀。ASR不起作用时，ASR电磁阀不通电，ABS起制动作用，并通过调压电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ来调节制动压力。

驱动轮滑转时，ASR电磁阀通电，阀移至右位，调压电磁阀Ⅱ和调压电磁阀Ⅲ不通电，进入ASR调压控制。应用：奔驰BoschABS/ASR2I一个ASR调压阀（3/3电磁阀I）蓄压器ASR油泵压力控制开关单向阀组成：ASR油泵ABS油泵ASR调压阀1）正常制动时ASR调节电磁阀断电，位于左位，ASR不起作用。此时，将接通制动总泵和ABS调压器接通。ABS调节器可利用三个ABS调压阀进行制动压力调节。工作原理：ASR油泵ABS油泵ASR调压阀ABS调压阀ABS调压阀2）驱动轮出现滑转时①增压ASR调节电磁阀通电，位于右位，两调压阀断电，位于左位。ABS的高压储能器的压力进入驱动轮。达到增压制动的目的。ASR油泵ABS油泵ASR调压阀ABS调压阀ABS调压阀·②保压ASR调节电磁阀半通电，位于中位，两调压阀断电，位于左位。切断了ASR高压储能器与制动主缸的联系。驱动轮轮缸压力不变。

达到保压制动的目的。ASR油泵ABS油泵ASR调压阀ABS调压阀ABS调压阀③减压ASR调节电磁阀半通电，位于中位，两调压阀通电，位于右位。驱动轮制动轮缸与低压储能器导通，制动压力下降。实现制动减压。

ASR油泵ABS油泵ASR调压阀ABS调压阀ABS调压阀三、发动机输出功率控制的ASR系统方法：ASR以副节气门控制发动机输出功率。当ASR不起作用时，副节气门处于全开状态。当驱动轮打滑时，ASR控制器控制副节气门开度便可实现发动机输出功率的调节。组成：原理：ASR控制系统通过改变发动机副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