第9章-汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)

第9章汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)學習目標汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)(ASR)的作用；了解實現(xiàn)ASR的途經(jīng)，以及ASR與ABS之間的差異；掌握ASR的基本原理、特性、結(jié)構(gòu)特點等。作業(yè)P210：2、3、4作業(yè)P234：12、13第9章汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)第一節(jié)概述第二節(jié)ASR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理§9.1概述

一、ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)1.ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)汽車驅(qū)動防滑控制（AntiSlipReguliation）系統(tǒng)：簡稱ASR，是應用于防止汽車在起步、加速或在濕滑路面行駛時驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的電子控制系統(tǒng)。汽車打滑：汽車的移動速度低于驅(qū)動輪輪緣速度的情況。打滑出現(xiàn)的情況：1)汽車制動時車輪的滑移；2）汽車驅(qū)動時驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)。ABS系統(tǒng)：防止制動時車輪的抱死而滑移。ASR系統(tǒng)：防止驅(qū)動車輪原地不動而不停地滑轉(zhuǎn)。驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率：UL：驅(qū)動輪輪緣的速度；Ua：汽車車身速度，實際應用時常以非驅(qū)動輪輪緣速度代替。當車身未動(Ua=0)而驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動時，S=100％，車輪處于完全滑轉(zhuǎn)狀態(tài)；當UL=Ua時，S=0，驅(qū)動車輪處于純滾動狀態(tài)?；D(zhuǎn)率與縱向附著系數(shù)的關(guān)系：（1）附著系數(shù)隨路面的不同而呈大幅度的變化；（2）在各種路面上，S=20%左右時，附著系數(shù)達到峰值；（3）上述趨勢無論制動還是驅(qū)動幾乎一樣。ASR系統(tǒng)作用：就是利用控制器控制車輪與路面的滑轉(zhuǎn)率，防止汽車在行駛過程中打滑。ASR系統(tǒng)的控制參數(shù)：驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率S。滑動率S控制方法：根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號，計算滑動率S，當S值超過預先設(shè)定的界限值時，電子控制器就會向ASR執(zhí)行裝置輸出控制信號，抑制或消除驅(qū)動車輪上的滑轉(zhuǎn)。2、汽車防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)常用控制方式發(fā)動機輸出功率控制、驅(qū)動輪制動控制、差速鎖止控制、對發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩進行控制等。(1)發(fā)動機輸出功率控制：當汽車起步、加速時，若加速踏板踩得過猛，時常會因驅(qū)動力超出輪胎和地面的附著極限，出現(xiàn)驅(qū)動輪短時間的滑轉(zhuǎn)。控制原理：ASR控制器控制發(fā)動機輸出功率(減小)，以抑制驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)。常用方法：副節(jié)氣門控制、燃油噴射量控制、延遲點火控制。(2)驅(qū)動輪制動控制：針對單側(cè)驅(qū)動輪打滑時。控制原理：直接對發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪加以制動，使車輪的滑轉(zhuǎn)率控制在目標值范圍內(nèi)。這時，非滑轉(zhuǎn)車輪仍有正常的驅(qū)動力，提高汽車在滑溜路面上的起步、加速的能力及行駛方向的穩(wěn)定性。常用方法：普遍采用ASR與ABS組合的液壓控制系統(tǒng)，在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調(diào)節(jié)器，從而增加了驅(qū)動控制功能。常作為第一種方法的補充，以保證控制效果和控制速度的統(tǒng)一。(3)差速鎖止控制：控制原理：通過調(diào)節(jié)防滑轉(zhuǎn)差速器的鎖止程度，調(diào)節(jié)傳遞給驅(qū)動輪的驅(qū)動力。這是一種電子控制可變鎖止差速器，也把它稱作限滑差速器(LSD)控制。一般不作為單獨控制方式使用。(4)對發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩進行控制：控制原理：大多通過改變變速器傳動比來改變傳遞到驅(qū)動輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)的。變速器控制反應慢、有突變，因此穩(wěn)定性和牽引性較好，但舒適性很差，通常與其它控制方式聯(lián)合使用。一般不作為單獨控制方式使用。2.ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較（1）相同點1)ABS與ASR均可以通過控制車輪的力矩來達到控制車輪滑動率目的；2)ABS與ASR均要求系統(tǒng)具有迅速地反應能力和足夠的控制精度；3)兩種系統(tǒng)均要求調(diào)節(jié)過程盡可能小的消耗能量。（2）不同點(1)ABS對所有車輪實施調(diào)節(jié)，ASR只對驅(qū)動輪加以調(diào)節(jié)控制；(2)ABS工作過程中，通常離合器分離、發(fā)動機怠速；ASR控制期間，離合器處于接合狀態(tài)，發(fā)動機的慣性會對控制產(chǎn)生較大影響；(3)ABS工作過程中傳動系振動較小，易控制，而在ASR控制過程中，傳動系易產(chǎn)生較大振動；(4)ABS控制中各車輪間相互影響較小，ASR控制中兩驅(qū)動輪問相互影響較大；(5)ASR是一個涉及制動控制、發(fā)動機控制和差速器鎖止控制等的多環(huán)控制系統(tǒng)，因此其控制更加復雜?！?.2ASR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理一、ASR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理1、ASR的基本組成

ECU：ASR電控單元

執(zhí)行器：制動壓力調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門驅(qū)動裝置

傳感器：車輪輪速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器、ASR選擇開關(guān)等。2、ASR的工作原理1）車速傳感器將驅(qū)動輪、非驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺斔徒o電控單元ECU。2）ECU根據(jù)車速傳感器信號計算驅(qū)動輪的滑移率。3）若滑移率超限，控制器根據(jù)節(jié)氣門開度信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、轉(zhuǎn)向信號等確定控制方式，輸出控制信號，向各執(zhí)行器發(fā)出指令，將驅(qū)動輪的滑移率控制在目標范圍之內(nèi)。3、典型的ASR系統(tǒng)（豐田凌志LS400）ASR執(zhí)行器ABS執(zhí)行器LS400轎車ABS/ASR元件布置圖4、ASR的電子控制單元（ECU）作用：根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速信號發(fā)動機節(jié)氣門開度信號等判斷汽車的行駛狀況，向制動執(zhí)行器和副節(jié)氣門執(zhí)行裝置發(fā)出控制指令，并可在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，記錄故障代碼，點亮故障報警燈；組成：ASR的ECU也是以微處理器為核心，配以輸入輸出電路及電源等組成。ASR與ABS的一些信號輸入和處理是相同的，為減少電子器件的應用數(shù)量，ASR控制器與ABS電控單元常組合在一起。ABS/ASR組合ECU實例ASRECU5、ASR的傳感器1、車輪輪速傳感器：用來檢測各車輪的轉(zhuǎn)速。與ABS系統(tǒng)共享。2、節(jié)氣門開度傳感器：檢測主、副節(jié)氣門位置；與發(fā)動機電控系統(tǒng)共享。3、ASR選擇開關(guān)：ASR專用的信號輸入裝置。ASR選擇開關(guān)關(guān)閉時ASR不起作用。6、ASR系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)制動主繼電器：向制動執(zhí)行裝置和泵電機繼電器提供電流；節(jié)氣門繼電器：向副節(jié)氣門執(zhí)行器提供電流；副節(jié)氣門執(zhí)行器：接受電控單元的指令信號，控制副節(jié)氣門的開啟角度；ASR制動壓力調(diào)節(jié)裝置：接受電控單元的指令信號，控制各制動工作缸中的制動壓力；故障報警燈：指示系統(tǒng)裝置是否工作正常，并可閃爍出故障碼；二、ASR制動壓力調(diào)節(jié)器類型：單獨調(diào)節(jié)方式、組合調(diào)壓方式單獨調(diào)節(jié)方式：

ASR、ABS的制動壓力調(diào)節(jié)器分開設(shè)置，結(jié)構(gòu)上各自分開。組合調(diào)壓方式：

ASR、ABS共用一個制動壓力調(diào)節(jié)器。1、單獨調(diào)節(jié)方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器兩個調(diào)壓缸兩個三位三通電磁閥高壓蓄壓器增壓泵壓力控制開關(guān)儲液器組成：ASR制動壓力調(diào)節(jié)器工作原理：ASR制動壓力調(diào)節(jié)器1）正常制動時ASR不起作用。電磁閥不通電,閥在左位，接通儲液器低壓。調(diào)壓缸右側(cè)壓力低，活塞被回位彈簧推至右極限位置。接通ABS制動壓力調(diào)節(jié)器、車輪上制動輪缸；保證ABS能正常地壓力調(diào)節(jié)。ASR制動壓力調(diào)節(jié)器2）驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時

①增壓ASR電磁閥通電,閥至右位,接通高壓儲壓器。調(diào)壓缸右側(cè)油壓高，將活塞向右推動。阻斷ABS調(diào)壓缸與輪缸的聯(lián)系。同時使驅(qū)動輪缸壓力增大。實現(xiàn)增壓調(diào)節(jié)。ASR制動壓力調(diào)節(jié)器②保壓ASR電磁閥半通電，閥至中位，使ASR調(diào)壓缸與儲油罐和高壓儲能器均不導通。ASR調(diào)壓缸活塞在兩端平衡壓力作用下保持不動，驅(qū)動輪制動輪缸壓力維持不變；實現(xiàn)保壓。③減壓ASR電磁閥斷電，閥至左位，使ASR調(diào)壓缸右側(cè)與低壓儲油罐導通。ASR調(diào)壓缸活塞左移，驅(qū)動輪制動輪缸容積增大，制動壓力下降。實現(xiàn)減壓。ASR制動壓力調(diào)節(jié)器ASR制動壓力調(diào)節(jié)器

4）增壓泵的工作當高壓儲壓器壓力低時，壓力開關(guān)斷開，ECU使增壓泵工作。將油泵入高壓儲壓器中的壓力提高。壓力提高到規(guī)定值時，壓力開關(guān)閉合，ECU使增壓泵停止工作。寶馬(BMW)轎車BoschASC+T的ASR的變?nèi)莘e調(diào)節(jié)方式ABS調(diào)壓器ASR調(diào)壓器2、組合方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器

——ABS/ASR組合壓力調(diào)節(jié)器原理：在ABS基礎(chǔ)上增加了一個ASR電磁閥。ASR不起作用時，ASR電磁閥不通電，ABS起制動作用，并通過調(diào)壓電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ來調(diào)節(jié)制動壓力。

驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，ASR電磁閥通電，閥移至右位，調(diào)壓電磁閥Ⅱ和調(diào)壓電磁閥Ⅲ不通電，進入ASR調(diào)壓控制。應用：奔馳BoschABS/ASR2I一個ASR調(diào)壓閥（3/3電磁閥I）蓄壓器ASR油泵壓力控制開關(guān)單向閥組成：ASR油泵ABS油泵ASR調(diào)壓閥1）正常制動時ASR調(diào)節(jié)電磁閥斷電，位于左位，ASR不起作用。此時，將接通制動總泵和ABS調(diào)壓器接通。ABS調(diào)節(jié)器可利用三個ABS調(diào)壓閥進行制動壓力調(diào)節(jié)。工作原理：ASR油泵ABS油泵ASR調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥2）驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時①增壓ASR調(diào)節(jié)電磁閥通電，位于右位，兩調(diào)壓閥斷電，位于左位。ABS的高壓儲能器的壓力進入驅(qū)動輪。達到增壓制動的目的。ASR油泵ABS油泵ASR調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥·②保壓ASR調(diào)節(jié)電磁閥半通電，位于中位，兩調(diào)壓閥斷電，位于左位。切斷了ASR高壓儲能器與制動主缸的聯(lián)系。驅(qū)動輪輪缸壓力不變。

達到保壓制動的目的。ASR油泵ABS油泵ASR調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥③減壓ASR調(diào)節(jié)電磁閥半通電，位于中位，兩調(diào)壓閥通電，位于右位。驅(qū)動輪制動輪缸與低壓儲能器導通，制動壓力下降。實現(xiàn)制動減壓。

ASR油泵ABS油泵ASR調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥ABS調(diào)壓閥三、發(fā)動機輸出功率控制的ASR系統(tǒng)方法：ASR以副節(jié)氣門控制發(fā)動機輸出功率。當ASR不起作用時，副節(jié)氣門處于全開狀態(tài)。當驅(qū)動輪打滑時，ASR控制器控制副節(jié)氣門開度便可實現(xiàn)發(fā)動機輸出功率的調(diào)節(jié)。組成：原理：ASR控制系統(tǒng)通過改變發(fā)動機副節(jié)氣門的開度來控制發(fā)動機的輸出功率。節(jié)氣門驅(qū)動裝置由步進電機和