汽車主動安全系統(tǒng)

1、 一、一、 概述概述 二、二、 ASR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 三、三、 典型典型ASR系統(tǒng)系統(tǒng) 四、四、 防滑差速器防滑差速器 （一）（一）ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 1 ASR系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 2 ASR系統(tǒng)與系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較系統(tǒng)的比較 （二）防滑轉(zhuǎn)控制的方式（二）防滑轉(zhuǎn)控制的方式 1發(fā)動機輸出功率控制發(fā)動機輸出功率控制 2驅(qū)動輪制動控制驅(qū)動輪制動控制 3同時控制發(fā)動機輸出功率和驅(qū)動輪制動力同時控制發(fā)動機輸出功率和驅(qū)動輪制動力 4防滑差速鎖（防滑差速鎖（LSD：Limited-Slip-Differential）控制控制 5差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜

2、合控制差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜合控制 汽車驅(qū)動防滑控制（汽車驅(qū)動防滑控制（Anti Slip Reguliation）系統(tǒng)系統(tǒng)簡稱簡稱ASR，是應(yīng)用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng)。是應(yīng)用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng)。 汽車打滑是指汽車車輪的滑轉(zhuǎn)，車輪的滑轉(zhuǎn)率又稱滑汽車打滑是指汽車車輪的滑轉(zhuǎn)，車輪的滑轉(zhuǎn)率又稱滑移率。驅(qū)動車輪的滑移率移率。驅(qū)動車輪的滑移率Sd=100%，式中式中vc是車是車輪圓周速度；輪圓周速度；v是車身瞬時速度?；坡逝c縱向附著系是車身瞬時速度。滑移率與縱向附著系數(shù)的關(guān)系由圖可以看出：數(shù)的關(guān)系由圖可以看出： （1）附著系數(shù)隨路面的不同而呈大幅度的變化；）附著系數(shù)隨路面的不同而呈大幅度的變

3、化； （2）在各種路面上，）在各種路面上， Sd=20%左右時，附著系數(shù)達左右時，附著系數(shù)達到峰值；到峰值； （3）上述趨勢無論制動還是驅(qū)動幾乎一樣。）上述趨勢無論制動還是驅(qū)動幾乎一樣。1制動力和側(cè)向力的合力在摩擦圓內(nèi)，制動力和側(cè)向力的合力在摩擦圓內(nèi)，車輛具有轉(zhuǎn)向能力。車輛具有轉(zhuǎn)向能力。2制動力增加，側(cè)向力將降低。制動力增加，側(cè)向力將降低。3制動力等于附著力，車輪抱死。由于制動力等于附著力，車輪抱死。由于附著力全部用于制動，沒有側(cè)向力，車附著力全部用于制動，沒有側(cè)向力，車輛處于不受控狀態(tài)。輛處于不受控狀態(tài)。 ASR系統(tǒng)就是利用控制器控制車輪與路面系統(tǒng)就是利用控制器控制車輪與路面的滑移率，防止汽

4、車在加速過程中打滑，的滑移率，防止汽車在加速過程中打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或轉(zhuǎn)彎時驅(qū)特別是防止汽車在非對稱路面或轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定動輪的空轉(zhuǎn)，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定性，操縱性和維持汽車的最佳驅(qū)動力以及性，操縱性和維持汽車的最佳驅(qū)動力以及提高汽車的平順性。提高汽車的平順性。 ASR和和ABS都是控制車輪和路面的滑移率，以使都是控制車輪和路面的滑移率，以使車輪與地面的附著力不下降，因此兩系統(tǒng)采用的車輪與地面的附著力不下降，因此兩系統(tǒng)采用的是是相同的技術(shù)相同的技術(shù)，它們密切相關(guān)，常結(jié)合在一起使，它們密切相關(guān)，常結(jié)合在一起使用，共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來控制

5、用，共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來控制車輪的運動，構(gòu)成行駛安全系統(tǒng)。車輪的運動，構(gòu)成行駛安全系統(tǒng)。 ASR系統(tǒng)與系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的不同主要在于系統(tǒng)的不同主要在于 （1）ABS系統(tǒng)是防止制動時車輪抱死滑移，提系統(tǒng)是防止制動時車輪抱死滑移，提高制動效果，確保制動安全；高制動效果，確保制動安全；ASR系統(tǒng)（系統(tǒng)（TRC）則是防止驅(qū)動車輪原地不動而不停的滑轉(zhuǎn)，提高則是防止驅(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。保行駛穩(wěn)定性。 （2）ABS系統(tǒng)對所有車輪起作用，控制系統(tǒng)對所有車輪起作用，控制其滑移率；而其滑移

6、率；而ASR系統(tǒng)只對系統(tǒng)只對驅(qū)動車輪驅(qū)動車輪起制起制動控制作用。動控制作用。 （3）ABS是在制動時，車輪出現(xiàn)抱死情是在制動時，車輪出現(xiàn)抱死情況下起控制作用，在車速很低（小于況下起控制作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；而時不起作用；而ASR系統(tǒng)則是系統(tǒng)則是在整個行駛過程中都工作，在車輪出現(xiàn)滑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(dāng)車速很高（轉(zhuǎn)時起作用，當(dāng)車速很高（80120 km/h）時不起作用。時不起作用。 1發(fā)動機輸出功率控制：發(fā)動機輸出功率控制： 在汽車起步、加速時，在汽車起步、加速時，ASR控制器輸出控制信號，控制器輸出控制信號，控制發(fā)動機輸出功率，以抑制驅(qū)動輪滑

7、轉(zhuǎn)。常用控制發(fā)動機輸出功率，以抑制驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)。常用方法有：輔助節(jié)氣門控制、燃油噴射量控制和延方法有：輔助節(jié)氣門控制、燃油噴射量控制和延遲點火控制。遲點火控制。 2驅(qū)動輪制動控制：驅(qū)動輪制動控制： 直接對發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪加以制動，反應(yīng)時間最直接對發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪加以制動，反應(yīng)時間最短。普遍采用短。普遍采用ASR與與ABS組合的液壓控制系統(tǒng)，組合的液壓控制系統(tǒng)，在在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調(diào)節(jié)器，從而增加了系統(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。驅(qū)動控制功能。 3同時控制發(fā)動機輸出功率和驅(qū)動輪同時控制發(fā)動機輸出功率和驅(qū)動輪制動力：制動力： 控制信號同時起動控制信號同時起動ASR制動壓力調(diào)

8、節(jié)制動壓力調(diào)節(jié)器和輔助節(jié)氣門調(diào)節(jié)器，在對驅(qū)動車器和輔助節(jié)氣門調(diào)節(jié)器，在對驅(qū)動車輪施加制動力的同時減小發(fā)動機的輸輪施加制動力的同時減小發(fā)動機的輸出功率，以達到理想的控制效果。出功率，以達到理想的控制效果。4.防滑差速鎖（防滑差速鎖（LSD：Limited-Slip-Differential）控制：控制： LSD能對差速器鎖止裝置進行控制，使鎖止范圍能對差速器鎖止裝置進行控制，使鎖止范圍從從0%100%。當(dāng)驅(qū)動輪單邊滑轉(zhuǎn)時，控制器。當(dāng)驅(qū)動輪單邊滑轉(zhuǎn)時，控制器輸出控制信號，使差速鎖和制動壓力調(diào)節(jié)器動作，輸出控制信號，使差速鎖和制動壓力調(diào)節(jié)器動作，控制車輪的滑移率。這時非滑轉(zhuǎn)車輪還有正常的控制車輪的滑

9、移率。這時非滑轉(zhuǎn)車輪還有正常的驅(qū)動力，從而提高汽車在滑溜路面的起步、加速驅(qū)動力，從而提高汽車在滑溜路面的起步、加速能力及行駛方向的穩(wěn)定性。能力及行駛方向的穩(wěn)定性。 5.差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜合控制：差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜合控制： 差速鎖制動控制與發(fā)動機輸出功率綜合控制相結(jié)差速鎖制動控制與發(fā)動機輸出功率綜合控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機的狀況和車輪的滑轉(zhuǎn)合的控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機的狀況和車輪的滑轉(zhuǎn)的實際情況采取相應(yīng)的控制達到最理想的控制效的實際情況采取相應(yīng)的控制達到最理想的控制效果。果。 （一）（一）ASR的基本組成與工作原理的基本組成與工作原理 1ASR的基本組成的基本組成 2ASR的工作

10、原理的工作原理 （二）（二）ASR的傳感器的傳感器 1車輪車速傳感器車輪車速傳感器 2節(jié)氣門開度傳感器節(jié)氣門開度傳感器 3ASR選擇開關(guān)選擇開關(guān) （三）（三）ASR的電子控制單元（的電子控制單元（ECU） （四）（四）ASR系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu) ASR的基本組成：的基本組成： ECU：ASR電控單元電控單元 執(zhí)行器：執(zhí)行器： 制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器 節(jié)氣門驅(qū)動裝置節(jié)氣門驅(qū)動裝置 傳感器：傳感器： 車輪車速傳感器車輪車速傳感器 節(jié)氣門開度傳感器節(jié)氣門開度傳感器 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?，輸送給電控單元ECU。ECU根據(jù)車速傳感器的信號計算驅(qū)動車路

11、的滑移率，若滑移率超限，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(yīng)的執(zhí)行器動作，使驅(qū)動車輪的滑移率控制在目標(biāo)范圍之內(nèi)。 1車輪車速傳感器：與車輪車速傳感器：與ABS系統(tǒng)共享。系統(tǒng)共享。 2節(jié)氣門開度傳感器：與發(fā)動機電倥系統(tǒng)節(jié)氣門開度傳感器：與發(fā)動機電倥系統(tǒng)共享。共享。 3ASR選擇開關(guān)：選擇開關(guān)：ASR專用的信號輸入專用的信號輸入裝置。裝置。ASR選擇開關(guān)關(guān)閉時選擇開關(guān)關(guān)閉時ASR不起作用。不起作用。 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(yīng)用數(shù)量，A

12、SR控制器與ABS電控單元常組合在一起。 1制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器 （1）單獨方式的）單獨方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器 （2）組合方式的）組合方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器2節(jié)氣門驅(qū)動裝置節(jié)氣門驅(qū)動裝置 單獨方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器與ABS制動壓力調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上各自分開 ASR ECU通過電磁閥的控制實現(xiàn)對驅(qū)動輪制動力的控制. 正常制動時正常制動時ASR不起作用，電磁閥不通電，閥不起作用，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在左位，調(diào)壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。位置。 起步或加速時若驅(qū)動輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)需要實施制動起步或加速時若驅(qū)動輪出現(xiàn)

13、滑轉(zhuǎn)需要實施制動時，時，ASR使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動液推活塞左移。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，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。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，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，制動壓力下降是調(diào)壓缸右腔壓力下降，制動壓力下降 組

14、合方式的組合方式的ASR制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器ABS/ASR組合壓力調(diào)節(jié)器組合壓力調(diào)節(jié)器 ASR不起作用時，電磁閥不起作用時，電磁閥不通電，不通電，ABS起制動作用并通過電磁閥起制動作用并通過電磁閥和電磁閥和電磁閥來調(diào)節(jié)制動壓力。來調(diào)節(jié)制動壓力。 驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，ASR控制器使電磁閥控制器使電磁閥通通電，閥移至右位，電磁閥電，閥移至右位，電磁閥和電磁閥和電磁閥不不通電，閥仍在左位，于是，蓄壓器的壓力通電，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。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控制器使電磁閥半通電，閥至中位，隔斷蓄壓器及

15、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控制器使電磁閥和電磁閥通電，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。 ASR控制系統(tǒng)通過改變發(fā)動機輔助節(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傳動機構(gòu)組成。步進電機根據(jù)ASR控制器輸出的控制脈沖轉(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?？刂七^程如下： ASR不起作用時，輔助節(jié)氣門處于 全開位置，當(dāng)需要減少發(fā)動機驅(qū)動力 來控制車輪滑轉(zhuǎn)時，ASR控制器輸出 信號使輔助節(jié)氣門驅(qū)動機構(gòu)工作， 改變輔助節(jié)氣門開度。 （一）豐田車系防抱死制動與驅(qū)動防滑（ABS/TRC） 1液壓系

16、統(tǒng)與執(zhí)行器 2副節(jié)氣門及其驅(qū)動機構(gòu) 3TRC系統(tǒng)控制電路及主要裝置 4TRC系統(tǒng)的工作過程 5車輪轉(zhuǎn)速控制過程 （二）日產(chǎn)車系A(chǔ)SR系統(tǒng) （三）本田車系A(chǔ)SR系統(tǒng) 豐田公司把ASR稱作牽引力或驅(qū)動理控制系統(tǒng)，常用TRCTraction Control System表示。 電子控制器ECU：與ABS共用 ASR（TRC） 車輪車速傳感器：與ABS共用 系統(tǒng)組成 制動壓力調(diào)節(jié)器：控制驅(qū)動輪制動 管路 副節(jié)氣門：設(shè)有節(jié)氣門開度傳感器 ASR（TRC）系統(tǒng)工作過程： ABS/TRC液壓系統(tǒng) 基本組成 工作情況 TRC液壓制動執(zhí)行器 基本組成 副節(jié)氣門及其驅(qū)動機構(gòu)副節(jié)氣門執(zhí)行器依據(jù)ECU的信號控制副節(jié)氣

17、門的開閉角度，從而控制進入發(fā)動機空氣量，達到控制發(fā)動機輸出功率的目的。 副節(jié)氣門執(zhí)行器工作情況 副節(jié)氣門傳感器安裝及結(jié)構(gòu) TRC系統(tǒng)主要裝置及其功能 豐田ABS/TRC控制系統(tǒng)電路 正常制動過程（TRC不起作用） 汽車加速過程（TRC起作用） 壓力升高 壓力保持 壓力降低 一個典型的輪速控制循環(huán) 輪速控制運轉(zhuǎn)條件 （一）防滑差速器簡介 （二）電子控制式防滑差速器 1電子控制式防滑差速器 2四輪驅(qū)動防滑差速器 1防滑差速器防止車輪打滑的差速器，可自動控制汽車驅(qū)動輪打滑。 2作用汽車在好路上行駛時具有正常的差速作用。但在壞路上行駛時，差速作用被鎖止，充分利用不滑轉(zhuǎn)車輪同地面間的附著力，產(chǎn)生足夠的牽引力。 3類型 強制鎖止式通過電控或氣控鎖止機構(gòu)人為的將差速器鎖止。 自動鎖止式（自鎖式）在滑路面上自動增大鎖止系數(shù)直至完全鎖止。 濕式差速器（V-TCS）防滑控制主動防滑差速器（LSD） V-TCS根據(jù)驅(qū)動輪的滑移量，通過電子控制裝置來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速和汽車制動力進行工作；或按照左、右車輪的轉(zhuǎn)速差來控制轉(zhuǎn)矩，并與制動器相結(jié)合最優(yōu)分配驅(qū)動輪驅(qū)動力。 LSD（Limited Slip Differential）利用傳感器掌握各種道路情況和車輛運動狀態(tài)，通過操縱加速踏板和制動器，采集和讀取駕駛員所要求的信息，并