ASR讲课解析PPT教学课件

1、第一节 概述一、ASR系统的理论基础 1.1. ASR系统的理论基础系统的理论基础 汽车驱动防滑控制（汽车驱动防滑控制（Anti Slip ReguliationAnti Slip Reguliation）系统简称系统简称ASRASR，是应用于是应用于车轮防滑的电子控制系统。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。汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移率。第1页/共49页驱动车轮的滑移率驱动车轮的滑移率 式中式中v vc c是车轮圆是车轮圆周速度；周速度；v v是车身是车身瞬时速度。瞬时速度。 滑移率与纵向附滑移率与纵向附着系数的关系由着系数的关

2、系由图图5-15-1可以看出：可以看出：%100vvvSccd第2页/共49页 （1 1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化；）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化； （2 2）在各种路面上，）在各种路面上， S Sd d=20%=20%左右时，附着系数达到峰值；左右时，附着系数达到峰值； （3 3）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。第3页/共49页 ASRASR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，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

3、驶方向的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。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。第4页/共49页2.ASR2.ASR系统与系统与ABSABS系统的比较系统的比较 ASRASR和和ABSABS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，

4、构成行驶安全系统。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。 ASRASR系统与系统与ABSABS系统的不同主要在于：系统的不同主要在于： 第5页/共49页 （1 1）ABSABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，提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；高制动效果，确保制动安全；ASRASR系统（系统（TRCTRC）则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提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，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。确保行驶稳定性。 （2 2）ABSABS系统对所有车轮起作用，控制其

5、滑移系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而率；而ASRASR系统只对驱动车轮起制动控制作用。系统只对驱动车轮起制动控制作用。 （3 3）ABSABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低（小于控制作用，在车速很低（小于8 8km/hkm/h）时不起作时不起作用；而用；而ASRASR系统则是在整个行驶过程中都工作，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（在车轮出现滑转时起作用，当车速很高（8080120 120 km/hkm/h）时不起作用。时不起作用。第6页/共49页二、汽车防滑转电子控制系统常用控制方式 1 1发动机输

6、出功率控制：发动机输出功率控制： 在汽车起步、加速时，在汽车起步、加速时，ASRASR控制器输出控控制器输出控制信号，控制发动机输出功率，以抑制驱动轮制信号，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。射量控制和延迟点火控制。 2 2驱动轮制动控制：驱动轮制动控制： 直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普遍采用时间最短。普遍采用ASRASR与与ABSABS组合的液压控制组合的液压控制系统，在系统，在ABSABS系统中增加电磁阀和调节器，从而系统中增加电磁阀和

7、调节器，从而增加了驱动控制功能。增加了驱动控制功能。第7页/共49页 3 3. .同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力： 控制信号同时起动控制信号同时起动ASRASR制动压力调节器和辅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时减小发动机的输出功率，以达到理想的控制效果。果。 4 4. .防滑差速锁（防滑差速锁（LSDLSD：Limited-Slip-Limited-Slip-Differential) Differential) 控制：控制： LSD L

8、SD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从范围从0%0%100%100%。当驱动轮单边滑转时，控制器。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，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。能力及行驶方向的稳定性。第8页/共49页 在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上设

9、置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。第9页/共49页点击播放第10页/共49页 5 5. .差速锁与发动机输出功率综合控制：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。的控制效果。第11页/共49页第二节 ASR系统的结构与工作原理一、ASR的基本组成与工作原理 ASRASR的基本组成：

10、的基本组成： ECU ECU：ASRASR电控单元电控单元 执行器：制动压力调节器执行器：制动压力调节器 节气门驱动装置节气门驱动装置 传感器：车轮轮速传感器传感器：车轮轮速传感器 节气门开度传感器节气门开度传感器第12页/共49页ASR的基本组成第13页/共49页ASRASR的工作原理的工作原理 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，输送给电控单元送给电控单元ECUECU。ECUECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移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

11、气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因率超限，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。控制在目标范围之内。第14页/共49页二、ASR的传感器 1 1车轮轮速传感器：与车轮轮速传感器：与ABSABS系统共享。系统共享。 2 2节气门开度传感器：与发动机电控系统共享。节气门开度传感器：与发动机电控系统共享。 3 3ASRASR选择开关：选择开关：ASRASR专用的信号输入装置。专用的信号输入装置。ASRASR选择开关关

12、闭时选择开关关闭时ASRASR不起作用。不起作用。 第15页/共49页三、ASRASR的电子控制单元（ECUECU） ASRASR的的ECUECU也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。 ASRASR与与ABSABS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，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，ASRASR控制器与控制器与ABSABS电控单元常组合电控单元常组合在一起。在一起。第16页/共49页ABS/ASR组合ECU实例第17页/共49页四、ASR系统的执行机构 1 1制动压力调节器制动压力调节器

13、 （1 1）单独方式的）单独方式的ASRASR制动压力调节器制动压力调节器 单独方式的单独方式的ASRASR制动压力调节器制动压力调节器与与ABSABS制动压力调节器在结构上各自分开制动压力调节器在结构上各自分开 ASR ECUASR ECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。第18页/共49页控制过程如下第19页/共49页 正常制动时正常制动时ASRASR不起作用，电磁阀不通电，阀在不起作用，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左位，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。位置。 起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动起

14、步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，时，ASRASR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。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，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。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，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，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。于是调压缸右

15、腔压力下降，制动压力下降。第20页/共49页（2 2）组合方式的）组合方式的ASRASR制动压力调节制动压力调节器器 ABS/ASRABS/ASR组合压力调节器组合压力调节器 ASRASR不起作用时，电磁阀不起作用时，电磁阀不通电，不通电，ABSABS起制动作用并通过电磁阀起制动作用并通过电磁阀和电磁阀和电磁阀来调节制动压力。来调节制动压力。 驱动轮滑转时，驱动轮滑转时，ASRASR控制器使电磁阀控制器使电磁阀通电，阀移至右位，电磁阀通电，阀移至右位，电磁阀和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

16、，制动压力增大。增大。第21页/共49页第22页/共49页需要保持驱动轮制动压力时，需要保持驱动轮制动压力时，ASRASR控制器使电磁阀控制器使电磁阀半通电，阀至中位，隔断蓄半通电，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。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，需要减小驱动轮制动压力时，ASRASR控制器使电磁阀控制器使电磁阀和电磁阀和电磁阀通电，阀移至右通电，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。位，接通驱动车轮制动分泵与储液室的通道，制动压力下降。 第23页/共49页2.2.节气门驱动装置节气门驱动装置

17、ASRASR控制系统通过改变发动控制系统通过改变发动机辅助节气门的开度来控机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率。制发动机的输出功率。 节气门驱动装置由步进电节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。步进机和传动机构组成。步进电机根据电机根据ASRASR控制器输出的控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节通过传动机构带动辅助节气门转动。控制过程如下：气门转动。控制过程如下：第24页/共49页 ASR ASR不起作用时，辅助节不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，制车轮滑转

18、时，ASRASR控制器控制器输出信号使辅助节气门驱输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助节动机构工作，改变辅助节气门开度。气门开度。第25页/共49页第三节 典型ASR系统 一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC） 丰田公司把丰田公司把ASRASR称作牵引力或驱动力控制系统，称作牵引力或驱动力控制系统，常用常用TRCTRCTraction Control SystemTraction Control System表示。表示。 ASRASR（TRCTRC） 系统组成：系统组成： 电子控制器电子控制器ECU ECU ：与与ABSABS共用共用 车轮轮速传感器：与车轮轮速传感器：与AB

19、SABS共用共用 ASRASR制动压力调节器：控制驱动轮制动管路制动压力调节器：控制驱动轮制动管路 副节气门：步进电机控制副节气门：步进电机控制 节气门开度传感器：主、副节气门各一个节气门开度传感器：主、副节气门各一个第26页/共49页第27页/共49页ASRASR（TRCTRC）系统工作过程：系统工作过程： ECU ECU根据各轮速传感器的信号，确定驱动轮根据各轮速传感器的信号，确定驱动轮的滑转率和汽车的参考速度。当的滑转率和汽车的参考速度。当ECUECU判定驱动轮判定驱动轮的滑转率超过设定的门限值时，就使驱动副节的滑转率超过设定的门限值时，就使驱动副节气门的步进电机转动，减小节气门的开度，

20、此气门的步进电机转动，减小节气门的开度，此时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气量也会减少，使输出功率减小，驱动轮上的驱量也会减少，使输出功率减小，驱动轮上的驱动力矩就会随之减小。如果驱动车轮的滑转率动力矩就会随之减小。如果驱动车轮的滑转率仍未降低到设定的控制范围，仍未降低到设定的控制范围，ECUECU又会控制又会控制TRCTRC制动压力调节装置和制动压力调节装置和TRCTRC制动压力装置，对驱动制动压力装置，对驱动车轮施加一定的制动压力，使制动力矩作用于车轮施加一定的制动压力，使制动力矩作用于驱动轮，从而实现驱动防滑转的控制。驱动轮，从而实现驱动防滑

21、转的控制。第28页/共49页1.1.液压系统与执行器液压系统与执行器ABS/TRCABS/TRC液压系统基本组成液压系统基本组成第29页/共49页 工作情况工作情况 当需要对驱动轮施加制动力矩时：当需要对驱动轮施加制动力矩时：TRCTRC的的3 3个电个电磁阀都通电。磁阀都通电。当需要对驱动轮保持制动力矩时：当需要对驱动轮保持制动力矩时：ABSABS的的2 2个电个电磁阀通较小电流。磁阀通较小电流。当需要对驱动轮减小制动力矩时：当需要对驱动轮减小制动力矩时：ABSABS的的2 2个电个电磁阀通较大电流。磁阀通较大电流。当无需对驱动轮施加制动力矩时：各个电磁阀当无需对驱动轮施加制动力矩时：各个电

22、磁阀都不通电且都不通电且ECUECU控制步进电机转动使副节气门保控制步进电机转动使副节气门保持开启。持开启。第30页/共49页TRCTRC液压制动执行器液压制动执行器 基本组成基本组成第31页/共49页第32页/共49页2.2.副节气门及其驱动机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及其驱动机构副节气门执行器依据副节气门执行器依据ECUECU的信号控制副节气门的开闭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。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。第33页/共49页副节气门执行器工作情况副节气门执行器工作情况第34页

23、/共49页副节气门传感器安装及结构副节气门传感器安装及结构第35页/共49页3.TRC3.TRC系统控制电路及主要装置系统控制电路及主要装置 TRCTRC系统主要装置及其功能系统主要装置及其功能 丰田丰田ABS/TRCABS/TRC控制系统电路控制系统电路第36页/共49页第37页/共49页4.TRC4.TRC系统的工作过程系统的工作过程第38页/共49页 正常制动过程（正常制动过程（TRCTRC不起作用）不起作用） 汽车加速过程（汽车加速过程（TRCTRC起作用）起作用） 压力升高压力升高 压力保持压力保持 压力降低压力降低 5.5.车轮转速控制过程车轮转速控制过程 一个典型的轮速控制循环一

24、个典型的轮速控制循环 轮速控制运转条件轮速控制运转条件第39页/共49页第四节 防滑差速器一、防滑差速器简介一、防滑差速器简介 1 1防滑差速器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。防止车轮打滑的差速器，可自动控制汽车驱动轮打滑。 2 2作用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。滑转车轮同地面间的附着力，产生足够的牵引力。第40页/共49页 3 3类型类型 强制锁止式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。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）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。在滑路面上自动增大锁止系数直至完全锁止。 第41页/共49页二、电子控制式防滑差速器二、电子控制式防滑差速器 1.1.V-TCSV-TCS（Vehicle Traking Control SystemVehicle Traking Control Syste