汽车电子控制技术：电子控制驱动防滑转系统

项目八电子控制驱动防滑转系统活动一概述

一、ASR系统的理论基础

1.ASR系统的理论基础（1）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。ABS是制动状态下，防止汽车车轮抱死滑移。ASR（AntiSlipRegulation）是在非制动状态下，防止汽车车轮滑转。滑转是指车轮轮缘的速度高于汽车车身的移动速度，车轮与地面之间的相对滑动。汽车在起步、加速时和在光滑路面上行驶时，驱动轮都有可能出现滑转。汽车驱动车轮的滑转，同样会导致车轮与地面的附着力下降。纵向附着力下降，使驱动车轮产生的牵引力减小，导致汽车的起步、加速性能和通过光滑路面的能力下降；横向附着力下降，会降低汽车在起步、加速和光滑路面上行驶时的方向稳定性。活动一概述项目八电子控制驱动防滑转系统

（2）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：

(3)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。活动一概述项目八电子控制驱动防滑转系统

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，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。

ASR系统与ABS系统的相同点：（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的目的；（2）ABS与ASR均要求系统具有迅速的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能量消耗。

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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。

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。

活动一概述项目八电子控制驱动防滑转系统三、ASR系统的共性特征尽管现代汽车上所采用的ASR系统各不相同，但是，概括说来它们均具有以下一些共性特征：

1、ASR系统可由开关选择其是否工作，并由相应的指示灯提示；

2、ASR系统关闭时，副节气门处于全开位置，此时，其制动压力调节装置不影响制动系统的正常工作；

3、ASR系统工作时，ABS具有调节优先权；

4、ASR系统只在一定车速范围内（如70km/h或120km/h）起作用；

5、ASR系统在不同的车速范围内通常具有不同的特性。如车速较低时，以提高牵引力为目的，对两驱动轮可施加不同的制动力矩（即两驱动轮制动压力独立调节）；车速较高时，则以保持行驶方向稳定性为目的，施加在两驱动轮上的制动力矩保持相同（两轮一同控制）；

6、ASR与ABS一样，具有自诊断功能。

活动一概述项目八电子控制驱动防滑转系统四、ASR的控制效果

ASR的有效性首先表现在防止汽车在结冰路面或泥泞路面上急加速或超车时发生打滑。开始超车时要一边操纵转向盘一边加大油门，经过一段不稳定状态后，追上前面的车辆，然后再加速并操纵转向盘返回原来的行车道。在低附着系数路面超车行驶过程中如果没有装备ASR系统，汽车就有可能在急加速时因为驱动轮空转而失去方向稳定性，而且还会因为驱动力不足而使超车距离过长。在均匀结冰路、压实雪路和深雪路面上使用ASR系统与不使用ASR系统的驱动力对比试验结果见图8-1所示。而图8-2所示则为汽车在左右车轮附着系数不同的路面上使用ASR和不使用ASR系统的加速性对比试验结果。在易滑路面上，使用ASR系统和不使用ASR系统的试验结果有着很大差异，在个别路面上不装备ASR系统的汽车几乎无法加速行驶。活动一概述项目八电子控制驱动防滑转系统图8-1有无ASR系统的驱动力对比试验图8-2不均匀附着系数路面有无ASR系统的加速性对比

活动二ASR系统的结构与工作原理项目八电子控制驱动防滑转系统

一、ASR的基本组成与工作原理

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图8-3ASR基本组成项目八电子控制驱动防滑转系统活动二ASR系统的结构与工作原理

2、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。

项目八电子控制驱动防滑转系统活动二ASR系统的结构与工作原理三、ASR的电子控制单元（ECU）

ASR控制器与ABS的信号处理非常相似，因而共用一个控制器。都是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源。

ASR-ECU的输入信号来自ABS-ECU发动机控制ECU和几个选择控制开关等。根据上述输入信号，ASR-ECU通过计算后向制动器与发动机节气门发出工作指令，并通过指示灯显示当前的工作状态。一旦ASR-ECU检测到任何故障，则立即停止ASR调节，此时，车辆仍可以保持常规方式行驶，同时系统会将检测出的故障信息存入计算机的RAM，所诊断的故障码输出到多路显示ECU，并让报警指示灯闪烁。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

项目八电子控制驱动防滑转系统活动二ASR系统的结构与工作原理图8-4单独方式的ASR制动压力调节器

项目八电子控制驱动防滑转系统活动二ASR系统的结构与工作原理正常制动时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。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。

项目八电子控制驱动防滑转系统活动二ASR系统的结构与工作原理图8-5组合方式的ASR制动压力调节器

项目八电子控制驱动防滑转系统活动二ASR系统的结构与工作原理

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：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。

项目八电子控制驱动防滑转系统活动三防滑差速器

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。

项目八电子控制驱动防滑转系统活动三防滑差速器

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。图8-6LSD型防滑差速器控制系统

项目八电子控制驱动防滑转系统活动三防滑差速器

三、四轮驱动防滑差速器

1.基本结构图8-74轮驱动的差速器系统

(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。项目八电子控制驱动防滑转系统活动三