第 四 章 电控驱动防滑牵引力控制系统(ASRTRC)

第四章电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC）
一、教学目的和基本要求
通过此章内容的教学，让学生了解ASR的理论基础、ASR控制的方式、ASR 与ABS的区别；掌握ASR的结构与工作原理及典型车型的ASR结构组成和工作过程；了解防滑差速器的作用、形式以及四轮驱动防滑差速器的基本结构和工作原理。

二、教学内容及课时安排
第一节概述、第二节ASR的结构与工作原理理论教学：1学时。

第三节典型ASR 理论教学：2学时。

第四节防滑差速器的结构原理理论教学：1学时。

三、教学重点及难点
重点：ASR的理论基础；ASR的结构与工作原理。

难点：丰田ABS/TRC液压系统的工作情况及控制电路。

四、教学基本方法和教学过程
此内容采用理实一体化教学方法，对ASR及典型车型ABS/TRC的结构原理的授课采用先理论后实践的方法。

五、作业
1．ASR的理论基础
2．ASR与ABS的区别
3．ASR的结构与工作原理
4．防滑差速器的作用
5．典型车型的A BS/TRC液压系统的控制方式
第四章电控驱动防滑/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S d=×100%，式中v c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如图5-1所示。

2.ASR与ABS的区别
（1）ABS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 （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对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR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（80~120 km/h）时不起作用。

二、防滑转控制方式
汽车防滑转电子控制系统常用的控制方式有：
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%，系统结构如图5-2所示。

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。

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的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
1.ASR的基本组成
ASR由ECU、执行器（制动压力调节器、节气门驱动装置）、传感器（车轮车速传感器、节气门开度传感器）等组成。

2.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路的滑移率，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传感器
1.车轮车速传感器：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。

3.ASR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电子控制单元（ECU）
ASR 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，图5-4为ABS/ASR组合ECU实例。

四、ASR系统的执行机构
1.制动压力调节器
ASR的制动压力调节器执行ASR ECU的指令对滑转车轮施加制动力和控制制动力的大小，以使滑转车轮的滑转率在目标范围内。

ASR的压力源是蓄压器，通过电磁阀来调节驱动车轮的制动压力。

ASR制动压力调节器结构形式有：单独方式和组合方式。

（1）
单独方式
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：
◆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。

此时调压缸右腔与储液室相通而压力低，左腔通过活塞使ABS制动压力调节器与车轮制动分泵相通，因此ASR不起作用且对ABS无任何影响。

◆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。

此时调压腔右腔与储液室隔断而与蓄压器接通，蓄压器中的制动液推活塞左移使与ABS制动压力调节器的通道封闭。

活塞左移使左腔压力增大，驱动车轮制动分泵压力升高。

◆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
ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节器组合在一起，
（ABS/ASR组合压力调节器）如图5-6所示。

◆ASR不起作用时，电磁阀Ⅰ不通电，ABS起制动作用并通过电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ来调节制动压力。

◆驱动轮滑转时，ASR控制器使电磁阀Ⅰ通电，阀移至右位，电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ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。

◆需要保持驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀Ⅰ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Ⅱ和电磁阀Ⅲ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。

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。

第三节典型ASR
一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC）
ASR由电子控制单元ECU、车轮轮速传感器、制动压力调节器、副节气门及控制驱动轮制动管路等组成。

副节气门由步进电机控制，并设有节气门开度传感器。

ASR（TRC）工作过程：
1.液压系统与执行器
⑴ABS/TRC液压系统
ABS/TRC液压系统由制动供能装置（电动泵、蓄能器）、电磁阀总成（3个二位二通阀）、压力调节装置（2个电磁阀、储液器）等组成，如图5-9所示。

工作情况：
①当需要对驱动轮施加制动力矩时：TRC的3个电磁阀都通电。

②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。

③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。

④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。

⑵TRC液压制动执行器
TRC液压制动执行器由泵总成、制动执行器组成。

①泵总成：由泵电动机和蓄压器两部分组成。

②制动执行器：由蓄压器切断电磁阀、制动总泵切断电磁阀、储液缸切断电磁阀和压力开关或压力传感器四部分组成。

2．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。

副节气门传感器安装及结构如图5-14所示。

3.TRC控制电路及主要装置
丰田ABS/TRC控制电路。

4．TRC的工作过程
⑴正常制动过程（TRC不起作用）
⑵汽车加速过程（TRC起作用）
①压力升高
②压力保持
⑶压力降低
5．车轮转速控制过程
⑴一个典型的轮速控制循环
⑵轮速控制运转条件
二、日产车系ASR
三、本田车系ASR
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．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．电子控制式防滑差速器
⑴V-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。

⑵LSD（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，如图5-21所示。

2.四轮驱动防滑差速器
⑴基本结构
传递路线：发动机—变速器—驱动小齿轮—环齿轮—中央差速器—前驱动轴—前差速器
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
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。

⑵工作原理
⑶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。