驱动防滑系统课件

2.4驱动防滑系统第一节概述汽车防滑控制系统包括制动防滑系统和驱动防滑系统。前者是防止汽车在制动过程中车轮被抱死滑移，使汽车制动力达到最大，并提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，被称为制动防抱死系统（AntilockBrakeSystem，ABS）汽车在驱动过程（如起步、转弯、加速等过程）中，ABS系统不能防止车轮滑转，因此出现了防止驱动车轮发生滑转的驱动防滑系统（AccelerationSlipRegulation，ASR,也称TSR）；由于驱动防滑系统是通过调节驱动车轮的驱动力来实现工作的，故它也常称为牵引力控制系统（TractionControlSystem，TCS）

ASR和ABS可共用车轴上的轮速传感器，并与行车电脑连接，不断监视各轮转速，当在低速发现打滑时，TCS会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。若在高速发现打滑时，ASR立即向行车电脑发出指令，指挥发动机降速或变速器降挡，使打滑车轮不再打滑，防止车辆失控甩尾。ASR驱动防滑系统ASR与ABS的异同ASR与ABS的异同第二节驱动防滑系统的理论基础

在驾驶员、汽车、道路三者组成的行车系统中，影像车辆行驶状态的基本因素是车轮与地面间的作用力

轮胎与路面的附着关系：Fμ=μGFμ——轮胎与路面间的附着力，NG——轮胎与路面间的垂直载荷，N

μ

——轮胎与路面间的附着系数。由于轮胎与路面之间的垂直载荷和附着系数会随许多因素而变化，因此，轮胎与路面间的附着力实际上是经常变化的。（一）车轮滑转率对附着系数的影响

车轮相对于路面的滑动可分为滑移和滑转两种形式，引入车轮滑动率的概念可以表征车轮运动中滑动成分所占的比例。

汽车在驱动过程中，驱动车轮可能相对于路面发生滑转，滑转成分在汽车纵向运动中所占的比例可由滑动率表征。

S驱=(rω-v)/rω×100%0<SA<100%，车轮滑转比例越大，S驱越大。

S驱表示车轮的滑动率，r表示车轮的自由滚动半径，ω表示车轮的转动角速度，v表示车轮中心纵向角速度。滑转率对附着系数的影响纵向附着系数大，可以产生较大的驱动力；横向附着系数大，可以产生较大的侧向力，保证汽车驱动时的方向稳定性。

附着系数S=20%左右附着系数最大0纵向附着系数横向附着系数100滑移率S（%）S驱在15-20%左右时，汽车的横向附着系数和纵向附着系数都比较大。ASR的基本控制原理：驱动防滑系统的功用就是使汽车能够自动地将车轮控制在纵向和横向附着系数都比较大的滑动率范围内，一般为15%~20%。

防滑驱动控制系统(ASR)在驱动过程中通常可以通过调节发动机的输出转矩、转动系的传动比、差速器的锁紧系数等控制作用于驱动车轮的驱动力矩，以及通过调节驱动车轮制动轮缸（或制动气室）的制动压力控制作用于驱动车轮的制动力矩。实现对驱动车轮牵引力矩的控制。ASR系统的优点（1）在汽车起步、行驶过程中提供最佳驱动力，从而提高了汽车的动力性，特别是附着系数较小的路面上，可以使起步、加速性能和爬坡能力保持良好。（2）能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。（3）减少轮胎磨损和降低发动机油耗。第三节驱动防滑系统的控制方式调节发动机转矩驱动轮制动调节差速器锁止控制离合器或变速器控制采用电控悬架实现车轮载荷分配其目的是：调节驱动轮上的驱动力，将滑动率控制在最佳范围2．驱动轮制动控制

定义：

对出现滑转趋势的驱动轮直接实施制动，抑制车轮滑转，使车辆重新恢复正常驱动状态。特点：

反应快、控制强度好、灵敏度高，但时间不能过长，适合于低速行驶。低附着系数路面：总驱动力：Ft=FH+FL=2FL为防止低附着系数路面上的车轮滑转，对其施加一制动力FB，总驱动力：Ft=FH+FL=(FL+FB)+FL=2FL+FB发动机转矩控制与驱动轮制动的区别：发动机转矩控制：

一般用于ASR初始控制及良好路面上低强度的、过渡性质的滑移率控制，有助于保证控制过程的圆滑过渡以及车辆行驶稳定性与平顺性。驱动轮制动：

用于高强度的滑动率控制，能够对不同附着状态的车轮实施独立控制，但制动力不能太大。车速低车速高减小驱动轮驱动力减小发动机转矩调节副节气门增加驱动轮制动力减小发动机转矩调节副节气门注意：在实施ASR控制时一般先从发动机控制开始，圆滑过渡到驱动轮制动控制。3、差速器锁止控制利用可锁止差速器调节差速器的锁止程度调节作用在离合片上的油液压力，即可调节差速器的锁止程度。油压降低时，差速器锁止程度逐渐减小，传递给驱动轮的驱动力就逐渐减小；反之油压升高时，驱动力将逐渐增大。4、离合器或变速器控制

1.离合器控制是指当发现汽车驱动轮发生过度滑转时，减弱离合器的结合程度，使离合器主、从动盘出现部分相对滑转，从而减小传递到半轴的发动机输出转矩。2.变速器控制是通过改变传动比来改变传递到驱动轮的驱动转矩，以减小驱动轮滑转程度的一种驱动防滑控制。

5.采用电控悬架实现车轮载荷

在各驱动轮的附着条件不一致时，可以通过电控悬架的主动调整使载荷较多的分配到附着条件较好的驱动车轮上，使各驱动车轮附着力的总和有所增大，从而有利于增大汽车的牵引力，提高汽车的起步加速性能；也可以通过悬架的主动调整使载荷较多的分配在附着条件较差的驱动轮上，使各驱动轮的附着力差异减小，有利于各驱动轮之间牵引力的平衡，提高汽车的行驶方向稳定性。各种防滑方法性能比较不同控制方式的ARS性能对比ASR基本组成：丰田汽车ABS/ASR系统的组成ASR工作原理：1.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。2.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。3.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。2.组合方式的ASR制动压力调节器

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。

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。

工作原理五防滑转系统部件的结构原理4．辅助节气门驱动装置辅助节气门驱动装置一般由步进电动机和传动机构组成，安装在节气门体上的位置如图16-6所示。

防滑转系统部件的结构原理

辅助节气门驱动装置的工作原理如图16-7所示。在ASR不起作用时，辅助节气门处于全开的位置。当驱动轮滑转，需要减小发动机输出功率时，步进电动机根据ASRECU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，改变辅助节气门的开度，从而达到控制发动机的输出功率、抑制驱动车轮的滑转的目的。丰田凌志ABS与TRC系统组成

TRC控制开关，开关闭合，TRC不起作用。有些车型当车速超过一定时可自动恢复TRC功能。制动开关被接通时，TRC不起作用。当变速器处于P或N挡时，TRC不起作用。通过控制进气量控制发动机扭矩输出。丰田凌志TRC工作过程

正常情况（TRC不起作用）、电磁阀Ⅰ、Ⅱ关闭（断电）电磁阀Ⅲ打开（断电）、ABS三通电磁阀（断电）、进液阀打开、回液

阀关闭。丰田凌志TRC工作过程

增压情况（TRC起作用）电磁阀Ⅰ、Ⅱ打开（通电）电磁阀Ⅲ关闭（通电）ABS三通电磁阀（断电）进液阀打开、回液

阀关闭。若蓄压器压力下降至一定值时，压力开关接通，TRC泵工作，维持液压不变。丰田凌志TRC工作过程

保压情况（TRC起作用）电磁阀Ⅰ、Ⅱ打开（通电）电磁阀Ⅲ关闭（通电）ABS三通电磁阀（半通电）进液阀关闭、回液阀关闭。丰田凌志TRC工作过程减压情况（TRC起作用）、

电磁阀Ⅰ、Ⅱ打开（通电）电磁阀Ⅲ关闭（通电）、ABS三通电磁阀（通电）、进液阀关闭、回液阀打开

。ASR-驱动防滑系统原理运用举例：

1.汽车左转弯时，若前轮因转向能力不足而趋于滑出弯道，ASR系统即可测知侧滑即将发生，就采取适当制动左后轮的办法。左后轮产生的制动力可帮助汽车转向，使汽车继续按照理想的路线行驶。2.若在同一弯道上，因后轮趋于侧向滑出而转向过多，ASR系统即采取适当制动右前轮的办法，维持车辆的稳定行驶。3.在极端情况下，ASR系统还可采取降低发动机功率输出的办法降低行驶车速，减少对地面侧向附着能力的需求来维持车辆的稳定行驶。采用ASR系统后，汽车在对开路面上或弯道路面上的制动距离还可进一步缩短。ASR-驱动防滑系统beteiligtes主动安全性防止车辆侧滑发生意外事故被动安全性在事故中减少侧面碰撞发生几率ASR技术研究的关键技术和难点节气门开度调节与制动力矩协同工作执行机构的滞后问题ECU的抗干扰问题路面状况的识别技术车辆运行速度的实时准确估计问题存在问题：

虽然ABS|ASR已经广泛应用，但是控制方法还是以逻辑门限控制为主，该控制方法虽比较简单，但是逻辑复杂，所有的门限值都需要大量的实验来确定，调试起来很困难，而且逻辑门限值控制的ABS、ASR系统通用性比较差，需要针对不同的车型重新开发。六ASR的未来发展

随着各种现代控制理论不断发展和完善，采用优化控制理论，可实现伺服控制和高精度控制，将智能控制技术如模糊控制、神经网络控制技术应用到ABS、ASR系统中，可以提高