驱动防滑控制系统（课堂PPT）

1、授授 课课: 周周 淑淑 文文部部 门门: 车辆工程研究所车辆工程研究所0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.2本章学习目标 掌握驱动防滑控制系统的基本原理；掌握驱动防滑控制系统的基本原理； 掌握驱动防滑控制系统的基本组成以及各部掌握驱动防滑控制系统的基本组成以及各部件的结构和功能；件的结构和功能； 掌握驱动防滑控制系统与制动防抱死系统的掌握驱动防滑控制系统与制动防抱死系统的异同。异同。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.3概述汽车驱动防滑控制系统亦称汽车驱动防滑控制系统亦称ASRASR，即，即Acceleration Slip Acce

2、leration Slip RegulationRegulation或或Anti-Slip RegulationAnti-Slip Regulation的英文缩写。的英文缩写。ASRASR的的基本功能是防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车基本功能是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在转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶在非对称路面或在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。汽车的平顺性。ASRASR驱动防滑系统也叫牵引力控制系统驱动防滑系统也叫牵引力控制系统 TCS

3、 TCS (Traction Control System )(Traction Control System )、TRC TRC (Traction Regulation Control )0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.4概述（续）从控制车轮和路面的滑移率来看，从控制车轮和路面的滑移率来看，ASRASR和和ABSABS系统是采用系统是采用了相同的技术，但两者所控制的车轮滑移方向是相反的。了相同的技术，但两者所控制的车轮滑移方向是相反的。可见可见ASRASR系统与系统与ABSABS系统密切相关，常将它们结合在一起使系统密切相关，常将它们结合在一起使用，构成行驶安全系统。这样，它们

4、可共用许多电子元件用，构成行驶安全系统。这样，它们可共用许多电子元件和可用共同的系统部件来控制车轮的运动。电子控制及保和可用共同的系统部件来控制车轮的运动。电子控制及保护装置都被装在同一个壳体内。护装置都被装在同一个壳体内。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.5驱动防滑系统组成0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.6ASR与ABS的相同点ABSABS和和ASRASR都是通过控制作用于被控制车轮的力矩，而都是通过控制作用于被控制车轮的力矩，而将车轮的滑动率控制在设定的理想范围之内，以提高车轮将车轮的滑动率控制在设定的理想范围之内，以提高车轮附着力的利用率，从而缩短汽车的制动距离或提

5、高汽车的附着力的利用率，从而缩短汽车的制动距离或提高汽车的加速性能，改善汽车行驶的方向稳定性和转向操纵能力。加速性能，改善汽车行驶的方向稳定性和转向操纵能力。ABSABS和和ASRASR都要求系统具有快速反应能力，以适应车轮都要求系统具有快速反应能力，以适应车轮附着力的变化；都要求控制偏差尽可能达到最小，以免引附着力的变化；都要求控制偏差尽可能达到最小，以免引起汽车及传动系统的振动；都要求尽量减少调节过程中的起汽车及传动系统的振动；都要求尽量减少调节过程中的能量消耗。能量消耗。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.7ASR与ABS的不同点ABSABS与与ASRASR在以下几个方面又是不同

6、的，在以下几个方面又是不同的，ABSABS对驱对驱动和非驱动车轮都可进行控制，而动和非驱动车轮都可进行控制，而ASRASR则只对驱动车则只对驱动车轮进行控制；在轮进行控制；在ABSABS控制期间，离合器通常都处于分控制期间，离合器通常都处于分离状态，发动机也处于怠速运转，而在离状态，发动机也处于怠速运转，而在ASRASR控制期间，控制期间，离合器则处于接合状态，发动机的惯性会对离合器则处于接合状态，发动机的惯性会对ASRASR控制控制产生较大的影响；产生较大的影响；0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.8ASR与ABS的不同点（续）在在ABSABS控制期间，汽车传动系的振动较小，因而对控

7、制期间，汽车传动系的振动较小，因而对ABSABS控制产生的影响也较小，而在控制产生的影响也较小，而在ASRASR控制期间，很容易使传动控制期间，很容易使传动系统产生较大的振动，即对系统产生较大的振动，即对ASRASR控制产生的影响较大；在控制产生的影响较大；在ABSABS控制期间，各车轮之间的相互影响不大，而在控制期间，各车轮之间的相互影响不大，而在ASRASR控制控制期间，由于差速器的作用会使驱动车轮之间产生较大的相期间，由于差速器的作用会使驱动车轮之间产生较大的相互影响；互影响；ABSABS只是一个反应时间近似一定的制动控制单环系只是一个反应时间近似一定的制动控制单环系统，而统，而ASRA

8、SR却是由反应时间不同的制动控制和发动机等控制却是由反应时间不同的制动控制和发动机等控制组成的多环系统。组成的多环系统。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.9ASR共同点目前，各个国家在各种不同的车型上装备的驱动目前，各个国家在各种不同的车型上装备的驱动防滑系统防滑系统ASRASR的结构和工作过程都不尽相同，但在以的结构和工作过程都不尽相同，但在以下几个方面却又基本相同：下几个方面却又基本相同：1) ASR1) ASR可以由驾驶员通过可以由驾驶员通过ASRASR选择开关对其是否进选择开关对其是否进入工作状态进行选择，在入工作状态进行选择，在ASRASR进行防滑转调节时，进行防滑转调节时

9、，ASRASR工作指示灯会自动点亮；如果通过工作指示灯会自动点亮；如果通过ASRASR选择开关将选择开关将ASRASR关闭，关闭，ASRASR关闭指示灯会自动点亮。关闭指示灯会自动点亮。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.10ASR共同点（续）2) ASR2) ASR处于关闭状态时，副节气门将自动处于全开位置；处于关闭状态时，副节气门将自动处于全开位置；ASRASR制动压力调节装置也不会影响制动系统的正常工作。制动压力调节装置也不会影响制动系统的正常工作。3) 3) 如果在如果在ASRASR处于防滑转调节过程中，驾驶员踩下制动处于防滑转调节过程中，驾驶员踩下制动踩板进行制动时，踩板进行

10、制动时，ASRASR将会自动退出防滑转调节过程，而不将会自动退出防滑转调节过程，而不影响制动过程的进行。影响制动过程的进行。4) ASR4) ASR通常只在一定的车速范围内才进行防滑转调节，通常只在一定的车速范围内才进行防滑转调节，而当车速达到一定值以后而当车速达到一定值以后( (如如120km/h120km/h或或80km/h)80km/h)，ASRASR将会将会自动退出防滑转调节过程。自动退出防滑转调节过程。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.11ASR共同点（续2）5) ASR5) ASR在其工作车速范围内通常具有不同的优先选择性，在其工作车速范围内通常具有不同的优先选择性，车速

11、较低时以提高牵引力作为优先选择，此时对两驱动车车速较低时以提高牵引力作为优先选择，此时对两驱动车轮施加的制动力矩可以不同，轮施加的制动力矩可以不同，即对两后制动轮缸的制动即对两后制动轮缸的制动压力进行分别调节。而在车速较高时，则以提高行驶方向压力进行分别调节。而在车速较高时，则以提高行驶方向稳定性为优先选择，此时，对两驱动车轮施加的制动力矩稳定性为优先选择，此时，对两驱动车轮施加的制动力矩将是相同的，即对两后制动轮缸的制动压力进行一同调节。将是相同的，即对两后制动轮缸的制动压力进行一同调节。6)ASR6)ASR都具有自诊断功能，一旦发现存在影响系统正常都具有自诊断功能，一旦发现存在影响系统正常

12、工作的故障时，工作的故障时，ASRASR将会自动关闭，并向驾驶员发出警示信将会自动关闭，并向驾驶员发出警示信号。号。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.12滑移与滑转所谓的汽车打所谓的汽车打“滑滑”，有两种情况，一是汽车制动，有两种情况，一是汽车制动时车轮的滑移，二是汽车驱动时车轮的滑转。时车轮的滑移，二是汽车驱动时车轮的滑转。ABSABS是防是防止制动时车轮抱死而滑移；止制动时车轮抱死而滑移；ASR(TCS)ASR(TCS)则是防止驱动车则是防止驱动车轮原地不动而不停地滑转。轮原地不动而不停地滑转。如果用如果用S Sb b表示制动时的滑移，用表示制动时的滑移，用S Sd d表示驱动时

13、的滑表示驱动时的滑转，那么可以用下面两个式子表述制动和驱动时的滑转，那么可以用下面两个式子表述制动和驱动时的滑移率移率S Sb b和滑转率和滑转率S Sd d。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.13滑移与滑转（续）%100VVVSwb%100wwdVVVS式中式中 V V实际车速实际车速 VwVw车轮滚动的圆周速度车轮滚动的圆周速度0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.14滑移与滑转（续2）从式中可以看出，当从式中可以看出，当Vw(Vw(车轮滚动的圆周速度车轮滚动的圆周速度) )为为0 0时时( (即即车轮已经抱死车轮已经抱死) )，而实际车速，而实际车速V V不为不为0 0，

14、则汽车处于完全滑移，则汽车处于完全滑移状态；而当实际车速状态；而当实际车速V V为为0(0(即汽车原地不动即汽车原地不动) )，车轮滚动的，车轮滚动的圆周速度圆周速度VwVw不为不为0 0时，则汽车处于完全滑转状态。时，则汽车处于完全滑转状态。下图所示为滑移率和滑转率与纵向附着系数之间的关系，下图所示为滑移率和滑转率与纵向附着系数之间的关系，图中的纵轴表示制动时的纵向附着系数图中的纵轴表示制动时的纵向附着系数b b和驱动时的纵向和驱动时的纵向附着系数附着系数d d。它们对汽车的制动力和驱动力起着支配性的。它们对汽车的制动力和驱动力起着支配性的作用。作用。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系

15、统.15滑移与滑转（续3）滑移率、滑滑移率、滑转率与附着转率与附着系数的关系系数的关系0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.16滑移与滑转（续4）由图可以看出：由图可以看出：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；在各种路面上，附着系数均随滑移率及滑转率的变化而变在各种路面上，附着系数均随滑移率及滑转率的变化而变化；化；在各种路面上，当滑移率为在各种路面上，当滑移率为2020左右时附着系数达到峰值；左右时附着系数达到峰值；同样当滑转率为同样当滑转率为2020左右时附着系数也达到峰值；左右时附着系数也达到峰值；上述趋势，无论制动还是驱动时都几乎完全一样。

16、上述趋势，无论制动还是驱动时都几乎完全一样。当然，图中所示仅仅是总的趋势，因为即使在同一路面上，当然，图中所示仅仅是总的趋势，因为即使在同一路面上，还要受路面的具体状况、轮胎的种类、气压和磨损程度、车速、还要受路面的具体状况、轮胎的种类、气压和磨损程度、车速、车轮载荷及大气温度、轮胎的侧偏角等多种因素的影响。车轮载荷及大气温度、轮胎的侧偏角等多种因素的影响。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.17附着系数0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.18ASR的控制作用汽车在结冰路面上急加速或超车时，汽车在结冰路面上急加速或超车时，ASRASR的控制效果是的控制效果是很明显的。比如开始超

17、车时，要一面转动方向盘一面增大很明显的。比如开始超车时，要一面转动方向盘一面增大油门，经过一段不稳定的状态油门，经过一段不稳定的状态( (由操纵方向盘引起的由操纵方向盘引起的) )后，后，追上前面的车辆，然后再加速，并返回原来的行车道。在追上前面的车辆，然后再加速，并返回原来的行车道。在超车过程中如果没有超车过程中如果没有ASRASR就会因为车轮空转而失去方向的稳就会因为车轮空转而失去方向的稳定性，因驱动力不足也会导致超车距离加长。在同样的路定性，因驱动力不足也会导致超车距离加长。在同样的路面上，如果是装有面上，如果是装有ASRASR的汽车，则没有侧滑，方向控制更加的汽车，则没有侧滑，方向控制

18、更加准确，能在较短的距离内超车。准确，能在较短的距离内超车。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.19ASR的控制作用（续）另外，另外，ASRASR一工作，仪表盘上的指示灯或蜂鸣器就有显一工作，仪表盘上的指示灯或蜂鸣器就有显示，能够提醒驾驶员注意，正在易滑路面上行驶，驾驶员示，能够提醒驾驶员注意，正在易滑路面上行驶，驾驶员可及早采取措施，防患于未然，下图示出了在均匀的结冰可及早采取措施，防患于未然，下图示出了在均匀的结冰路上、压实的雪路和深雪路面上使用路上、压实的雪路和深雪路面上使用ASRASR与不用与不用ASRASR装置的装置的驱动力的比较，下图是在左右轮附着系数驱动力的比较，下图是在

19、左右轮附着系数不同的路面上，不同的路面上，使用使用ASRASR和不用和不用ASRASR装置的汽车加速性比较的结果，在易滑装置的汽车加速性比较的结果，在易滑路面上两者有明显的差别，不装路面上两者有明显的差别，不装ASRASR的汽车几乎无法行驶。的汽车几乎无法行驶。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.20ASR的控制作用（续2）采用冬季轮胎、不同路面驱动力比较采用冬季轮胎、不同路面驱动力比较0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.21ASR的控制作用（续3）采用夏季和冬季轮胎、不同路面汽车加速性的比较采用夏季和冬季轮胎、不同路面汽车加速性的比较0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统

20、.22滑转率的控制范围当汽车起步时，如果挂上一挡，离合器接合，尽管驱动当汽车起步时，如果挂上一挡，离合器接合，尽管驱动轮不停地转动，汽车却原地不动，这就是通常所说的驱动轮不停地转动，汽车却原地不动，这就是通常所说的驱动轮滑转。由滑转率计算式可知，此时由于驱动轮在转动，轮滑转。由滑转率计算式可知，此时由于驱动轮在转动，因此车轮滚动的圆周速度因此车轮滚动的圆周速度VwVw不为不为0 0，而车身不动即，而车身不动即V V为为0 0，故，故此时的滑转率此时的滑转率SdSd：100100，即车轮处于纯空转状态。从图中，即车轮处于纯空转状态。从图中可知，此时与制动时相同，当可知，此时与制动时相同，当Sd=

21、100Sd=100时，驱动时的纵向时，驱动时的纵向附着系数附着系数dd最低，所以，此时所能产生的驱动力也最低。最低，所以，此时所能产生的驱动力也最低。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.23滑转率的控制范围（续）较为理想的滑转率较为理想的滑转率0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.24驱动防滑的控制为了避免上述起步车轮空转打滑的现象，有经验的驾驶为了避免上述起步车轮空转打滑的现象，有经验的驾驶员都会尽量使发动机保持低速运转并缓缓松开离合器踏板，员都会尽量使发动机保持低速运转并缓缓松开离合器踏板，以免作用于驱动轮上的驱动力过大。这就是说：造成车轮以免作用于驱动轮上的驱动力过大。这就

22、是说：造成车轮空转打滑空转打滑( (即滑转即滑转) )的原因是作用于车轮的驱动力的原因是作用于车轮的驱动力( (扭矩扭矩) )大大于驱动轮与路面的附着力。因此，与防止制动时滑移正好于驱动轮与路面的附着力。因此，与防止制动时滑移正好相反，防止驱动时车轮滑转的方法是适当地控制驱动力，相反，防止驱动时车轮滑转的方法是适当地控制驱动力，即在适当的时候减小驱动力，以防止驱动力超过轮胎和路即在适当的时候减小驱动力，以防止驱动力超过轮胎和路面的附着力而导致车轮滑转面的附着力而导致车轮滑转这就是这就是ASRASR的作用。也就是的作用。也就是说，一般通过汽车防滑控制系统说，一般通过汽车防滑控制系统(ASR)(A

23、SR)将滑转率将滑转率SdSd控制在控制在10103030范围之内，其防滑效果较为理想。范围之内，其防滑效果较为理想。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.25驱动防滑控制的种类汽车驱动防滑的控制方式有：发动机扭矩汽车驱动防滑的控制方式有：发动机扭矩控制，驱动车轮制动控制、防滑差速锁控制，驱动车轮制动控制、防滑差速锁(LSD)(LSD)控制、发动机与驱动轮之间的扭矩控制以及控制、发动机与驱动轮之间的扭矩控制以及综合控制五种：综合控制五种：0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.26发动机扭矩方式汽油机可根据燃料喷射量、点火时间、节气门开度来调汽油机可根据燃料喷射量、点火时间、节气门开

24、度来调整发动机输出扭矩。在这些参数中，从加速圆滑和燃烧完整发动机输出扭矩。在这些参数中，从加速圆滑和燃烧完全的角度来看，调整节气门为最好，但调整时节气门反应全的角度来看，调整节气门为最好，但调整时节气门反应速度较慢。调整点火时间和燃料喷射量反应速度较快，能速度较慢。调整点火时间和燃料喷射量反应速度较快，能补偿调整节气门的不足。延迟点火时间能够减少发动机扭补偿调整节气门的不足。延迟点火时间能够减少发动机扭矩，但控制不好易造成失火，燃料无法燃烧，增加了排气矩，但控制不好易造成失火，燃料无法燃烧，增加了排气净化装置中催化剂的负担。如果只减少燃料喷射量，因受净化装置中催化剂的负担。如果只减少燃料喷射量

25、，因受燃烧室内废气的影响会使燃烧过程延迟。燃烧室内废气的影响会使燃烧过程延迟。当然柴油机只控制喷射量就可得到理想的反应速度。当然柴油机只控制喷射量就可得到理想的反应速度。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.27驱动轮制动控制方式这种方法是对发生空转的驱动轮直接加以制动，反应时这种方法是对发生空转的驱动轮直接加以制动，反应时间最短。为使制动过程平稳，应缓慢升高制动压力。间最短。为使制动过程平稳，应缓慢升高制动压力。采用制动控制方式的采用制动控制方式的ASRASR的液压系统可分为两大类。一的液压系统可分为两大类。一类是类是ASRASR与与ABSABS的整体结构。在的整体结构。在ABSABS系统中增加电磁阀和调节系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。另一类是在器，从而增加了驱动控制功能。另一类是在ABSABS的液压装置的液压装置和轮缸之间增加和轮缸之间增加ASRASR的液压装置，即为可变容积式。普遍认的液压装置，即为可变容积式。普遍认为今后发展的主流是成本较低的为今后发展的主流是成本较低的ABS/ASRABS/ASR整体结构。整体结构。0702-驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统.28驱动轮制动控制方式（续）如果车辆已有一个液压系统，而且可接入如果车辆已有一个液压系统，而且可接入ASRASR，那么滑，那么滑阀结构的安装成本就会降低。对于小功率前轮驱动