驅(qū)動防滑系統(tǒng)

驅(qū)動防滑系統(tǒng)第1頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)概述汽車防滑控制系統(tǒng)包括制動防滑系統(tǒng)和驅(qū)動防滑系統(tǒng)。前者是防止汽車在制動過程中車輪被抱死滑移，使汽車制動力達到最大，并提高汽車在制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，被稱為制動防抱死系統(tǒng)（AntilockBrakeSystem，ABS）汽車在驅(qū)動過程（如起步、轉(zhuǎn)彎、加速等過程）中，ABS系統(tǒng)不能防止車輪滑轉(zhuǎn)，因此出現(xiàn)了防止驅(qū)動車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動防滑系統(tǒng)（AccelerationSlipRegulation，ASR,也稱TSR）；由于驅(qū)動防滑系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動車輪的驅(qū)動力來實現(xiàn)工作的，故它也常稱為牽引力控制系統(tǒng)（TractionControlSystem，TCS）第2頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

ASR和ABS可共用車軸上的輪速傳感器，并與行車電腦連接，不斷監(jiān)視各輪轉(zhuǎn)速，當在低速發(fā)現(xiàn)打滑時，TCS會立刻通知ABS動作來減低此車輪的打滑。若在高速發(fā)現(xiàn)打滑時，ASR立即向行車電腦發(fā)出指令，指揮發(fā)動機降速或變速器降擋，使打滑車輪不再打滑，防止車輛失控甩尾。ASR驅(qū)動防滑系統(tǒng)第3頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)ASR與ABS的區(qū)別（1）ABS是防止制動時車輪抱死滑移，提高制動效果，確保制動安全；ASR（TRC）則是防止驅(qū)動車輪原地不動而不停的滑轉(zhuǎn)，提高汽車起步、加速及滑溜路面行駛時的牽引力，確保行駛穩(wěn)定性。（2）ABS對所有車輪起作用，控制其滑移率；而ASR只對驅(qū)動車輪起制動控制作用。（3）ABS是在制動時，車輪出現(xiàn)抱死情況下起控制作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；而ASR則是在整個行駛過程中都工作，在車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時起作用，當車速很高（80~120km/h）時不起作用。第4頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR與ABS的異同控制系統(tǒng)控制項目ABSASR控制總目標控制車輪相對地面的滑動控制車輪相對地面的滑動達到效果提高制動效果和確保制動安全提高起步、加速及在滑溜路面的牽引力，確保行駛穩(wěn)定性控制對象四輪驅(qū)動輪起作用時間車速很低時不起作用車速很高時一般不起作用ASR與ABS的異同第5頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)驅(qū)動防滑系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)

在駕駛員、汽車、道路三者組成的行車系統(tǒng)中，影像車輛行駛狀態(tài)的基本因素是車輪與地面間的作用力

輪胎與路面的附著關(guān)系：Fμ=μGFμ——輪胎與路面間的附著力，NG——輪胎與路面間的垂直載荷，N

μ

——輪胎與路面間的附著系數(shù)。由于輪胎與路面之間的垂直載荷和附著系數(shù)會隨許多因素而變化，因此，輪胎與路面間的附著力實際上是經(jīng)常變化的。第6頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）車輪滑轉(zhuǎn)率對附著系數(shù)的影響

車輪相對于路面的滑動可分為滑移和滑轉(zhuǎn)兩種形式，引入車輪滑動率的概念可以表征車輪運動中滑動成分所占的比例。

汽車在驅(qū)動過程中，驅(qū)動車輪可能相對于路面發(fā)生滑轉(zhuǎn)，滑轉(zhuǎn)成分在汽車縱向運動中所占的比例可由滑動率表征。

S驅(qū)=(rω-v)/rω×100%0<SA<100%，車輪滑轉(zhuǎn)比例越大，S驅(qū)越大。S驅(qū)表示車輪的滑動率，r表示車輪的自由滾動半徑，ω表示車輪的轉(zhuǎn)動角速度，v表示車輪中心縱向角速度。第7頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗研究表明，滑動率S與附著系數(shù)μ所對應關(guān)系如圖：

可以看出，當車輪在地面上做純滾動時，其與路面之間的橫向附著系數(shù)達到最大；隨著車輪的滑動率的增大，橫向附著系數(shù)迅速減?。划斳囕喸诼访嫔霞儩L動時，橫向附著系數(shù)幾乎為零，車輪完全抵抗外界干擾的能力。第8頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月滑轉(zhuǎn)率對附著系數(shù)的影響縱向附著系數(shù)大，可以產(chǎn)生較大的驅(qū)動力；橫向附著系數(shù)大，可以產(chǎn)生較大的側(cè)向力，保證汽車驅(qū)動時的方向穩(wěn)定性。

附著系數(shù)S=20%左右附著系數(shù)最大0縱向附著系數(shù)橫向附著系數(shù)100滑移率S（%）S驅(qū)在15-20%左右時，汽車的橫向附著系數(shù)和縱向附著系數(shù)都比較大。第9頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR的基本控制原理：驅(qū)動防滑系統(tǒng)的功用就是使汽車能夠自動地將車輪控制在縱向和橫向附著系數(shù)都比較大的滑動率范圍內(nèi)，一般為15%~20%。

防滑驅(qū)動控制系統(tǒng)(ASR)在驅(qū)動過程中通?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動系的傳動比、差速器的鎖緊系數(shù)等控制作用于驅(qū)動車輪的驅(qū)動力矩，以及通過調(diào)節(jié)驅(qū)動車輪制動輪缸（或制動氣室）的制動壓力控制作用于驅(qū)動車輪的制動力矩。實現(xiàn)對驅(qū)動車輪牽引力矩的控制。ASR系統(tǒng)的優(yōu)點（1）在汽車起步、行駛過程中提供最佳驅(qū)動力，從而提高了汽車的動力性，特別是附著系數(shù)較小的路面上，可以使起步、加速性能和爬坡能力保持良好。（2）能保持汽車的方向穩(wěn)定性和前輪驅(qū)動汽車的轉(zhuǎn)向控制能力。（3）減少輪胎磨損和降低發(fā)動機油耗。第10頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)驅(qū)動防滑系統(tǒng)的控制方式調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)矩驅(qū)動輪制動調(diào)節(jié)差速器鎖止控制離合器或變速器控制采用電控懸架實現(xiàn)車輪載荷分配其目的是：調(diào)節(jié)驅(qū)動輪上的驅(qū)動力，將滑動率控制在最佳范圍第11頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月1、發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的控制定義：車輛行駛過程中，當驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)(Mn增大或φ值減小)時，ASR系統(tǒng)可自動調(diào)整發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩滿足運行條件。（僅用于驅(qū)動輪控制）控制要求：反應靈敏，過渡圓滑、平穩(wěn)，盡量減少由此產(chǎn)生的排放污染。控制措施：(1)調(diào)整點火時刻(2)調(diào)節(jié)燃油供給量(3)調(diào)節(jié)進氣量減小點火提前角或中斷個別氣缸點火

減少或短時間中斷供油減小節(jié)氣門的開度第12頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2．驅(qū)動輪制動控制

定義：

對出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)趨勢的驅(qū)動輪直接實施制動，抑制車輪滑轉(zhuǎn)，使車輛重新恢復正常驅(qū)動狀態(tài)。特點：

反應快、控制強度好、靈敏度高，但時間不能過長，適合于低速行駛。低附著系數(shù)路面：總驅(qū)動力：Ft=FH+FL=2FL為防止低附著系數(shù)路面上的車輪滑轉(zhuǎn)，對其施加一制動力FB，總驅(qū)動力：Ft=FH+FL=(FL+FB)+FL=2FL+FB第13頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制與驅(qū)動輪制動的區(qū)別：發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制：

一般用于ASR初始控制及良好路面上低強度的、過渡性質(zhì)的滑移率控制，有助于保證控制過程的圓滑過渡以及車輛行駛穩(wěn)定性與平順性。驅(qū)動輪制動：

用于高強度的滑動率控制，能夠?qū)Σ煌街鵂顟B(tài)的車輪實施獨立控制，但制動力不能太大。車速低車速高減小驅(qū)動輪驅(qū)動力減小發(fā)動機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)副節(jié)氣門增加驅(qū)動輪制動力減小發(fā)動機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)副節(jié)氣門注意：在實施ASR控制時一般先從發(fā)動機控制開始，圓滑過渡到驅(qū)動輪制動控制。第14頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月3、差速器鎖止控制利用可鎖止差速器調(diào)節(jié)差速器的鎖止程度調(diào)節(jié)作用在離合片上的油液壓力，即可調(diào)節(jié)差速器的鎖止程度。油壓降低時，差速器鎖止程度逐漸減小，傳遞給驅(qū)動輪的驅(qū)動力就逐漸減??；反之油壓升高時，驅(qū)動力將逐漸增大。第15頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月可變鎖止差速器的控制1.當汽車起步時，調(diào)節(jié)差速器的鎖止程度，能使驅(qū)動輪充分發(fā)揮，提高車速與行駛穩(wěn)定性。2.當左右驅(qū)動輪在不同的分離附著系數(shù)路面上以及彎道上行駛時，能提高汽車穩(wěn)定行駛能力第16頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月4、離合器或變速器控制

1.離合器控制是指當發(fā)現(xiàn)汽車驅(qū)動輪發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)時，減弱離合器的結(jié)合程度，使離合器主、從動盤出現(xiàn)部分相對滑轉(zhuǎn)，從而減小傳遞到半軸的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩。2.變速器控制是通過改變傳動比來改變傳遞到驅(qū)動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，以減小驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)程度的一種驅(qū)動防滑控制。

第17頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月5.采用電控懸架實現(xiàn)車輪載荷

在各驅(qū)動輪的附著條件不一致時，可以通過電控懸架的主動調(diào)整使載荷較多的分配到附著條件較好的驅(qū)動車輪上，使各驅(qū)動車輪附著力的總和有所增大，從而有利于增大汽車的牽引力，提高汽車的起步加速性能；也可以通過懸架的主動調(diào)整使載荷較多的分配在附著條件較差的驅(qū)動輪上，使各驅(qū)動輪的附著力差異減小，有利于各驅(qū)動輪之間牽引力的平衡，提高汽車的行駛方向穩(wěn)定性。第18頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月各種防滑方法性能比較控制方式驅(qū)動性操縱性穩(wěn)定性舒適性積極性節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)——--+++點火參數(shù)及燃油供給調(diào)節(jié)0++-++驅(qū)動輪制動力矩調(diào)節(jié)（快）++-----驅(qū)動輪制動力矩調(diào)節(jié)（慢）+0000差速器鎖止控制++++--離合器或變速器控制+++---節(jié)氣門開度+制動力矩控制（快）+++++++-節(jié)氣門開度+制動力矩控制（慢）+00+-點火參數(shù)+制動力矩控制++++++-節(jié)氣門開度+差速器鎖止控制+++++--點火參數(shù)+差速器鎖止控制+++++-注：“--”表示很差，“-”表示較差，“o”表示基本無影響，“+”表示較好，“++”表示很好。不同控制方式的ARS性能對比第19頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)防滑控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理一、ASR的基本組成與工作原理

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)氣門開度傳感器第20頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR基本組成：第21頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月豐田汽車ABS/ASR系統(tǒng)的組成第22頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR工作原理：1.車速傳感器將行駛汽車驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速及非驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺斔徒o電控單元ECU。2.ECU根據(jù)車速傳感器的信號計算驅(qū)動車路的滑移率，若滑移率超限。3.控制器再綜合考慮節(jié)氣門開度信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、轉(zhuǎn)向信號等因素確定控制方式，輸出控制信號，使相應的執(zhí)行器動作，使驅(qū)動車輪的滑移率控制在目標范圍之內(nèi)。第23頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR驅(qū)動防滑系統(tǒng)的控制原理

利用車輪速度傳感器經(jīng)常測定、比較前輪平均速度與后輪轉(zhuǎn)速，檢測后輪打滑發(fā)生的情況；

駕駛者開啟主節(jié)氣門，當后輪的平均速度超過“節(jié)氣門控制設(shè)定速度”，則ASR的節(jié)氣門控制進入工作狀態(tài)。即對副節(jié)氣門進行節(jié)流，減少發(fā)動機輸出扭矩；

若經(jīng)過上述第2項控制后，后輪的打滑程度加劇，超過“制動控制設(shè)定速度”時，則ASR的制動控制作用于后輪，即后輪制動液壓增加，以減少后輪的打滑；

當后輪速度開始下降，保持副節(jié)氣門開度，制動控制工作時，則后輪制動液壓保持不變；

當后輪轉(zhuǎn)速下降，“制動控制設(shè)定速度”也下降，則后輪制動液壓下降；

當后輪轉(zhuǎn)速下降，“節(jié)氣門控制設(shè)定速度”也下降時，則副節(jié)氣門開啟；

過程2~4來回，直至打滑消失。第24頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月二、ASR的傳感器

1．車輪輪速傳感器：與ABS系統(tǒng)共享。2．節(jié)氣門開度傳感器：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。

第25頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月三、ASR電子控制單元（ECU）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。第26頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月四、ASR系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)1、制動壓力調(diào)節(jié)器第27頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月正常制動時ASR不起作用，電磁閥不通電，閥在左位，調(diào)壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。起步或加速時若驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要實施制動時，ASR使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動液推活塞左移。壓力保持過程：此時電磁閥半通電，閥在中位，調(diào)壓缸與儲液室和蓄壓器都隔斷，于是活塞保持原位不動，制動壓力保持不變。壓力降低過程：此時電磁閥斷電，閥回左位，使調(diào)壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲液室接通，于是調(diào)壓缸右腔壓力下降，制動壓力下降。工作原理第28頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月2.組合方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器第29頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

ASR不起作用時，電磁閥Ⅰ不通電，ABS起制動作用并通過電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ來調(diào)節(jié)制動壓力。驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，ASR控制器使電磁閥Ⅰ通電，閥移至右位，電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ不通電，閥仍在左位，于是，蓄壓器的壓力油通入驅(qū)動輪制動泵，制動壓力增大。需要保持驅(qū)動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥Ⅰ半通電，閥至中位，隔斷蓄壓器及制動總泵的通路，驅(qū)動輪制動分泵壓力保持不變。需要減小驅(qū)動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ通電，閥移至右位，接通驅(qū)動車輪制動分泵與儲液室的通道，制動壓力下降。

工作原理第30頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月五防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)原理4．輔助節(jié)氣門驅(qū)動裝置輔助節(jié)氣門驅(qū)動裝置一般由步進電動機和傳動機構(gòu)組成，安裝在節(jié)氣門體上的位置如圖16-6所示。第31頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)原理輔助節(jié)氣門驅(qū)動裝置的工作原理如圖16-7所示。在ASR不起作用時，輔助節(jié)氣門處于全開的位置。當驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，需要減小發(fā)動機輸出功率時，步進電動機根據(jù)ASRECU輸出的控制脈沖轉(zhuǎn)動規(guī)定的轉(zhuǎn)角，通過傳動機構(gòu)帶動輔助節(jié)氣門轉(zhuǎn)動，改變輔助節(jié)氣門的開度，從而達到控制發(fā)動機的輸出功率、抑制驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)的目的。第32頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月豐田凌志ABS與TRC系統(tǒng)組成

TRC控制開關(guān)，開關(guān)閉合，TRC不起作用。有些車型當車速超過一定時可自動恢復TRC功能。制動開關(guān)被接通時，TRC不起作用。當變速器處于P或N擋時，TRC不起作用。通過控制進氣量控制發(fā)動機扭矩輸出。第33頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月豐田凌志TRC工作過程

正常情況（TRC不起作用）、電磁閥Ⅰ、Ⅱ關(guān)閉（斷電）電磁閥Ⅲ打開（斷電）、ABS三通電磁閥（斷電）、進液閥打開、回液閥關(guān)閉。第34頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月豐田凌志TRC工作過程增壓情況（TRC起作用）電磁閥Ⅰ、Ⅱ打開（通電）電磁閥Ⅲ關(guān)閉（通電）ABS三通電磁閥（斷電）進液閥打開、回液閥關(guān)閉。若蓄壓器壓力下降至一定值時，壓力開關(guān)接通，TRC泵工作，維持液壓不變。第35頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月豐田凌志TRC工作過程

保壓情況（TRC起作用）電磁閥Ⅰ、Ⅱ打開（通電）電磁閥Ⅲ關(guān)閉（通電）ABS三通電磁閥（半通電）進液閥關(guān)閉、回液閥關(guān)閉。第36頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月豐田凌志TRC工作過程減壓情況（TRC起作用）、電磁閥Ⅰ、Ⅱ打開（通電）電磁閥Ⅲ關(guān)閉（通電）、ABS三通電磁閥（通電）、進液閥關(guān)閉、回液閥打開。第37頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月ASR-驅(qū)動防滑系統(tǒng)原理運用舉例：

1.汽車左轉(zhuǎn)彎時，若前輪因轉(zhuǎn)向能力不足而趨于滑出彎道，ASR系統(tǒng)即可測知側(cè)滑即將發(fā)生，就采取適當制動左后輪的辦法。左后輪產(chǎn)生的制動力可幫助汽車轉(zhuǎn)向，使汽車繼續(xù)按照理想的路線行駛。2.若在同一彎道上，因后輪趨于側(cè)向滑出而轉(zhuǎn)向過多，ASR系統(tǒng)即采取適當制動右前輪的辦法，維持車輛的穩(wěn)定行駛。3.在極端情況下