1、第 四 章 电控驱动防滑/ 牵引力控制系统（ASR/TRC） 一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学，让学生了解 ASR 的理论基础、ASR 控制的方式、ASR 与 ABS 的区别；掌握 ASR 的结构与工作原理及典型车型的 ASR 结构组成和工作过程；了解防滑差速器的作用、形式以及四轮驱动防滑差速器的基本结构和工作原理。二、教学内容及课时安排第一节 概述 、第二节 ASR 的结构与工作原理 理论教学：1 学时。第三节 典型 ASR 理论教学：2 学时。第四节 防滑差速器的结构原理 理论教学：1 学时。三、教学重点及难点重点：ASR 的理论基础；ASR 的结构与工作原理。难点：丰田 ABS/
2、TRC 液压系统的工作情况及控制电路。四、教学基本方法和教学过程此内容采用理实一体化教学方法，对 ASR 及典型车型 ABS/TRC 的结构原理的授课采用先理论后实践的方法。五、作业1ASR 的理论基础2ASR 与 ABS 的区别3ASR 的结构与工作原理4防滑差速器的作用5典型车型的 A BS/TRC 液压系统的控制方式第四章 电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）第一节 概述一、ASR 系统的理论基础1ASR 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。汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移
3、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如图 5-1 所示。2.ASR 与 ABS 的区别（1）ABS 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（ 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 对所有车轮起作用，控制其滑移率；而 ASR 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 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
4、车速很高（80120 km/h）时不起作用。二、防滑转控制方式汽车防滑转电子控制系统常用的控制方式有：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
5、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%，系统结构如图 5-2 所示。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。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
6、.ASR 的基本组成ASR 由 ECU、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）等组成。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。二、ASR 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：与发动机电控系统共享。3.ASR 选择开关：ASR 专用的信号输
7、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 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，图 5-4 为 ABS/ASR 组合 ECU 实例。四、ASR 系统的执行机构1.制动压力调节器ASR 的制动压力调节器执行 ASR ECU 的指令对滑转车轮施加制动力和控制制动力的大小，以使滑转车轮的滑转率在目标范围内。ASR 的压力源是蓄压器，通过电磁阀来调节驱动车轮的制动压力。ASR 制动压力调节器结构形式有：单独方式和
8、组合方式。（1） 单独方式ASR ECU 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：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。此时调压缸右腔与储液室相通而压力低，左腔通过活塞使 ABS 制动压力调节器与车轮制动分泵相通，因此 ASR 不起作用且对 ABS 无任何影响。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。此时调压腔右腔与储液室隔断而与蓄压器接通，蓄压器中的制动液推活塞左移使与 ABS 制动压力调节器的通道封闭。活塞左移使左腔压力增大，驱动车轮制动分泵压力升高。压力
9、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ASR 制动压力调节器与 ABS 制动压力调节器组合在一起，（ABS/ASR 组合压力调节器）如图 5-6 所示。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
10、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。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。 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
11、。第三节 典型 ASR一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC）ASR 由电子控制单元 ECU、车轮轮速传感器、制动压力调节器、副节气门及控制驱动轮制动管路等组成。副节气门由步进电机控制，并设有节气门开度传感器。ASR（TRC）工作过程：1.液压系统与执行器ABS/TRC 液压系统ABS/TRC 液压系统由制动供能装置（电动泵、蓄能器）、电磁阀总成（3 个二位二通阀）、压力调节装置（2 个电磁阀、储液器）等组成，如图 5-9 所示。工作情况：当需要对驱动轮施加制动力矩时：TRC 的 3 个电磁阀都通电。当需要对驱动轮保持制动力矩时：ABS 的 2 个电磁阀通较小电流。当需要对驱动轮减小
12、制动力矩时：ABS 的 2 个电磁阀通较大电流。当无需对驱动轮施加制动力矩时：各个电磁阀都不通电且 ECU 控制步进电机转动使副节气门保持开启。TRC 液压制动执行器TRC 液压制动执行器由泵总成、制动执行器组成。泵总成：由泵电动机和蓄压器两部分组成。制动执行器：由蓄压器切断电磁阀、制动总泵切断电磁阀、储液缸切断电磁阀和压力开关或压力传感器四部分组成。2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。副节气门传感器安装及结构如图 5-14 所示。3.TRC 控制电路及主要装置丰田 ABS/TRC 控制电路。4
13、TRC 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5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二、日产车系 ASR三、本田车系 ASR第四节 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。二、电子控制式防滑差速器1电子控制式防滑差速器V-TCS（Vehicle Traking Control System）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
14、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。LSD （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，如图 5-21 所示。2.四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。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。起步控制打滑控制通常控制
