电控驱动防滑牵引力控制系统ASRTRC

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/TRC液压系统的工作情况及控制电路。四、教学基本

2、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1. ASR的理论基础2. ASR与ABS的区别3. ASR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1. ASR系统的理论基础汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation ）系统简称ASR,是应用丁车轮防 滑的电子控制系统。汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率乂称滑移率。驱动车轮的滑移 -V率ScF匕100%，式中

3、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)0OBD.610 60 tOI桦££宿弟香Mrd«»_atta曜土蹈= -f雪给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

4、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(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

5、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%,系统结构如图5-2所示。ABS/ASRfflECTJ株压部悴USD图5/2带防滑差建H （LSL的HR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

6、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. 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

7、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. 制动压力调节器点拘量裁t砂诡速伸略r ckjA CPUWAN 11V CPCJ1lPT二曲亍S3-* ABS/ASH爆台唯子检霍季元(

8、MFASR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：单独方式和组合方式。(1)单独方式fftt V 精执行机的图5-3 ASR的基本组成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起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缶工的活塞被回 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 ASM起作用且对ABS无任何影响。

9、起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASRfg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，丁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，丁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

10、5-6所示。EE A6 MSMiR最舍翩草停方俾节/琳耳I-惠草 2 -3喉点】、一原力指差白一坪事*一电*13 I电10. II髭纳策常幻暮 ASM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 m来调节制动压力。驱动轮滑转时，ASR空制器使电磁阀I通电，阀移至右位，电磁阀II和电 磁阀用不通电，阀仍在左位，丁是，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空制器使电磁阀II和电磁阀m通电，阀 移至右位，接通驱

11、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，辅助节气门处丁全开位置，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。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，

12、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（l）ABSZTRCft 压系统ABS/TRC夜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。禳储液室接算阈王11.1 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ECL®制步进电 机转动使副节气门保持开启。TRC1压制动执行器TRC

13、®压制动执行器由泵总成、制动执行器组成:首Al。11K；系怠成泵总成：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。416 5-11 TFCIM勃执仃K总或2. 副节气门及其驱动机构一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。a)b)图5-14期节门开度传感器的安装及内部结构«安装位置 2内部结利示意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。用5-16丰图Af

14、iS/TOG投制系统噌蹄t一点火并美2- ABSWfril北由劫灯井美，一刨动IT ，一制劫警告打m车制功开美了一储液室1#位网关»开善9Pfi®示灯IO-N位指示灯111 HTBC美闭指示灯1*-皿工作擢承打15-ltttWfrtF幡一岑晰头D 17主带*U1升度僧 II制晦幼机19*包门汗UftSM 20K4机和蜜重子控制尊元”一者期常卑涅傍辑n 22左Hie*魄住胳暮23-2*左后冷率速将M 2S-制寸低力询F*暨2&左后耕压厨拿内27-(!旨黄拭电或阁网一胃££电撮.嫌电箱克前电审冏 郭一右的刑压里*桐31*功回兼果 队一电磨回最版fit

15、电髭33TRC电谕换展拳M-TRC电的供液堪地曜11 35* *代口控制莎进眼机曜曜暮36压力胜肉J7-TRCB电#间屈成电程村神制划主fcl麟富电虽*40WftBSIWftieW 4 TRIZ 制助主境电舞4. TRC的工作过程图TRC系统电子控制与液压管路珥I 一怖但拜关2制动主虹3比例牌和平街牌4制两主虹隔寓电磁胃5座方开美卜THC隔寓电豪解总H 用TRC制动供能总成7限匿的耳一蓄能# 9一电动供液现1。一善能器网禹电部阙11-tt液室褊寓电感阿IW副皆气门控制步进地动机1J-TRC Tft IS示灯J4TRC关闭麻示灯15-M节气门开度I& 一生节气门开慢传感薜17发网机向自幼

16、变姓器电子控制眼无18ABS/TR电子控制单元19-右后制动轮*30右后军速停骆器由一占后调压电直冏22后同液菜23 -后储液II 24左后调压电峻园25左后车珑怖雄骂蛆左后翻动粒虹27-右朋耕动轮U 2® 右前车速传惑器2$1右前调压电磁冏30前回液聚3】一的佃液尊32左前胃压电琦睇33左的车车速怜感H “一左菌制劫轮虹努一制动压力调节装置正常制动过程（TRS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« 5-少日产公司的NS结帽京理桐拇 审动It3i)M节/门4丸国推行h 5-«t

17、tie 一艳帆8主节气门主笔气门悖惑 I。-节 一 旭氛有H 堤一厨沌*速佐绻蒿list熟机h帙性推建善1$一节*in»M®f*M屋劫机ECSECCS) 17-K> UU 府她口、日产车系ASRE 3-20本田公司TCS系统结构原理图1骤动精2前蚣车速传感糖3非州面论4一后轮车速传感U 5W向勇度俺惑器6-TCS ECU7-燃油及点大揽酎信号8发瑞机ECU(PGM-Fl)1发而机控制值号三、本田车系ASR第四节防滑差速器、防滑差速器简介1.防滑差速器一防止车轮打滑的差速器，可自动控制汽车驱动轮打滑2.类型强制锁止式一一通过电控或气控锁止机构人为的将差速器锁止。自动锁止

18、式(自锁式)一一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。耕IS邮 奏£*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，采集和读取驾驶员图5-21 LSD型防滑差速器控制系统结构框圈所要求的信息，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：发动机一变速器一驱动小齿轮一环齿轮一中央差速器一前