《驅動防滑系統(tǒng)》PPT課件.ppt

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第五章電控驅動防滑/牽引力控制系統(tǒng)（ASR/TRC）,第一節(jié)概述,一、ASR系統(tǒng)的理論基礎1.ASR系統(tǒng)的理論基礎汽車驅動防滑控制（AntiSlipReguliation）系統(tǒng)簡稱ASR，是應用于車輪防滑的電子控制系統(tǒng)。汽車打滑是指汽車車輪的滑轉，車輪的滑轉率又稱滑移率。,驅動車輪的滑移率,式中vc是車輪圓周速度；v是車身瞬時速度?；坡逝c縱向附著系數(shù)的關系由圖5-1可以看出：,（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，Sd=20%左右時，附著系數(shù)達到峰值；（3）上述趨勢無論制動還是驅動幾乎一樣。,ASR系統(tǒng)就是利用控制器控制車輪與路面的滑移率，防止汽車在加速過程中打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或轉彎時驅動輪的空轉，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定性，操縱性和維持汽車的最佳驅動力以及提高汽車的平順性。,2.ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的比較,ASR和ABS都是控制車輪和路面的滑移率，以使車輪與地面的附著力不下降，因此兩系統(tǒng)采用的是相同的技術，它們密切相關，常結合在一起使用，共享許多電子組件和共同的系統(tǒng)部件來控制車輪的運動，構成行駛安全系統(tǒng)。ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的不同主要在于：,（1）ABS系統(tǒng)是防止制動時車輪抱死滑移，提高制動效果，確保制動安全；ASR系統(tǒng)（TRC）則是防止驅動車輪原地不動而不停的滑轉，提高汽車起步、加速及滑溜路面行駛時的牽引力，確保行駛穩(wěn)定性。（2）ABS系統(tǒng)對所有車輪起作用，控制其滑移率；而ASR系統(tǒng)只對驅動車輪起制動控制作用。（3）ABS是在制動時，車輪出現(xiàn)抱死情況下起控制作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；而ASR系統(tǒng)則是在整個行駛過程中都工作，在車輪出現(xiàn)滑轉時起作用，當車速很高（80～120km/h）時不起作用。,二、汽車防滑轉電子控制系統(tǒng)常用控制方式,1．發(fā)動機輸出功率控制：在汽車起步、加速時，ASR控制器輸出控制信號，控制發(fā)動機輸出功率，以抑制驅動輪滑轉。常用方法有：輔助節(jié)氣門控制、燃油噴射量控制和延遲點火控制。2．驅動輪制動控制：直接對發(fā)生空轉的驅動輪加以制動，反映時間最短。普遍采用ASR與ABS組合的液壓控制系統(tǒng)，在ABS系統(tǒng)中增加電磁閥和調節(jié)器，從而增加了驅動控制功能。,3.同時控制發(fā)動機輸出功率和驅動輪制動力：控制信號同時起動ASR制動壓力調節(jié)器和輔助節(jié)氣門調節(jié)器，在對驅動車輪施加制動力的同時減小發(fā)動機的輸出功率，以達到理想的控制效果。4.防滑差速鎖（LSD：Limited-Slip-Differential)控制：LSD能對差速器鎖止裝置進行控制，使鎖止范圍從0%～100%。當驅動輪單邊滑轉時，控制器輸出控制信號，使差速鎖和制動壓力調節(jié)器動作，控制車輪的滑移率。這時非滑轉車輪還有正常的驅動力，從而提高汽車在滑溜路面的起步、加速能力及行駛方向的穩(wěn)定性。,在差速器向驅動輪輸出驅動力的輸出端，設置一個離合器，通過調節(jié)作用在離合器片上的液壓壓力，便可調節(jié)差速器的鎖止程度。,點擊播放,5.差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜合控制：差速鎖制動控制與發(fā)動機輸出功率綜合控制相結合的控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機的狀況和車輪滑轉的實際情況采取相應的控制達到最理想的控制效果。,第二節(jié)ASR系統(tǒng)的結構與工作原理,一、ASR的基本組成與工作原理ASR的基本組成：ECU：ASR電控單元執(zhí)行器：制動壓力調節(jié)器節(jié)氣門驅動裝置傳感器：車輪輪速傳感器節(jié)氣門開度傳感器,ASR的基本組成,ASR的工作原理,車速傳感器將行駛汽車驅動車輪轉速及非驅動車輪轉速轉變?yōu)殡娦盘枺斔徒o電控單元ECU。ECU根據(jù)車速傳感器的信號計算驅動車輪的滑移率，若滑移率超限，控制器再綜合考慮節(jié)氣門開度信號、發(fā)動機轉速信號、轉向信號等因素確定控制方式，輸出控制信號，使相應的執(zhí)行器動作，使驅動車輪的滑移率控制在目標范圍之內。,二、ASR的傳感器,1．車輪輪速傳感器：與ABS系統(tǒng)共享。2．節(jié)氣門開度傳感器：與發(fā)動機電控系統(tǒng)共享。3．ASR選擇開關：ASR專用的信號輸入裝置。ASR選擇開關關閉時ASR不起作用。,三、ASR的電子控制單元（ECU）,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的一些信號輸入和處理是相同的，為減少電子器件的應用數(shù)量，ASR控制器與ABS電控單元常組合在一起。,ABS/ASR組合ECU實例,四、ASR系統(tǒng)的執(zhí)行機構,1．制動壓力調節(jié)器（1）單獨方式的ASR制動壓力調節(jié)器單獨方式的ASR制動壓力調節(jié)器——與ABS制動壓力調節(jié)器在結構上各自分開ASRECU通過電磁閥的控制實現(xiàn)對驅動輪制動力的控制。,控制過程如下,兩個調壓缸,兩個三位三通電磁閥,高壓蓄壓器,增壓泵,壓力控制開關,儲液器,正常制動時ASR不起作用，電磁閥不通電，閥在左位，調壓缸的活塞被回位彈簧推至右邊極限位置。起步或加速時若驅動輪出現(xiàn)滑轉需要實施制動時，ASR使電磁閥通電，閥至右位，蓄壓器中的制動液推活塞左移。壓力保持過程：此時電磁閥半通電，閥在中位，調壓缸與儲液室和蓄壓器都隔斷，于是活塞保持原位不動，制動壓力保持不變。壓力降低過程：此時電磁閥斷電，閥回左位，使調壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲液室接通，于是調壓缸右腔壓力下降，制動壓力下降。,（2）組合方式的ASR制動壓力調節(jié)器——ABS/ASR組合壓力調節(jié)器,ASR不起作用時，電磁閥Ⅰ不通電，ABS起制動作用并通過電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ來調節(jié)制動壓力。驅動輪滑轉時，ASR控制器使電磁閥Ⅰ通電，閥移至右位，電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ不通電，閥仍在左位，于是，蓄壓器的壓力油通入驅動輪制動泵，制動壓力增大。,一個3/3電磁閥I,蓄壓器,增壓泵,壓力控制開關,單向閥,◆需要保持驅動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥Ⅰ半通電，閥至中位，隔斷蓄壓器及制動總泵的通路，驅動輪制動分泵壓力保持不變?！粜枰獪p小驅動輪制動壓力時，ASR控制器使電磁閥Ⅱ和電磁閥Ⅲ通電，閥移至右位，接通驅動車輪制動分泵與儲液室的通道，制動壓力下降。,2.節(jié)氣門驅動裝置,ASR控制系統(tǒng)通過改變發(fā)動機輔助節(jié)氣門的開度來控制發(fā)動機的輸出功率。節(jié)氣門驅動裝置由步進電機和傳動機構組成。步進電機根據(jù)ASR控制器輸出的控制脈沖轉動規(guī)定的轉角，通過傳動機構帶動輔助節(jié)氣門轉動?？刂七^程如下：,副節(jié)氣門位置傳感器,主節(jié)氣門位置傳感器,步進電機,副節(jié)氣門,主節(jié)氣門,空氣進口,氣缸,ASR不起作用時，輔助節(jié)氣門處于全開位置，當需要減少發(fā)動機驅動力來控制車輪滑轉時，ASR控制器輸出信號使輔助節(jié)氣門驅動機構工作，改變輔助節(jié)氣門開度。,副節(jié)氣門位置傳感器,主節(jié)氣門位置傳感器,步進電機,副節(jié)氣門,主節(jié)氣門,空氣進口,氣缸,第三節(jié)典型ASR系統(tǒng),一、豐田車系防抱死制動與驅動防滑（ABS/TRC）豐田公司把ASR稱作牽引力或驅動力控制系統(tǒng)，常用TRC—TractionControlSystem表示。ASR（TRC）系統(tǒng)組成：電子控制器ECU：與ABS共用車輪輪速傳感器：與ABS共用ASR制動壓力調節(jié)器：控制驅動輪制動管路副節(jié)氣門：步進電機控制節(jié)氣門開度傳感器：主、副節(jié)氣門各一個,ASR（TRC）系統(tǒng)工作過程：,ECU根據(jù)各輪速傳感器的信號，確定驅動輪的滑轉率和汽車的參考速度。當ECU判定驅動輪的滑轉率超過設定的門限值時，就使驅動副節(jié)氣門的步進電機轉動，減小節(jié)氣門的開度，此時，即使主節(jié)氣門的開度不變，發(fā)動機的進氣量也會減少，使輸出功率減小，驅動輪上的驅動力矩就會隨之減小。如果驅動車輪的滑轉率仍未降低到設定的控制范圍，ECU又會控制TRC制動壓力調節(jié)裝置和TRC制動壓力裝置，對驅動車輪施加一定的制動壓力，使制動力矩作用于驅動輪，從而實現(xiàn)驅動防滑轉的控制。,1.液壓系統(tǒng)與執(zhí)行器,⑴ABS/TRC液壓系統(tǒng)基本組成,工作情況①當需要對驅動輪施加制動力矩時：TRC的3個電磁閥都通電。②當需要對驅動輪保持制動力矩時：ABS的2個電磁閥通較小電流。③當需要對驅動輪減小制動力矩時：ABS的2個電磁閥通較大電流。④當無需對驅動輪施加制動力矩時：各個電磁閥都不通電且ECU控制步進電機轉動使副節(jié)氣門保持開啟。,⑵TRC液壓制動執(zhí)行器,基本組成,2.副節(jié)氣門及其驅動機構,副節(jié)氣門及其驅動機構——副節(jié)氣門執(zhí)行器依據(jù)ECU的信號控制副節(jié)氣門的開閉角度，從而控制進入發(fā)動機空氣量，達到控制發(fā)動機輸出功率的目的。,副節(jié)氣門執(zhí)行器工作情況,副節(jié)氣門傳感器安裝及結構,,3.TRC系統(tǒng)控制電路及主要裝置,TRC系統(tǒng)主要裝置及其功能豐田ABS/TRC控制系統(tǒng)電路,4.TRC系統(tǒng)的工作過程,⑴正常制動過程（TRC不起作用）⑵汽車加速過程（TRC起作用）①壓力升高②壓力保持⑶壓力降低5.車輪轉速控制過程⑴一個典型的輪速控制循環(huán)⑵輪速控制運轉條件,第四節(jié)防滑差速器,一、防滑差速器簡介1．防滑差速器——防止車輪打滑的差速器，可自動控制汽車驅動輪打滑。2．作用——汽車在好路上行駛時具有正常的差速作用。但在壞路上行駛時，差速作用被鎖止，充分利用不滑轉車輪同地面間的附著力，產(chǎn)生足夠的牽引力。,3．類型強制鎖止式——通過電控或氣控鎖止機構人為的將差速器鎖止。自動鎖止式（自鎖式）——在滑路面上自動增大鎖止系數(shù)直至完全鎖止。,二、電子控制式防滑差速器,1.V-TCS（VehicleTrakingControlSystem）——根據(jù)驅動輪的滑移量，通過電子控制裝置來控制發(fā)動機轉速和汽車制動力進行工作；或按照左、右車輪的轉速差來控制轉矩，并與制動器相結合最優(yōu)分配驅動輪驅動力。2.LSD（LimitedSlipDifferential）——利用傳感器掌握各種道路情況和車輛運動狀態(tài)，通過操縱加速踏板和制動器，采集和讀取駕駛員所要求的信息，并按駕駛員的意愿和要求最優(yōu)分配左右驅動輪驅動力。,,三、四輪驅動防滑差速器,1.基本結構,(1)中央差速器具有兩大功能：將變速器輸出動力均勻分配前后驅動軸和吸收前后驅動軸的轉速差。(2)差速限制機構——當前后車輪間發(fā)生轉速差時，按照轉速差控制油壓多板離合器的接合力，從而控制前后輪的轉矩分配。,2.工作原理,,3.控制特性：主要根據(jù)節(jié)氣門開度、車速和變速器變速信號由ECU控制并改變差動限制離合器的壓緊力。1）起步控制2）打滑控制3）通常控制,