《汽车底盘及车身电控系统维修》课件-第2章 驱动防滑转系统

汽车底盘及车身电控系统维修第2版第2章驱动防滑转系统（ASR）2.1概述驱动防滑转系统（Anti-SlipRegulation）简称ASR，其作用是在汽车驱动过程中，将车轮的滑转率控制在理想范围（10%～30%）内，防止车轮滑转，以提高汽车在驱动过程中的方向稳定性和转向控制能力，并且提高汽车的加速性能。由于驱动防滑转系统主要是通过调节车轮的牵引力实现对车轮的防滑转控制，因此该系统也称为牵引力控制系统（TractionControlSystem），简称TCS，丰田公司则称其为TRAC或TRC。2.1.1.ASR的基础理论（1）汽车行驶的附着条件汽车行驶时，随着传递到驱动轮转矩的增大，汽车的驱动力随之增大，但当驱动力达到地面附着力时，如果传递到驱动轮上的转矩继续增大，驱动轮将在地面上滑转，驱动力将被限制在地面附着力之内。因此汽车行驶的附着条件是：式中Ft-汽车驱动力（N）；

Mn-作用于驱动轮上的转矩（N·m）；

r-车轮半径；

Fz-地面对车轮的法向反作用力；

-车轮与地面之间的附着系数。（2）车轮滑转率指车轮速度与车速的差值与车轮速度之比。滑转率sd的表达式为：式中v-车轮速度（m/s）

v-车速（m/s）

r-车轮半径（m）

-车轮转动角速度（rad/s）车轮在路面上纯滚动时，v=v，sd=0；车轮在地面上完全滑转时，车速v=0，车轮滑转率sd=100%；车轮在路面上边滚动边滑转时，v＞v，车轮滑转率0＜sd＜100%。车轮滑转率越大，说明车轮驱动过程中滑转成分所占比例越大。（3）附着系数与车轮滑转率之间的关系

驱动时车轮与路面之间的附着系数与滑转率之间的关系与制动时相似。在完全滑转的情况下，不仅会由于纵向附着系数比峰值时下降导致所能够提供的地面驱动力减小，而且由于横向附着系数接近于零导致汽车行驶稳定性和操纵性能的下降，对于后轮驱动汽车会失去方向稳定性，对于前轮驱动汽车会失去转向控制能力。图2-1纵向附着系数与滑移率和滑转率的关系

在汽车上装备ASR的目的就是在汽车起步、加速或在附着系数较低的路面上驱动时，将车轮的滑转率控制在10%～30%，使车轮与路面保持较高的附着力，提高汽车的牵引力和操控性。ASR有如下优点：

1）提高了汽车的动力性。汽车在起步、行驶过程中可获得最佳的驱动力，尤其是在附着系数较小的路面，汽车起步、加速及爬坡能力得到改善。

2）提高了汽车的行驶稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。

3）减少了轮胎磨损，降低了发动机油耗。2.1.2．ASR的控制方式ASR工作时将驱动轮滑转率控制在最佳范围的方式有：（1）对发动机输出转矩进行控制当驱动轮滑转率超过理想滑转率范围时，ASR减小发动机输出转矩。减小发动机输出转矩的手段有：

1）调节发动机进气量，如通过副节气门调节发动机进气量；

2）调节燃油量，如减少或中断喷油；

3）调节点火时间，如减小点火提前角。（2）对滑转车轮进行制动控制当驱动轮滑转时，ASR控制执行机构对滑转车轮进行制动，就可以阻止车轮进一步滑转，将车轮滑转率控制在理想范围内。（3）对防滑差速器进行锁止控制这种防滑差速器具有多片离合器式差速锁，差速器的锁止由液压油将多片离合器压紧实现。通过控制油压的高低，就可以实现锁止程度从0到100%的变化。控制油压来自ASR的蓄能器，压力的大小由ECU控制油压电磁阀进行调节。当一侧驱动轮滑转或两侧驱动轮有不同程度的滑转时，ECU控制电磁阀调节差速器的锁止程度，以提高汽车的驱动力和行驶稳定性。2.1.3.ASR的特点1）ASR有一个开关可以控制其工作或者不工作。

2）如果ASR正在起作用的工作状态，驾驶员对车辆进行制动，ASR将会自动退出工作，不会影响制动过程的进行。

3）ASR通常只在一定车速范围内进行防滑转调节，当车速较高时，ASR将自动退出防滑转控制。

4）ASR工作时具有不同的优先选择性，当车速较低时，优先考虑提高牵引力，因此可以只对滑转一侧的车轮制动，或者对滑转程度不同的两侧驱动轮施加不同的制动力矩。但当车速较高时，优先考虑行驶稳定性，即使一侧车轮滑转时，也同时对两侧驱动轮施加相等的制动力矩。

5）ASR具有自诊断功能，当自诊断系统诊断出系统有故障时，ASR将自动退出工作，并点亮警告灯。

6）ASR和ABS都是通过控制作用于被控车轮上的力矩，而将车轮的滑移率或滑转率控制在理想范围内，以提高附着系数的利用率，从而缩短汽车制动距离或提高汽车的加速性能，改善汽车的行驶方向稳定性和转向控制能力。2.2ASR的基本组成和工作原理1．ASR的组成ASR由传感器和开关、ECU、执行器组成。

图2-3典型ASR的组成2．ASR的工作原理（1）对发动机输出转矩进行控制对发动机输出转矩进行控制常用的方法是减小发动机进气量，通常在主节气门前方设置一个副节气门（见图），ABS/ASRECU控制副节气门驱动步进电动机使副节气门关小，减小发动机的进气量，降低发动机的输出转矩。当ASR不起作用时，ABS/ASRECU使副节气门完全打开，不影响发动机的正常工作。a）全开位置b）半开位置c）全闭位置图

副节气门的工作情况（2）对滑转车轮进行制动控制

当ABS/ASRECU判定需要对滑转车轮进行制动时，ABS/ASRECU将控制ASR制动执行器使高压制动液进入滑转车轮的制动轮缸对车轮进行制动。ASR制动执行器由两部分组成，一部分是制动供能总成，由液压泵9、蓄能器10和压力传感器12组成；另一部分是电磁阀总成，由3个二位二通电磁阀组成。制动供能总成的作用是为车轮制动器提供高压液压源。液压泵工作时，将制动液泵入蓄能器中，当蓄能器内的压力达到规定值时，压力传感器将压力信号传至ABS/ASRECU，ECU使液压泵停止工作；当压力传感器检测到系统压力低于规定值时，ECU使液压泵重新工作，从而保证制动供能总成内总是保持恒定的油压。电磁阀总成的作用是控制ASR工作时的制动油路，其中的储液罐隔离电磁阀13和蓄能器隔离电磁阀14为常闭电磁阀，制动主缸隔离电磁阀15为常开电磁阀。ASR制动压力执行器工作时可分为增压、保压、减压三个过程。

图2-4ABS/ASR防滑控制系统1-发动机/自动变速器ECU2-主节气门位置传感器3-副节气门位置传感器4-ASR关闭指示灯5-ASR工作指示灯6--副节气门执行器7-ABS/ASRECU8-ASR制动执行器9-ASR液压泵10-蓄能器11-限压阀12-压力传感器13-储液罐隔离电磁阀14-蓄能器隔离电磁阀15-制动主缸隔离电磁阀16-制动主缸17-液位开关18-比例阀和平衡阀19-ABS制动压力调节器20-右前调压电磁阀21-前回油泵22-左前调压电磁阀23-前储液器24-右前制动轮缸25-右前轮速传感器26-左前轮速传感27-左前制动轮缸28-右后轮速传感器29-右后制动轮缸30-右后调压电磁阀31-后回油泵32-左后调压电磁阀33-后储液器34-左后轮速传感器35-左后制动轮缸1）增压过程。当ABS/ASRECU需要对滑转车轮进行制动时，就使ASR制动执行器中的3个电磁阀都通电，制动主缸隔离电磁阀15将制动主缸至后制动轮缸的制动管路封闭，蓄能器隔离电磁阀14将蓄能器至ABS制动压力调节器的制动管路接通，储液罐隔离电磁阀13将ABS制动压力调节器至制动主缸储液罐之间的回油管路接通。蓄能器中具有一定压力的制动液就会经蓄能器隔离电磁阀14，然后经ABS制动压力调节器的两个三位三通电磁阀30和32进入两个后轮制动轮缸对后驱动轮进行制动，并且随着电磁阀通电时间的延长，制动轮缸内的压力逐渐增大。如果只需要对某一个驱动车轮进行制动，ABS/ASRECU只要给另一驱动车轮的ABS制动压力调节器的电磁阀通以小电流，ASR制动供能总成的制动液就不能进入这一车轮的制动轮缸使该车轮制动。

2）保压过程。当ABS/ASRECU判定需要保持两驱动车轮的制动压力时，就使ABS制动压力调节器中的两个电磁阀30和32通以小电流，两电磁阀都处于中间位置，将两后制动轮缸的进、出液管路都封闭，两后制动轮缸的制动压力就保持不变。

3）减压过程。当ABS/ASRECU判定需要减小两驱动车轮的制动压力时，就使两个电磁阀30和32通以大电流，电磁阀将两后制动轮缸的进液管路封闭，而将两后制动轮缸的出液管路连通，两后制动轮缸中的制动液经电磁阀30和32、电磁阀13流回到制动主缸储液罐，两后制动轮缸的制动压力减小。当ABS/ASRECU判定ASR不需要起作用时，就使各电磁阀均不通电，后制动轮缸中的制动液经电磁阀30和32、电磁阀15流回制动主缸，驱动车轮的制动完全解除。3．ABS/ASR防滑控制系统的工作过程（1）常规制动这意味着ABS和ASR都不工作，ABS/ASRECU不给ABS制动压力调节器的4个三位三通电磁阀以及ASR制动执行器的3个二位二通电磁阀通电。ABS制动压力调节器三位三通电磁阀将制动主缸与制动轮缸之间的液压管路接通，另外由于ASR制动执行器中的制动主缸隔离电磁阀也处于常开状态，保证制动主缸与制动压力调节器之间的油路畅通，因此来自制动主缸的制动液可以不受任何限制地直接进入各制动轮缸使车轮制动。（2）ABS工作这意味着ASR不工作，ABS/ASRECU不给ASR制动执行器的3个二位二通电磁阀通电，ASR制动执行器