第9章-汽車驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)

第9章汽車驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)電子控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)汽車驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)(ASR)的作用；了解實(shí)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(diǎn)等。作業(yè)P210：2、3、4作業(yè)P234：12、13第9章汽車驅(qū)動(dòng)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(dòng)防滑控制（AntiSlipReguliation）系統(tǒng)：簡(jiǎn)稱ASR，是應(yīng)用于防止汽車在起步、加速或在濕滑路面行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的電子控制系統(tǒng)。汽車打滑：汽車的移動(dòng)速度低于驅(qū)動(dòng)輪輪緣速度的情況。打滑出現(xiàn)的情況：1)汽車制動(dòng)時(shí)車輪的滑移；2）汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)。ABS系統(tǒng)：防止制動(dòng)時(shí)車輪的抱死而滑移。ASR系統(tǒng)：防止驅(qū)動(dòng)車輪原地不動(dòng)而不停地滑轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率：UL：驅(qū)動(dòng)輪輪緣的速度；Ua：汽車車身速度，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常以非驅(qū)動(dòng)輪輪緣速度代替。當(dāng)車身未動(dòng)(Ua=0)而驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，S=100％，車輪處于完全滑轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)UL=Ua時(shí)，S=0，驅(qū)動(dòng)車輪處于純滾動(dòng)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(shí)，附著系數(shù)達(dá)到峰值；（3）上述趨勢(shì)無論制動(dòng)還是驅(qū)動(dòng)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(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率S?；瑒?dòng)率S控制方法：根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)，計(jì)算滑動(dòng)率S，當(dāng)S值超過預(yù)先設(shè)定的界限值時(shí)，電子控制器就會(huì)向ASR執(zhí)行裝置輸出控制信號(hào)，抑制或消除驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)輸出功率控制、驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制、差速鎖止控制、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制等。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制：當(dāng)汽車起步、加速時(shí)，若加速踏板踩得過猛，時(shí)常會(huì)因驅(qū)動(dòng)力超出輪胎和地面的附著極限，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪短時(shí)間的滑轉(zhuǎn)?？刂圃恚篈SR控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率(減小)，以抑制驅(qū)動(dòng)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(diǎn)火控制。(2)驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制：針對(duì)單側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)?？刂圃恚褐苯訉?duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪加以制動(dòng)，使車輪的滑轉(zhuǎn)率控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)。這時(shí)，非滑轉(zhuǎn)車輪仍有正常的驅(qū)動(dòng)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(dòng)控制功能。常作為第一種方法的補(bǔ)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(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)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(dú)控制方式使用。(4)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制：控制原理：大多通過改變變速器傳動(dòng)比來改變傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)的。變速器控制反應(yīng)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(dú)控制方式使用。2.ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較（1）相同點(diǎn)1)ABS與ASR均可以通過控制車輪的力矩來達(dá)到控制車輪滑動(dòng)率目的；2)ABS與ASR均要求系統(tǒng)具有迅速地反應(yīng)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(diǎn)(1)ABS對(duì)所有車輪實(shí)施調(diào)節(jié)，ASR只對(duì)驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)怠速；ASR控制期間，離合器處于接合狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性會(huì)對(duì)控制產(chǎn)生較大影響；(3)ABS工作過程中傳動(dòng)系振動(dòng)較小，易控制，而在ASR控制過程中，傳動(dòng)系易產(chǎn)生較大振動(dòng)；(4)ABS控制中各車輪間相互影響較小，ASR控制中兩驅(qū)動(dòng)輪問相互影響較大；(5)ASR是一個(gè)涉及制動(dòng)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)雜。§9.2ASR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(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)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(dòng)輪、非驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸送給電控單元ECU。2）ECU根據(jù)車速傳感器信號(hào)計(jì)算驅(qū)動(dòng)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(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、轉(zhuǎn)向信號(hào)等確定控制方式，輸出控制信號(hào)，向各執(zhí)行器發(fā)出指令，將驅(qū)動(dòng)輪的滑移率控制在目標(biāo)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(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度信號(hào)等判斷汽車的行駛狀況，向制動(dòng)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(shí)，記錄故障代碼，點(diǎn)亮故障報(bào)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(hào)輸入和處理是相同的，為減少電子器件的應(yīng)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(shí)例ASRECU5、ASR的傳感器1、車輪輪速傳感器：用來檢測(cè)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(cè)主、副節(jié)氣門位置；與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共享。3、ASR選擇開關(guān)：ASR專用的信號(hào)輸入裝置。ASR選擇開關(guān)關(guān)閉時(shí)ASR不起作用。6、ASR系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)主繼電器：向制動(dòng)執(zhí)行裝置和泵電機(jī)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(hào)，控制副節(jié)氣門的開啟角度；ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置：接受電控單元的指令信號(hào)，控制各制動(dòng)工作缸中的制動(dòng)壓力；故障報(bào)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(dòng)壓力調(diào)節(jié)器類型：?jiǎn)为?dú)調(diào)節(jié)方式、組合調(diào)壓方式單獨(dú)調(diào)節(jié)方式：

ASR、ABS的制動(dòng)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(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。1、單獨(dú)調(diào)節(jié)方式的ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器兩個(gè)調(diào)壓缸兩個(gè)三位三通電磁閥高壓蓄壓器增壓泵壓力控制開關(guān)儲(chǔ)液器組成：ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器工作原理：ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器1）正常制動(dòng)時(shí)ASR不起作用。電磁閥不通電,閥在左位，接通儲(chǔ)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(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、車輪上制動(dòng)輪缸；保證ABS能正常地壓力調(diào)節(jié)。ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2）驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)

①增壓ASR電磁閥通電,閥至右位,接通高壓儲(chǔ)壓器。調(diào)壓缸右側(cè)油壓高，將活塞向右推動(dòng)。阻斷ABS調(diào)壓缸與輪缸的聯(lián)系。同時(shí)使驅(qū)動(dòng)輪缸壓力增大。實(shí)現(xiàn)增壓調(diào)節(jié)。ASR制動(dòng)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(chǔ)油罐和高壓儲(chǔ)能器均不導(dǎo)通。ASR調(diào)壓缸活塞在兩端平衡壓力作用下保持不動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)輪缸壓力維持不變；實(shí)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(chǔ)油罐導(dǎo)通。ASR調(diào)壓缸活塞左移，驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)輪缸容積增大，制動(dòng)壓力下降。實(shí)現(xiàn)減壓。ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器

4）增壓泵的工作當(dāng)高壓儲(chǔ)壓器壓力低時(shí)，壓力開關(guān)斷開，ECU使增壓泵工作。將油泵入高壓儲(chǔ)壓器中的壓力提高。壓力提高到規(guī)定值時(shí)，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(dòng)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(gè)ASR電磁閥。ASR不起作用時(shí)，ASR電磁閥不通電，ABS起制動(dòng)作用，并通過調(diào)壓電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ來調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力。

驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，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(jìn)入ASR調(diào)壓控制。應(yīng)用：奔馳BoschABS/ASR2I一個(gè)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(dòng)時(shí)ASR調(diào)節(jié)電磁閥斷電，位于左位，ASR不起作用。此時(shí)，將接通制動(dòng)總泵和ABS調(diào)壓器接通。ABS調(diào)節(jié)器可利用三個(gè)ABS調(diào)壓閥進(jìn)行制動(dòng)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(dòng)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)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(chǔ)能器的壓力進(jìn)入驅(qū)動(dòng)輪。達(dá)到增壓制動(dòng)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(chǔ)能器與制動(dòng)主缸的聯(lián)系。驅(qū)動(dòng)輪輪缸壓力不變。

達(dá)到保壓制動(dòng)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(dòng)輪制動(dòng)輪缸與低壓儲(chǔ)能器導(dǎo)通，制動(dòng)壓力下降。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)輸出功率。當(dāng)ASR不起作用時(shí)，副節(jié)氣門處于全開狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，ASR控制器控制副節(jié)氣門開度便可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)副節(jié)氣門的開度來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)裝置由步進(jìn)電機(jī)和