《驱动防滑系统》PPT课件.ppt

第五章 电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）,第一节 概述,一、ASR系统的理论基础 1. ASR系统的理论基础 汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation）系统简称ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。 汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移率。,驱动车轮的滑移率,式中vc是车轮圆周速度；v是车身瞬时速度。 滑移率与纵向附着系数的关系由图5-1可以看出：,（1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化； （2）在各种路面上， Sd=20%左右时，附着系数达到峰值； （3）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。,ASR系统就是利用控制器控制车轮与路面的滑移率，防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操纵性和维持汽车的最佳驱动力以及提高汽车的平顺性。,2.ASR系统与ABS系统的比较,ASR和ABS都是控制车轮和路面的滑移率，以使车轮与地面的附着力不下降，因此两系统采用的是相同的技术，它们密切相关，常结合在一起使用，共享许多电子组件和共同的系统部件来控制车轮的运动，构成行驶安全系统。 ASR系统与ABS系统的不同主要在于：,（1）ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，提高制动效果，确保制动安全；ASR系统（TRC）则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。 （2）ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统只对驱动车轮起制动控制作用。 （3）ABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低（小于8km/h）时不起作用；而ASR系统则是在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车速很高（80120 km/h）时不起作用。,二、汽车防滑转电子控制系统常用控制方式,1发动机输出功率控制： 在汽车起步、加速时，ASR控制器输出控制信号，控制发动机输出功率，以抑制驱动轮滑转。常用方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火控制。 2驱动轮制动控制： 直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普遍采用ASR与ABS组合的液压控制系统，在ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。,3.同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力： 控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功率，以达到理想的控制效果。 4.防滑差速锁（LSD：Limited-Slip-Differential) 控制： LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%100%。当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。,在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。,点击播放,5.差速锁与发动机输出功率综合控制： 差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统可根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制达到最理想的控制效果。,第二节 ASR系统的结构与工作原理,一、ASR的基本组成与工作原理 ASR的基本组成： ECU：ASR电控单元 执行器：制动压力调节器 节气门驱动装置 传感器：车轮轮速传感器 节气门开度传感器,ASR的基本组成,ASR的工作原理,车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。,二、ASR的传感器,1车轮轮速传感器：与ABS系统共享。 2节气门开度传感器：与发动机电控系统共享。 3ASR选择开关：ASR专用的信号输入装置。ASR选择开关关闭时ASR不起作用。,三、ASR的电子控制单元（ECU）,ASR的ECU也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。 ASR与ABS的一些信号输入和处理是相同的，为减少电子器件的应用数量，ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起。,ABS/ASR组合ECU实例,四、ASR系统的执行机构,1制动压力调节器 （1）单独方式的ASR制动压力调节器 单独方式的ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节器在结构上各自分开 ASR ECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。,控制过程如下,两个调压缸,两个三位三通 电磁阀,高压蓄压器,增压泵,压力控制开关,储液器,正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。 起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。 压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中位，调压缸与储液室和蓄压器都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压力保持不变。 压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。,（2）组合方式的ASR制动压力调节器 ABS/ASR组合压力调节器,ASR不起作用时，电磁阀不通电，ABS起制动作用并通过电磁阀和电磁阀来调节制动压力。 驱动轮滑转时，ASR控制器使电磁阀通电，阀移至右位，电磁阀和电磁阀不通电，阀仍在左位，于是，蓄压器的压力油通入驱动轮制动泵，制动压力增大。,一个3/3电磁阀I,蓄压器,增压泵,压力控制开关,单向阀,需要保持驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀半通电，阀至中位，隔断蓄压器及制动总泵的通路，驱动轮制动分泵压力保持不变。 需要减小驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀和电磁阀通电，阀移至右位，接通驱动车轮制动分泵与储液室的通道，制动压力下降。,2.节气门驱动装置,ASR控制系统通过改变发动机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率。 节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。步进电机根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。控制过程如下：,副节气门 位置传感器,主节气门 位置传感器,步进电机,副节气门,主节气门,空气进口,气缸,ASR不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，ASR控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助节气门开度。,副节气门 位置传感器,主节气门 位置传感器,步进电机,副节气门,主节气门,空气进口,气缸,第三节 典型ASR系统,一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC） 丰田公司把ASR称作牵引力或驱动力控制系统，常用TRCTraction Control System表示。 ASR（TRC） 系统组成： 电子控制器ECU ：与ABS共用 车轮轮速传感器：与ABS共用 ASR制动压力调节器：控制驱动轮制动管路 副节气门：步进电机控制 节气门开度传感器：主、副节气门各一个,ASR（TRC）系统工作过程：,ECU根据各轮速传感器的信号，确定驱动轮的滑转率和汽车的参考速度。当ECU判定驱动轮的滑转率超过设定的门限值时，就使驱动副节气门的步进电机转动，减小节气门的开度，此时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气量也会减少，使输出功率减小，驱动轮上的驱动力矩就会随之减小。如果驱动车轮的滑转率仍未降低到设定的控制范围，ECU又会控制TRC制动压力调节装置和TRC制动压力装置，对驱动车轮施加一定的制动压力，使制动力矩作用于驱动轮，从而实现驱动防滑转的控制。,1.液压系统与执行器,ABS/TRC液压系统基本组成,工作情况 当需要对驱动轮施加制动力矩时：TRC的3个电磁阀都通电。 当需要对驱动轮保持制动力矩时：ABS的2个电磁阀通较小电流。 当需要对驱动轮减小制动力矩时：ABS的2个电磁阀通较大电流。 当无需对驱动轮施加制动力矩时：各个电磁阀都不通电且ECU控制步进电机转动使副节气门保持开启。,TRC液压制动执行器,基本组成,2.副节气门及其驱动机构,副节气门及其驱动机构副节气门执行器依据ECU的信号控制副节气门的开闭角度，从而控制进入发动机空气量，达到控制发动机输出功率的目的。,副节气门执行器工作情况,副节气门传感器安装及结构,3.TRC系统控制电路及主要装置,TRC系统主要装置及其功能 丰田ABS/TRC控制系统电路,4.TRC系统的工作过程,正常制动过程（TRC不起作用） 汽车加速过程（TRC起作用） 压力升高 压力保持 压力降低 5.车轮转速控制过程 一个典型的轮速控制循环 轮速控制运转条件,第四节 防滑差速器,一、防滑差速器简介 1防滑差速器防止车轮打滑的差速器，可自动控制汽车驱动轮打滑。 2作用汽车在好路上行驶时具有正常的差速作用。但在坏路上行驶时，差速作用被锁止，充分利用不滑转车轮同地面间的附着力，产生足够的牵引力。,3类型 强制锁止式通过电控或气控锁止机构人为的将差速器锁止。 自动锁止式（自锁式）在滑路面上自动增大锁止系数直至完全锁止。,二、电子控制式防滑差速器,1.V-TCS（Vehicle Traking Control System）根据驱动轮的滑移量，通过电子控制装置来控制发动机转速和汽车制动力进行工作；或按照左、右车轮的转速差来控制转矩，并与制动器相结合最优分配驱动轮驱动力。 2.LSD（Limited Slip Differential）利用传感器掌握各种道路情况和车辆运动状态，通过操纵加速踏板和制动器，采集和读取驾驶员所要求的信息，并按驾驶员的意愿和要求最优分配左右驱动轮驱动力。,三、四轮驱动防滑差速器,1.基本结构,(1)中央差速器具有两大功能：将变速器输出动力均匀分配前后驱动轴和吸收前后驱动轴的转速差。 (2)差速限制机构当前后车轮间发生转速差时，按照转速差控制油压多板离合器的接合力，从而控制前后轮的转矩分配。,2.工作原理,3.控制特性：主要根据节气门开度、车速和变速器变速信号由ECU控制并改变差动限制离合器的压紧力。 1）起步控制 2）打滑控制 3）通常控制,