第2章 驱动防滑转系统(ASR)

2.3 典型汽车驱动防滑转系统的检修
以丰田雷克萨斯LS400型轿车为例，该车将防抱死制 动系统和牵引力控制系统（驱动防滑转系统）组合在一 起，简称防滑控制系统（ABS/TRC）。 1. ABS/TRC的组成 ABS/TRC主要由轮速传感器、ABS/TRC ECU、制动压 力调节器、TRC隔离电磁阀总成、TRC制动供能总成、 主副节气门位置传感器、副节气门控制步进电动机等组 成，ABS/TRC防滑控制系统如图2-5所示。
• ② 制动供能总成 • 制动供能总成主要由TRC液压泵、蓄能器和压力传感 器等组成。压力传感器安装在TRC隔离电磁阀总成的旁边， 为接触开关型，当蓄能器内的压力高于13.24MPa时，开 关断开；当压力低于9.32MPa时，开关接通。压力传感器 信号送入ABS/TRC ECU，ABS/TRC ECU根据开关信号 控制TRC液压泵工作或停止。制动供能总成如图2-8所示。
（4）TRC执行器 TRC执行器包括控制滑转车轮制动的TRC 制动压力调节器和控制副节气门开度的步进电动机。TRC 制动压力调节器由隔离电磁阀总成和制动供能总成组成。
① 隔离电磁阀总成
图2-7 TRC隔离电磁阀总成 1-储液器隔离电磁阀 2-蓄能器隔离电磁阀 3-制动主缸隔离电磁阀 4-压力传感器
2.2 ASR的基本组成和工作原理
2.2.1 ASR的组成
ASR由传感器和 开关、ECU、执行器 组成。典型的ASR如 图2-3所示，传感器包 括轮速传感器（与 ABS共用），主、辅 节气门位置传感器， 开关有ASR选择开关； ABS/ASR ECU是两 个系统共用的ECU； 执行器包括ASR制动 压力调节器，副节气 门驱动步进电动机， ASR工作指示灯， ASR关闭指示灯。
• （３）减压过程 • 当ABS/ASR ECU判定需要减小两驱动车轮的制动压力时， 就使两个电磁阀12和17通以大电流，电磁阀将两后制动轮缸 的进液管路封闭，而将两后制动轮缸的出液管路连通，两后 制动轮缸中的制动液经电磁阀12和17、电磁阀8流回到制动 主缸储液室，两后制动轮缸的制动压力减小。 • 当ABS/ASR ECU判定ASR不需要起作用时，ABS/ASR ECU 使各电磁阀均不通电（图2-4所示状态），后制动轮缸中的 制动液经电磁阀12和17、电磁阀16流回制动主缸，驱动车轮 的制动完全解除。
第2章
2.1 概述
驱动防滑转系统（ASR）
驱动防滑转系统（Anti-Slip Regulation）简称ASR， 其作用是在汽车驱动过程中，将车轮的滑转率控制在理想 滑转率的范围（10%～30%）内，防止车轮滑转，以提高 汽车在驱动过程中的方向稳定性和转向控制能力，并且提 高汽车的加速性能。 2.1.1 ASR的基础理论 1.汽车行驶的附着条件
• 2.1.3 ASR的特点
• 1）ASR有一个开关，可由驾驶员选择其接通或关闭。如 果ASR在接通状态下，当ASR起作用时，ASR工作指示灯 会点亮或蜂鸣器响，以提示驾驶员汽车正行驶在附着系数 较低的路面上。如果关闭ASR，ASR关闭指示灯点亮。 • 2）如果ASR正在起作用的工作状态，驾驶员对车辆进行 制动，ASR将会自动退出工作，不会影响制动过程的进行。 • 3）ASR通常只在一定车速范围内进行防滑转调节，当车 速较高时，ASR将自动退出防滑转控制。
图2-8 TRC制动供能总成 1-蓄能器 2-泵电动机 3-TRC电动机继电器
（5）副节气Biblioteka 及其驱动装置图2-9 副节气门及其驱动装置 1-副节气门 2-步进电动机 3-节气门体 4-主节气门位置传感器 5-副节气门位置 传感器
图2-10 副节气门的工作情况 a ）全开位置 b）半开位置 c）全闭位置
3. 附着系数与车轮滑转率之间的关系
图2-1 纵向附着系数与滑移率和滑转率的关系
• 在汽车上装备ASR的目的就是在汽车起步、加速或在附着 系数较低的路面上驱动时，将车轮的滑转率控制在10%～ 30%，使车轮与路面保持较高的附着力，提高汽车的牵引 力和操控性。ASR有如下优点： • 1）提高了汽车的动力性。汽车在起步、行驶过程中可 获得最佳的驱动力，尤其是在附着系数较小的路面，汽车 起步、加速及爬坡能力得到显著改善。 • 2）提高了汽车的行驶稳定性和前轮驱动汽车的转向控 制能力。 • 3）减少了轮胎磨损，降低了发动机油耗。
图2-3 典型ASR的组成
2.2.2 ASR的工作原理
1.对发动机输出转矩进行控制 对发动机输出转矩进行控制常用的方法是减小发动机 进气量，通常在主节气门前方设置一个副节气门， ABS/ASR ECU控制副节气门驱动步进电动机使副节气门 关小，减小发动机的进气量，降低发动机的输出转矩。当 ASR不起作用时，ABS/ASR ECU使副节气门完全打开， 不影响发动机的正常工作。 2.对滑转车轮进行制动控制 当ABS/ASR ECU判定需要对滑转车轮进行制动时， ABS/ASR ECU将控制ASR制动压力调节器使高压制动液 进入滑转车轮的制动轮缸对车轮进行制动。
sd v v v 100 % r v r 100 %
式中 v -车轮速度（m/s） v-车速（m/s） r-车轮半径（m） -车轮转动角速度（rad/s）
车轮在路面上纯滚动时，v = v，sd=0；
车轮在地面上完全滑转时，车速v =0，车轮滑转率sd =100%； 车轮在路面上边滚动边滑移时，v ＞v， 车轮滑移率0＜sd＜100%。车轮滑转率越大，说明车轮驱动 过程中滑转成分所占比例越大。
2.对滑转车轮进行制动控制
图2-2 对滑转车轮进行制动控制的原理
3.对防滑差速器进行锁止控制
这种防滑差速器具有多片离合器式差速锁，差速器的 锁止由液压油将多片离合器压紧实现。通过控制油压的高 低，就可以实现锁止程度从0到100%的变化。控制油压来 自ASR的蓄能器，压力的大小由ECU控制油压电磁阀进行 调节。当一侧驱动轮滑转或两侧驱动轮有不同程度的滑转 时，ECU控制电磁阀调节差速器的锁止程度，以提高汽车 的驱动力和行驶稳定性。 上述控制方式中，前两种采用较多，并且常采用这两 种方式相结合的方式。在实际控制过程中，根据驱动状态 可以两种方式分别起作用，也可以两种方式同时起作用。 例如在发动机输出功率较小的状态下，出现车轮滑转的主 要原因是路面附着系数较低，这时应采用对滑转车轮进行 制动的方式；而在发动机输出功率较大的状态下出现车轮 滑转，则主要通过减小发动机输出功率的方式控制车轮滑 转。有时候车轮滑转的情况更复杂，需要通过减小发动机 转矩和对车轮制动共同作用来控制车轮滑转。
Ft M
n
/ r Fz
式中 Ft-汽车驱动力（N）； Mn-作用于驱动轮上的转矩（N· m）； r-车轮半径； Fz-地面对车轮的法向反作用力；
-车轮与地面之间的附着系数。
2. 车轮滑转率
驱动轮滑转的程度用滑转率表示，滑转率是指车轮速 度与车速的差值与车轮速度之比。滑转率sd的表达式为：
2. ABS/TRC的控制原理
（1）常规制动 这意味着ABS和TRC都不工作，ABS/TRC ECU不给ABS制 动压力调节器的4个三位三通电磁阀以及TRC制动压力调节 器的3个二位二通电磁阀通电。 （2）ABS工作 这意味着TRC不工作，ABS/TRC ECU不给TRC制动压力 调节器的3个二位二通电磁阀通电，TRC制动压力调节器中 的制动主缸隔离电磁阀处于常开状态，ABS/TRC ECU根据 轮速传感器信号计算车轮的滑移状态，然后确定对制动轮 缸进行“保压”、“减压”或者“增压”控制，并通过对 三位三通电磁阀通以小电流、通以大电流或者不通电实现。 （3）TRC工作 这意味着ABS不工作，汽车在驱动过程中，ABS/TRC ECU根据轮速传感器输入的信号，判定驱动车轮滑转率超 过控制门限值时，ABS/TRC防滑转系统进行驱动防滑转控 制。
• 4）ASR工作时具有不同的优先选择性，当车速较低时， 优先考虑提高牵引力，因此可以只对滑转一侧的车轮制动， 或者对滑转程度不同的两侧驱动轮施加不同的制动力矩。 但当车速较高时，优先考虑行驶稳定性，即使一侧车轮滑 转时，也同时对两侧驱动轮施加相等的制动力矩。 • 5）ASR具有自诊断功能，当自诊断系统诊断出系统有故 障时，ASR将自动退出工作，并点亮警告灯。 • 6）ASR和ABS都是通过控制作用于被控车轮上的力矩， 而将车轮的滑移率或滑转率控制在理想范围内，以提高附 着系数的利用率，从而缩短汽车制动距离或提高汽车的加 速性能，改善汽车的行驶方向稳定性和转向控制能力。
图2-5 ABS/TRC防滑控制系统 1-液位开关 2-制动主缸 3-比例阀和平衡阀 4-制动主缸隔离电磁阀 5-压力传感器 6-TRC制动压力调 节器 7-限压阀 8-蓄能器 9-TRC液压泵 10-蓄能器隔离电磁阀 11-储液器隔离电磁阀 12-副节气门驱动 步进电动机 13-TRC工作指示灯 14-TRC关闭指示灯 15-副节气门位置传感器 16-主节气门位置传感器 17-发动机/自动变速器ECU 18-ABS/TRC ECU 19-右后制动轮缸 20-右后轮速传感器 21-右后调压电磁 阀 22-后回油泵 23-后储液器 24-左后调压电磁阀 25-左后轮速传感器 26-左后制动轮缸 27-右前制动 轮缸 28-右前轮速传感器 29-右前调压电磁阀 30-前回油泵 31-前储液器 32-左前调压电磁阀 33-左前 轮速传感器 34-左前制动轮缸 35-ABS制动压力调节器
（1）轮速传感器 （2）ABS/TRC ECU （3）ABS执行器 ABS执行器主要是制动压力调节器，该制动压力调节器 为循环式，主要由4个三位三通电磁阀、2个储液器和液压泵 组成。4个三位三通电磁阀控制4个车轮制动轮缸的制动压力。 ABS制动压力调节器总成如图2-6所示。 。
图2-6 ABS制动压力 调节器 1-线束夹 2-继电器 护罩 3-继电器罩盖 4制动压力调节器电磁阀 继电器 5-制动压力调 节器 6-安装座 7-液压 泵继电器
• 2.1.2 ASR的控制方式