汽车主动安全系统

1、 一、一、 概述概述 二、二、 ASR系统的结构与工作原理系统的结构与工作原理 三、三、 典型典型ASR系统系统 四、四、 防滑差速器防滑差速器 （一）（一）ASR系统的理论基础系统的理论基础 1 ASR系统的理论基础系统的理论基础 2 ASR系统与系统与ABS系统的比较系统的比较 （二）防滑转控制的方式（二）防滑转控制的方式 1发动机输出功率控制发动机输出功率控制 2驱动轮制动控制驱动轮制动控制 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 4防滑差速锁（防滑差速锁（LSD：Limited-Slip-Differential）控制控制 5差速锁与发动机输出功率综

2、合控制差速锁与发动机输出功率综合控制 汽车驱动防滑控制（汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation）系统系统简称简称ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。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。驱动车轮的滑移率移率。驱动车轮的滑移率Sd=100%，式中式中vc是车是车轮圆周速度；轮圆周速度；v是车身瞬时速度。滑移率与纵向附着系是车身瞬时速度。滑移率与纵向附着系数的关系由图可以看出：数的关系由图可以看出： （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

3、化； （2）在各种路面上，）在各种路面上， Sd=20%左右时，附着系数达左右时，附着系数达到峰值；到峰值； （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。1制动力和侧向力的合力在摩擦圆内，制动力和侧向力的合力在摩擦圆内，车辆具有转向能力。车辆具有转向能力。2制动力增加，侧向力将降低。制动力增加，侧向力将降低。3制动力等于附着力，车轮抱死。由于制动力等于附着力，车轮抱死。由于附着力全部用于制动，没有侧向力，车附着力全部用于制动，没有侧向力，车辆处于不受控状态。辆处于不受控状态。 ASR系统就是利用控制器控制车轮与路面系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率，防止汽

4、车在加速过程中打滑，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。提高汽车的平顺性。 ASR和和ABS都是控制车轮和路面的滑移率，以使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，因此两系统采用的车轮与地面的附着力不下降，因此两系统采用的是是相同的技术相同的技术，它们密切相关，常结合在一起使，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

5、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。车轮的运动，构成行驶安全系统。 ASR系统与系统与ABS系统的不同主要在于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；ASR系统（系统（TRC）则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高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。保行驶稳定性。 （2）ABS系统对所有车轮起作用，控制系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而其滑移

6、率；而ASR系统只对系统只对驱动车轮驱动车轮起制起制动控制作用。动控制作用。 （3）ABS是在制动时，车轮出现抱死情是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低（小于况下起控制作用，在车速很低（小于8km/h）时不起作用；而时不起作用；而ASR系统则是系统则是在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑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（转时起作用，当车速很高（80120 km/h）时不起作用。时不起作用。 1发动机输出功率控制：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，ASR控制器输出控制信号，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

7、转。常用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方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火控制。迟点火控制。 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，反应时间最直接对发生空转的驱动轮加以制动，反应时间最短。普遍采用短。普遍采用ASR与与ABS组合的液压控制系统，组合的液压控制系统，在在ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。驱动控制功能。 3同时控制发动机输出功率和驱动轮同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：制动力： 控制信号同时起动控制信号同时起动ASR制动压力调

8、节制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车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。出功率，以达到理想的控制效果。4.防滑差速锁（防滑差速锁（LSD：Limited-Slip-Differential）控制：控制： LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从从0%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

9、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。 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制相结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的实际情况采取相应的控制达到最理想的控制效果。果。 （一）（一）ASR的基本组成与工作原理的基本组成与工作原理 1ASR的基本组成的基本组成 2ASR的工作

10、原理的工作原理 （二）（二）ASR的传感器的传感器 1车轮车速传感器车轮车速传感器 2节气门开度传感器节气门开度传感器 3ASR选择开关选择开关 （三）（三）ASR的电子控制单元（的电子控制单元（ECU） （四）（四）ASR系统的执行机构系统的执行机构 ASR的基本组成：的基本组成： ECU：ASR电控单元电控单元 执行器：执行器： 制动压力调节器制动压力调节器 节气门驱动装置节气门驱动装置 传感器：传感器： 车轮车速传感器车轮车速传感器 节气门开度传感器节气门开度传感器 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

11、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。 1车轮车速传感器：与车轮车速传感器：与ABS系统共享。系统共享。 2节气门开度传感器：与发动机电倥系统节气门开度传感器：与发动机电倥系统共享。共享。 3ASR选择开关：选择开关：ASR专用的信号输入专用的信号输入装置。装置。ASR选择开关关闭时选择开关关闭时ASR不起作用。不起作用。 ASR的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，A

12、SR控制器与ABS电控单元常组合在一起。 1制动压力调节器制动压力调节器 （1）单独方式的）单独方式的ASR制动压力调节器制动压力调节器 （2）组合方式的）组合方式的ASR制动压力调节器制动压力调节器2节气门驱动装置节气门驱动装置 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 ASR ECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制. 正常制动时正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀不起作用，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在左位，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步或加速时若驱动轮出现

13、滑转需要实施制动时，时，ASR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，于是活塞保持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。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，于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，制动压力下降是调压缸右腔压力下降，制动压力下降 组

14、合方式的组合方式的ASR制动压力调节器制动压力调节器ABS/ASR组合压力调节器组合压力调节器 ASR不起作用时，电磁阀不起作用时，电磁阀不通电，不通电，ABS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，ASR控制器使电磁阀控制器使电磁阀通通电，阀移至右位，电磁阀电，阀移至右位，电磁阀和电磁阀和电磁阀不不通电，阀仍在左位，于是，蓄压器的压力通电，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。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控制器使电磁阀半通电，阀至中位，隔断蓄压器及

15、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。 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。 （一）丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC） 1液压系

16、统与执行器 2副节气门及其驱动机构 3TRC系统控制电路及主要装置 4TRC系统的工作过程 5车轮转速控制过程 （二）日产车系ASR系统 （三）本田车系ASR系统 丰田公司把ASR称作牵引力或驱动理控制系统，常用TRCTraction Control System表示。 电子控制器ECU：与ABS共用 ASR（TRC） 车轮车速传感器：与ABS共用 系统组成 制动压力调节器：控制驱动轮制动 管路 副节气门：设有节气门开度传感器 ASR（TRC）系统工作过程： ABS/TRC液压系统 基本组成 工作情况 TRC液压制动执行器 基本组成 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

17、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。 副节气门执行器工作情况 副节气门传感器安装及结构 TRC系统主要装置及其功能 丰田ABS/TRC控制系统电路 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 一个典型的轮速控制循环 轮速控制运转条件 （一）防滑差速器简介 （二）电子控制式防滑差速器 1电子控制式防滑差速器 2四轮驱动防滑差速器 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。 湿式差速器（V-TCS）防滑控制主动防滑差速器（LSD） V-TCS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。 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，