第九章--汽车驱动防滑转电子控制系统.docx

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1、第9章汽车驱动防滑转电子控制系统学习目标通过本章学习，了解汽车驱动防滑转系统(ASR)的作用和实现ASR的途经，以及ASR与ABS之间的差异,掌握SR的根本原理、特性和结构特点等.9. 1概述在汽车的阴动状态K,汽车的受力如图9,1所示，其中G是作用在汽车质心的重力，FZ1.和Fz2是相附作用在车轮上的地面支承力.Fj因改变汽车运动状态(加速)而作用在质心上的惯性力，MI和Ft那么分别是发动机经传动系传到驱动轮上的驱动转矩和相应地面作用在车轮边缘的驱动力.其中只有地面的摩擦力Ft是推动汽车向前行驶的外力。在汽车行驶的过程中，时常会出现车轮转动而车身不动,或者汽车的移动速度低于驱动轮轮缘速度的情

2、况，这时，意味着轮胎接地点与地面之间出现了相对滑动，这种滑动称为驱动轮的“滑转”,以区别于汽车制动时车轮抱死而产生的车轮“滑移”.驱动车轮的滑转,同样会使车轮与地面的纵向附岩力下降，从而使得驱动轮上可独得的极限先动力减小，最终导致汽车的起步、加速性能和在湿滑路面上的通过性能卜降，同时，还会由于横向摩擦系数几乎完全丧失.使驱动轮上出现横向滑动.随之产生汽车行驶过程中的方向失控.图9.1汽车舞动状态的受力驱动力控制系统(TraCtionContro1.SyStea简称.TRC或TRAC)又称驱动轮防滑转调节系统(An1.i-SIiPReguIation简称RSR),它是继防抱死制动系统(ABS)之

3、后，设汽在汽车上专门用来防止驱动轮起步、加速和在湿滑路面行驶时防止北动轮滑转的电子部动力调节系统.它可以在胆动状态下，通过计算机帮助驾驶员实现对车轮运动方式的控制，以便在汽车的驱动轮上获得尽可能大的胭动力，I可时保持汽车驱动时的方向控制能力，改善了期油经济性.被少了轮胎磨损，与ABS相似，驱动防滑转控制系统仍然以滑动率作为控制目标，由于后者只需对驱动轮进行控制，故此时激动率的表达式可写为：式中S驱动滑动率；E1.一一驱动轮轮缘速度：Ua一汽车车身速度，实际应用时常以非驱动轮轮缘速度代昔。当车身未动(UH=O)而驶动车轮转动时,S-IO0%,车轮处于完全滑转状态：当U1.-Ua时.S=O,驱动车

4、轮处于纯滚动状态.ASR系统的电子控制器可以根据各车轮上的转速传!成器伯号,适时计算出各下轮的滑动率S。当S值超过预先设定的界限值时，电子控制潺就会向ASR执行装置输出控制信号,抑制或消除驱动车轮上的滑转.通常，对汽车.驱动轮的滑动控制可以通过以下控制方式加以实现：1 .发动机输出功率控制当汽车起步、加速时，假设加速踏板踩部过猛,时常会因驶动力超出轮胎和地面的附籽极限，出现驱动轮短时间的沿转，这时，ASR电子控制器将根据加速踏板行程大小发出控制指令,既可通过发动机的副打气门驱动装&适当调节节气门开发.也可以直接控制发动机EciJ,改变点火时刻或燃油喷射量，通过限制发动机功率怆出，到达抑制动轮滑

5、转的目的.2 .嘏动轮制动控制在单恻驱动轮打滑时,ASR电子控制渊将发出控制指令.通过制动系统的压力调节静.对产生滑转的车轮施加制动，随着滑转车轮被制动减速，其滑动率会逐渐下降。当滑转率降到预定范困之内以后，电子控制单元立即发出指令，减少或停止这种制动，其后，线设车轮又开始滑转，那么继续下一轮的控制,直至珞驱动轮的滑动率控制在理想范围内.与此同时，另-副的非滑转车轮仍然保持希正常的驱动力。这种作用类似于胭动桥差速器中的差速银，即当一侧驱动轮陷入泥坑中,局部或完全丧失了驱动能力时,假设制动该车轮,另一侧的驱动轮仍能朋发挥出足弱的驱动力，以便处持汽车正常的行驶，当两侧驱动轮均出现滑转，但滑找率不同

6、时可以通过对两边驱动轮施加不同的制动力,分别抑制它们的清转,从而提高汽车在湿滑路面上的起步、加速能力和行驶的方向稳定性，这种方式是防止驱动轮滑转最迅速有效的一种控制方法.但是.出于对舒适性的考虑，一般这种制动力不可太大。因此，常常作为第一种方法的补充,以保证控制效果和控制速度的统一.3 .差速锁止控制采用由电子控制的可Wi止式差速器，可将阴动轮的差速滑动率控制在一定的施围内。为了到达更埋患的控制效果可以综合利用上述各种控制方式，驱动防滑转的综合控制制根据发动机工况和车轮滑转的实际怡况采取相应的控制措施。如在发动机输出大转矩的状态下.车轮滑转的主要原因往往是因路面湿滑所致,采用对滑转车轮施加制动

7、比拟有效,而当发动机输出大功率时车轮滑转那么以及小发动机输出功率的方法更有效.典里的ASR系统如图9.2所示它由ASR选择开关、车轮转逑传感落、制动防抱死和胆动防滑转电子控制单元、制动主继电器、制动执行装置、制动灯开关、节气门维电器、主节气门位置传感器、副节气门位置佻感器、副节气门执行器、液压调节装冏.、故障指示灯、压力调节和液面高度调节传感器和执行器等局部组成。其中车轮转速传场器用来检测各车轮的转速：节气门位置传感器检测主、剧节气门位置:电控单元根据车轮转速信号发动机节气门开度信号等判断汽车的行驶状况，向制动执行器和副节气门执行奘置发出捽制指令并可在系统出现故障时,记录故障代码.点亮故障报警

8、灯:制动主维电涔向制动执行装置和泵电机继电器提供电流：节气门继电器向副节气门执行器提供电流；制节气门执行器接受电控单元的指令信号，控制副节气门的开启角度；液压调节装置接受电拄单元的指令信号,控制各制开工作缸中的制动压力：故障报警灯指示系统装置是否工作正常，并可闪烁出故障码：空挡起动开关向制动防抱死和驱动防谕转电控单元提供变速手柄位置：液面高度,压力传感器和执行器控制调节系统油液所和压力。其中许多传感港和执行器可以与ABS系统共用.图9.2典型的ASR系统车轮转速传第器将驱动轮和非驱动轮转速转变为电信号，输入给控制涔，控制器根据这些信号计算出阴动轮的淋动率，当滑动率融出设定范用时，电子控制器便依

9、据节气门开收信号、发动机转速伯号、转向盘传向信号等选定控制方式，然后向各执行器发出控制指令,最终将驱动轮的滑动率控制在11标范困内,汽车上的ASR系统通常是和ABS系统结合为一体,平时处干待命状态.不干预常规行驶.只有当驱动车轮滑转出现后才开始工作,当ASR系统出现故障时,以警示灯告知驾驶员，发动机和制动系统IE整工作不受影响，现代各种ASR系统概括起来具有以下一些共性：(I)ASR系统可由开关选择其是否工作，并由相应的指示灯提示；(2)ASR系统关闭时,副节气门处于全开位置，此时,其制动压力调节装置不影响制动系蜕的正常工作：(3)ASR系统工作时，ABS具有调节优先权：(4)ASR系统只在一

10、定车速范用内(如80kah9120kmZh)起作用：(5)ASR系统在不同的车速范围内通常具有不同的特性.如车速较低时,以提高牵引力为目的，对两舞动轮可施加不同的制动力矩(即两驱动轮制动压力独立调节h车速较高时，那么以保待行驶方向稳定性为目的,施加在两驱动轮上的制动力矩保持相同(两轮一同控制)：(6)ASR与ABS一样，具有自诊断功能，料设将ASR系统与ABS系统相比拟,可以发现两者之间所存在的异同之处.它们所具有的共性主要有：(I)ABS与ASR均可以通过控制车轮的力矩来到达控制车轮滑动率目的：(2)BS与SR均要求系统具有迅速地反响能力和足鲂的控制精度：(3)两种系统均要求调节过程尽可能小

11、的消耗能;鼠同时，两个系统也存在如卜一代明显的区别：(DABS对所有车轮实施园节.ASR只对驱动粒加以调节控制：(2)RBS工作过程中，通常离合器别离、发动机息速，但在RSR控制期间，离合器却处于接合状态因此,发动机的惯性会对控制产生较大影响：(3) ABS工作过程中传动系振动较小，易控制，而在ASR控制过程中，传动系易产生较大振动：(4)BS控制中各车轮间相互影响较小ASR控制中两驱动轮向相互影响较大：(5)RSR是一个涉及制动控制、发动机控制和差速器锁止控制等的多环控制系统，因此其控制更加更杂。9.2ASR系统的结构与工作原理ASR系统的传那器主要有车轮转速传/器和节气n开度伸憎器，车轮转

12、速传垓器与ABS系统共用.而节.气门开度传感器那么与发动机电子控制系统共用.其结构不再赘述.ASK选择开关是系统的男一个输入笠置，如将.ASR选择开关切断(处于OFF位置),系统可以推人为因素使系统退出工作状态,以便适应某线特殊的需要。如为了检查汽车传动系统或其他系统故障时,让系统停止工作,可以防止因驱动轮&空,ASR对驱动轮施加制动而影响故障检衣。ASR电子控制甥以微处理器为核心，配以输入、输出电路及电源电路等.为了犍少电子元器件的数目，简化和紧浜结构,ASR控制器通常均与ABS控制器组合为一体(图93,ASR-ECU输入信号来自ABS-ECU,发动机控制Ea和几个选择控制开关等，根据上述输

13、入信号，SR-ECU通过计算后向制动器与发动机节气门发出工作指令，并通过指示灯板示当前的工作状态。一旦ASREaI检测到任何故障，那么立即停止ASR调节，此时，车辆仍可以保持常规方式行驶.同时系统会相检测出的故障信息存入计算机的RAM.所诊断的故障码输出到多路显示ECJ并让报警指示灯闪烁的ASR制动压力调节器执行ASR,控制器的指令,对滑转车轮魄加制动力，并控制制动力的大小.以使驱动轮的滑动率处于目标范围内.诙压谛能器是ASR的制动压力源,而经过制动压力调节电磴税可以调节胭动轮制动压力的大小。ASR制动压力调Yj可以采用变容积方式独立调节,也可以通过循环方式与ABS系统元件一起组合冏节，前者将

14、ASR与ABS制动压力调节器彼此分立设置，后者是将ABS和ASR两套控制系统的压力调节装况合二为一。图9.4所示系统为采用变容积方式独立迸行ASR压力调节的控制系统,当三位三通ASR调压电磁网K）或I1.处于断电状态,处于上位置状态时.ASR调压缸8左腔与储油扛相通，保持低压，此时，该调压扛内部活症在回位弹面推力作用卜被推至左极限位置，ASR不起作用.另一方面，由于Ur以借助调压缸活塞中部的通液孔将ABS制动压力调节潺与车轮上制动轮缸导通，保证ABS能好实现正常的出力调节.amr,pfcatc-图9.3,1$R系统的控刎端及尺输入和抽出图9.I(IiW)W乍BoSehMioT的ASR的变容积剧

15、节方式1一前轮制动SSt2一低压怙能JSi3一回流泵I4一制动主缸I5陆液Mh6制动K板：7后轮IW动拓；8啷动轮NSR词从虹：9一旧轮.ABS调压电磁阀：UhI1.ASRiifig电磁H1.：12一俅袖耀：13一泊赛：油一ASReffiEWi/徵:157除谖冲器：16前轮,MK调压电磁可；17朝向阀假设ASR调电磁阀10和11通电,处于下位置状态时.ASR调压缸8左腔与储油缸隔断，但与高压储能器14炉通，具有一定压力的液体将调压抗活我朝右端移动，首先关闭调压缸活塞中间的通油孔，阻断ABS制动压力调节器与制动轮缸的联系，随后ASR调压缸开始变容枳圜压过程，即ASR网压缸右腔的压力会防活富的左移

16、而增大，帝动制动轮缸压力的上升，便可实现时胭动轮制动压力的增压调节；当电子控制器使ASR调压电段阀半通电而处于中间位置时.ASR调压缸与储油增和高压他能器均不导通.RSR调压缸活塞在两端平衡压力作用下保持不动，驶动轮制动轮缸压力维持不变：当ASR调压电隧阀断电I可到上位置状态时，ASR词压缸左侧又将与储油挥号通，变成低压，ASR调压缸活塞左移，联动轮制动轮缸容枳增大,制动压力下降.图9.5所示为利用循环调压方式通过ABS与ASR组合结构进行ASR压力调节的例子.图9.5奔驰(BMU)BOsetIABSiASR21的NSR组合调节方式1一低压你能；8：2制动主&I：3俅油罐：4一契动枪M动；：5制动精板：.7调压电破的；8ASK调节