丰田车系汽车防滑转（ASR)控制系统的维修毕业论文.doc

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1、丰田车系汽车防滑转（ASR)控制系统的维修系 别： 汽车与电气工程系 专 业： 汽车检测与维修技术 班 级： 08汽检（2）班 姓 名： 学 号： 0802020421 指导教师： 完成时间： 2011年5月 丰田车系汽车防滑转（ASR)控制系统的维修摘 要： 国际上自80年代中期，汽车驱动轮防滑转控制系统作为新型实用的汽车安全技术已开始应用在高档汽车上，它是继防抱死制动系统之后应用于车轮防滑的电子控制系统。由于它能够提高车辆的牵引性、操纵性、稳定性和舒适性, 减少轮胎磨损和事故风险, 增加行使安全性和驾驶轻便性, 使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步和行驶, 所以这项技术自诞生以来, 获

2、得了迅速的发展。 它的主要目的是防止汽车驱动轮在加速时出现打滑,(特别是下雨下雪冰雹路冻等摩擦力较小的特殊路面上,当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内,从而防止驱动轮快速滑动.没有 ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑;如是后驱动的车辆容易甩尾,如是前驱动的车辆容易方向失控.有ASR时,汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象.在转弯时,如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移,当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向;最重要的是车辆转弯时,一旦驱动轮打滑就会全车一侧偏移,这在山路上极度危险的,有ASR的车一般不会发生这种现象. 关键词： 驱动防滑控制( ASR); 传感器; 检修 引 言： 驱

3、动轮防滑转控制系统是汽车制动防抱死系统基本思想在驱动领域的发展和推广。我们知道，汽车在起步、加速或冰雪路面上行驶时，容易出现打滑现象。这是因为汽车发动机传递给车轮的最大驱动力，是由轮胎与路面之间的附着系数和地面作用在驱动轮上的法向反力的乘积（ 即附着力）决定的。当传递给车轮的驱动力超过附着力时，车轮就会发生打滑空转，即滑转。当汽车在低附着系数路面（ 如泥泞路面、冰雪路面）上行驶时，由于地面对车轮施加的反作用转矩很小，因此，在起步、加速时驱动轮就会发生滑转。此外，当汽车在越野条件下行驶时，如果某个驱动轮处在附着系数低的路面上，那么地面对车轮施加的反作用转矩将很小，虽然另一个车轮处在附着系数较高的

4、路面上，但是根据差速器转矩等量分配特性，它能够提供的驱动转矩只能与处在低附着系数路面上车轮提供的驱动转矩相等。因此，在驱动力不足的情况下，汽车将无法前进，发动机输出的功率大部分消耗在车轮的滑转上，不仅浪费燃油，加速轮胎磨损，而且降低了车辆的通过性能和机动性能。防止驱动轮滑转曾采用过许多办法，如装防滑链，使用防滑的雪地轮胎和带防滑钉的防滑轮胎等，但至今为止最有效的办法还是采用ASR系统。ASR 系统的主要功用是：在车轮开始滑转时，通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，提高车辆的通过性，改善汽车的方向操纵

5、性和行驶稳定性。第1章 防滑转（ASR）控制系统的概述汽车驱动防滑控制系统或牵引力控制系统是国际上八十年代中期开始发展起来的以限制汽车驱动轮过度滑转,产生最佳纵向牵引力的新型主动安全控制系统,是继汽车制动防抱死控制系统(ABS) 之后,在汽车纵向力控制上的又一新发展。ASR 系统的本质是:控制作用在驱动轮上的转矩;在非对称路面,对传到驱动轮上的转矩实现最佳分配,从而改善汽车的加速性、方向稳定性和操纵性。实际应用中,由于各种控制方式都有一定的局限,所以一般不单独使用某一种控制手段,而是组合使用,目前应用最为广泛的控制方式是综合发动机输出扭矩调节(节气门开度调节) 和驱动轮制动力矩调节。1.1防滑

6、转（ASR）控制系统的作用。ASR的功能是防止汽车在起步或加速时驱动轮打滑，特别防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转及在冰、雪、积水、泥等路况下的行车安全，当汽车加速时将滑动控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定性。当汽车快速起步，急加速，或行驶在冰雪，雨天的路面上，没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑；如果是后驱动的车辆容易甩尾，如果是前驱动的车辆容易方向失控。有ASR时，汽车在坏的路面快速起步，急加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。在装有ASR

7、的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操作杆）之间的机械连接被电控油门装置所代替。当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送到单元（CPU）时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。1.2防滑转（ASR）控制系统的理论基础汽车行驶时,驱动力的增大受到地面附着条件的限制。随着驱动轮转矩的不断增大,汽车的驱动力也随之增大,当驱动力超过地面附着力时,驱动轮就开始滑转。轮胎与路面之间的附着系数与滑转率有直接关系。驱动轮的滑转率表示驱动轮的滑转程度,可用下式表示:Sx = (Vw - V) /

8、Vw 100 % = (Rw- v) / Rw100 %式中:Vw 车轮滚动时的瞬时圆周速度(m/ s) ; V 汽车实际行驶速度(m/s) ; R 车轮半径(m) ; w车轮转动角速度(rad/s) 。图1-2-1 是驱动轮纵向驱动力与其滑转率的关系图。从图中可以看到, 当驱动轮滑转率Sx从0开始增加时, 驱动力Fx也随之增大, 当Sx达到St(一般St= 0. 08 0.30) 时,驱动力达到最大值Fxmax ,此后,如果Sx继续增加, 驱动力反而随之下降,当Sx达到1时,即车轮发生纯滑转时, 其驱动力要远远小于Fxmax , 所以从牵引性上考虑, 驱动轮的滑转率最好处于St的一个小邻域内

9、,但同时考虑到车辆侧向力Fy随纵向滑转率的增大而急剧减小, 所以从侧向力上考虑, 并注意到车辆的方向稳定性, 一般认为驱动轮的最佳滑转率在略小于St的范围内,可取在0.080.15之间。 图1-2-1 纵向力与侧向力与车轮滑转率的关系1.3防滑转（ASR）控制系统的特点及与ABS的比较1.3.1防滑转（ASR）控制系统的特点1) ASR可以由驾驶员通过ASR 选择开关对其是否进入工作状态进行选择,在ASR 进行防滑转调节时,ASR 工作指示灯会自动点亮,如果通过ASR 选择开关关闭ASR , ASR 关闭指示灯自动点亮。 2) ASR处于关闭状态时,副节气门将自动处于全开位置;ASR 制动压力

10、调节器不会影响制动系统的正常工作。3) 如果在ASR处于防滑转调节过程中,驾驶员踩下制动踏板进行制动时,ASR 将自动退出防滑转调节,而不影响制动过程的进行。4) ASR通常只在一定的车速范围内进行防滑转调节,当车速达到一定值(120km/h 或80 km/h)后,ASR 自动退出防滑转控制。5) ASR在其工作车速范围内通常具有不同的优先选择性。在车速较低时优先选择提高牵引力,此时对两驱动车轮施加的制动力矩可以不同,即对两后轮缸的制动压力进行分别调节。而在车速较高时优先选择提高行驶方向稳定性,此时对两驱动车轮施加的制动力矩相同,即对两后轮缸的制动压力进行一同调节。6) ASR具有自诊断功能,

11、一旦发现存在影响系统正常工作故障时,ASR 将自动关闭,并向驾驶员发出警示信号。7) ASR和ABS都是通过控制作用在被控车轮上,而将车轮的滑移率控制在设定的理想范围内,以提高车轮附着力的利用率,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。8) ASR和ABS都要求系统具有快速反应能力,以适应车轮附着力的变化;都要求控制偏差尽可能达到最小,以免引起汽车及传动系统的振动;都要求尽量减少调节过程中的能量消耗。1.3.2防滑转（ASR）控制系统与ABS的比较现在汽车发展的趋势，一是装备动力更强大的发动机，追求汽车的动力性和更高的车速，二是更加强调汽车的操纵方便和

12、安全性。ABS和ASR这两项汽车防滑控制技术作为汽车主动安全性控制系统的核心内容，对保障汽车在极限驾驶工况下的安全性能起到显著的作用。1）ABS系统在汽车制动时调节控制制动压力，以获得尽可能高的减速度使制动力接近但不超过轮胎与路面间的最大附着力，使车轮滑移率保持在15%-25%的范围内，从而提高制动减速度并缩短制动距离，它能有效地提高制动时汽车的方向操纵性和行驶稳定性。2）ASR在汽车驱动加速时发挥作用，以获得尽可能高的加速度，使驱动轮的驱动力不超过轮胎与路面间的附着力，以防止车轮滑转从而改善汽车的操纵稳定性和加速性能，提高汽车的行驶平顺性，与ABS不同的是ASR在整个汽车行驶过程中均起作用。

13、3）ABS及ASR均以改善汽车行驶稳定性为前提，以控制车轮运动状态为目标。ABS是使车轮转动角速度不为零，防止车轮抱死滑移一般在车速很低时不起作用。ASR是使车轮中心平移速度即车速不为零，防止车轮滑转，一般在车速很高时（大于80-120km/h）不起作用。ABS与ASR均是以车轮的运动学参数或动力学参数为控制参数，因此两者可以密切配合ABS的发展已经历了漫长的时期，而ASR继ABS之后迅速发展的原因就在于此，当代先进的ABS系统，均配有ASR功能，这就是常见的ABS/ASR系统。1.4防滑转（ASR）控制系统的控制方式控制车轮的滑转率是通过控制作用于车轮上的力矩实现的。汽车驱动轮的滑转是由于驱

14、动扭矩超过了轮胎与路面的附着极限,所以合理地减小汽车发动机扭矩或动力传动中任一部件的扭矩都可以实现驱动防滑控制的目的。从控制手段上,目前主要有以下几种控制方式: (1)发动机输出扭矩调节发动机是汽车的动力源, 通过调节发动机输出扭矩, 就可以控制传递到驱动轮上的扭矩, 从而调节驱动轮的滑转率。发动机输出扭矩调节主要有三种方式: 点火参数调节、燃油供给调节和节气门开度调节。点火参数调节多是指减小点火提前角.如果此时驱动轮滑转仍然持续增长, 则可暂时中断点火(但此时也要暂停供油, 以避免排放超标) , 点火参数调节是比较迅速的一种驱动防滑控制方式(反应时间为30 100m s)。燃油供给调节是指减

15、少供油或暂停供油,即当发现驱动轮发生过度滑转时,电子调节装置将自动减少供油量, 甚至中断供油,以减小发动机输出扭矩, 燃油供给调节是现代电控内燃机中比较易于实现的一种驱动防滑控制方式, 但是点火参数调节和燃油供给调节都将引起发动机的不正常工作, 对发动机和传动系的寿命有较大损害。节气门开度调节是指在原节气门体的基础上, 串联一个副节气门, 由传动机构控制其开度, 从而使其有效节气门开度获得调节, 它工作比较平稳, 易于与其它控制方式配合使用, 但它响应较慢, 需要和其它控制方式配合使用。发动机输出扭矩调节是最早应用的驱动防滑控制方式,它在附着系数较小的冰雪路面上或在高速下, 驱动轮发生过度滑转

16、时, 该控制方式十分有效。图1-4-1是通过发动机输出扭矩调节的带有ABS的ASR系统图。(2)驱动轮制动力矩调节驱动轮制动力矩调节就是在发生打滑的驱动轮上施加制动力矩, 使车轮转速降至最佳的滑转率范围内。制动力矩调节一般与发动机输出扭矩调节结合起来应用, 即干预制动后要紧接着调节发动机输出扭矩, 否则可能会出现制动力矩和发动机输出扭矩之间无意义平衡引起的功率消耗。制动力矩调节的实质是控制差速作用,所以该控制方式对路面两侧附着系数差别较大, 只有一个车轮打滑时, 效果较好, 但在高速(大于48 km/h ) 下, 不宜使用, 以避免制动摩擦片过热。图1-4-2是带有发动机输出扭矩调节的驱动轮制

17、动力控制的ASR 系统图。图1-4-1 发动机输出扭矩调节ASR系统图图1-4-2 驱动轮制动力调节ASR系统图 (3)差速器锁止控制普通的开式差速器在任何时刻都向左右轮输出相同的扭矩, 对差速器进行锁止控制就是使左右驱动轮的输入扭矩根据控制指令(锁止比) 和路面情况而不同。当路面两侧附着系数L差别较大时, 低L一侧驱动轮发生滑转时, 电子控制装置驱动锁止阀,一定程度地锁止差速器,使高L一侧驱动轮的驱动力得以充分发挥, 车速和行驶稳定性获得提高,但该方法成本较高。图1-4-3是通过防滑差速器进行驱动防滑控制的ASR系统图。图1-4-3差速器控制ASR系统图 (4)离合器或变速器控制离合器控制是

18、指当发现汽车驱动轮发生过度滑转时, 减弱离合器的接合程度, 使离合器主、从动盘出现部分相对滑转, 从而减小传输到半轴的发动机输出扭矩; 变速器控制是指通过改变传动比来改变传递到驱动轮的驱动扭矩, 以减小驱动轮滑转程度的一种驱动防滑控制。由于离合器和变速器控制反应较慢, 变化突然, 所以一般不作为单独的控制方式, 而且由于压力和磨损等问题, 使其应用也受到很大限制。表1-4-4是上述几种控制及其组合控制在性能上的对比。由于各自控制方式的局限性, 所以一般不仅仅使用一种控制手段, 而是组合应用。现在广泛采用的控制方式是发动机节气门开度调节和驱动轮制动力矩调节的组合应用。表1-4-4上述几种控制及其

19、组合控制在性能上的对比1.5 防滑转（ASR）控制系统的主要发展历程汽车驱动防滑控制系统是伴随着汽车制动防抱死系统( ABS) 的产品化而发展起来的, 实质上它是ABS 基本思想在驱动领域的发展和推广。世界上最早的汽车电子驱动防滑装置是在1985 年由瑞典保时捷汽车公司试制生产的, 并安装在保时捷汽车上, 该系统被称为ETC ( 电子牵引力控制) , 是通过调节燃油供给量来调节发动机输出扭矩, 从而控制驱动轮滑转率, 产生最佳驱动力的。1986 年在底特律汽车巡回展中, 美国通用汽车公司雪佛兰分部在其生产的克尔维特英迪牌轿车上安装了牵引力控制系统, 为驱动防滑控制系统的发展作了良好的宣传。同年

20、12月, 博士公司第一次将制动防抱死(ABS) 技术与驱动防滑(ASR) 技术结合起来应用到奔驰S级轿车上, 并开始了小批量生产;与此同时,奔驰公司与威伯科公司也开发出了驱动防滑系统, 并应用在货车上。1987年, 博士公司在原ABS/ ASR 的基础上开始大批量生产两种不同形式的汽车驱动防滑系统, 一种是可保证方向稳定性的完全通过发动机输出扭矩控制的ABS/ASR, 另一种是既可保证方向稳定性, 又可改善牵引性的驱动轮制动力调节与发动机输出扭矩调节综合控制的ABS/ ASR; 同年9月, 日本丰田汽车公司也在其生产的皇冠牌轿车上安装了TCS。1989 年, 德国奥迪公司首次将驱动防滑调节装置

21、安装在前置前驱动的奥迪轿车上。截至1990年底, 世界上已有23个厂牌的50 余种车型安装了驱动防滑装置, 并且许多厂家开始削减四轮驱动车型号, 而改为发展ASR 系统。1993 年, 博士公司又开发出了第五代ASR, 使其结构更紧凑, 成本大大降低,可靠性增强。据有关专家预测, 到2000年, 将有50%的轿车、货车装备ASR。第2章 防滑转（ASR）控制系统的结构与工作原理2.1防滑转（ASR）控制系统的基本组成及工作原理2.1.1 防滑转（ASR）控制系统的基本组成防滑转（ASR）控制系统的主要由传感器、ECU 、执行器、驱动车轮制动器等组成。下图2-1-1为典型的ASR系统。图2-1-

22、1 典型的ABS/ASR系统示意图2.1.2防滑转（ASR）控制系统的工作原理如图2-1-2：车轮转速传感器将驱动轮和非驱动轮转速转变为电信号，输入给控制器，控制器根据这些信号计算出驱动轮的滑动率，当滑动率超出设定范围时，电子控制器便依据节气门开度信号。发动机转速信号、转向盘转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目标范围内。图2-1-2 ASR工作流程图2.2 ASR传感器ASR系统的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。一般轮速传感器与ABS系统共用，主要完成对车轮速度的检测，并将轮速信号传送给ABS和ASR电子控制单元。主、副节气门位置传感器用于

23、检测节气门的开启角度，并将这些信号传送给发动机和自动变速器电子控制单元。ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，将ASR选择开关关闭，ASR就不起作用，比如在需要将汽车驱动车轮悬空转动来检查汽车传动系统或其他系统故障时，ASR就可能对驱动车轮施加制动，影响故障的检查，这时，关闭ASR开关，中止ASR作用，就可避免这种影响。2.2.1轮速传感器轮速传感器有电磁感应式与霍尔式两大类。前者利用电磁感应原理，将车轮转动的位移信号转化为电压信号，由随车轮旋转的齿盘和固定的感应元件组成。图2-2-1给出了各种传感器在汽车上的安装位置。此类传感器的不足之处在于，传感器输出信号幅值随转速而变，低速时检测难，

24、频响低，高速时易产生误信号，抗干扰能力差。图2-2-1 轮速传感器安装位置后者利用霍尔半导体元件的霍尔效应工作。当电流Iv流过位于磁场中的霍尔半导体层时如图2-2-2所示，电子向垂直于磁场和电流的方向转移，在半导体横断面上出现霍尔电压UH，这种现象称之为霍尔效应。霍尔传感器可以将带隔板的转子置于永磁铁和霍尔集成电路之间的空气间隙中。霍尔集成电路由一个带封闭的电子开关放大器的霍尔层构成，当隔板切断磁场与霍尔集成电路之间的通路时，无霍尔电压产生，霍尔集成电路的信号电流中断；若隔板离开空气间隙，磁场产生与霍尔集成电路的联系，则电路中出现信号电流。霍尔轮速传感器由传感头和齿圈组成，传感头包含有永磁体。

25、霍尔元件和电子电路等结构如图2-2-3所示。永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，当齿轮处于图2-2-3(a)位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散于两齿之中，磁场相对较弱。当齿轮位于图 2-2-3(b)位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中于一个齿上，磁场相对较强。穿过霍尔元件的磁力线密度所发生的这种变化会引起霍尔电压的变化，其输出一个毫伏级的准正弦波电压。此电压经波形转换电路转换成标准的脉冲电压信号输人ECU。 图2-2-2 霍尔传感器原理由霍尔传感器输出的毫伏级正弦波电压经过放大器放大为伏级正弦波信号电压，在施密特触发器中将正弦波信号转换成标准的脉冲信号，由放大级放大输出。各级输出波形信号也一并显示在

26、图2-2-3中。图2-2-3 霍尔轮速传感器磁路2.3 ASR电子控制单元一般，ABS和ASR共用一个电子控制单元。对于驱动防滑系统，它根据驱动车轮转速传感器输送的速度信号计算判断出车轮与路面间的滑转状态，并适时地向其执行机构发出指令，以降低发动机的输出转矩和车轮的转速，从而实现防止驱动轮滑转的目的。此外，电子控制单元（ECU）还具有以下四种功能： 轮防滑控制 ps更多下载：电子控制单元不断地监测由驱动轮轮速传感器传来的速度信号，并不断地计算出每个车轮的速度，同时也计算出汽车的行驶速度和车轮滑转率。当汽车在起步或突然加速过程中，若驱动轮滑转，电子控制单元（ECU）立即使防滑系统工作。例如，当踩

27、下加速踏板后，主节气门迅速开启，驱动轮加速。若驱动轮速度超过设定控制速度后，电子控制单元即发出指令，关闭副节气门，减少发动机进气量，从而使发动机转矩降低。同时，电子控制单元发出指令接通ASR制动压力调节器电磁阀，并将ABS压力调节器电磁阀置于“增压制动”状态，于是ASR蓄能器高压制动液使制动轮缸的液压力迅速升高，实现对滑转驱动轮的制动。当制动作用后，驱动轮加速度立即减小，电子控制单元将ABS压力调节器的三位电磁阀置于“保压制动”状态；若驱动轮速度降低太多，电磁阀就处于“减压制动”状态，使制动轮缸中的液压降低，驱动轮转速又恢复升高。初始检测功能当汽车处在停止状态，自动变速器选档杆处在“P”或“N

28、”位置而接通点火开关时，电子控制单元（ECU）即开始对副节气门驱动装置和ASR制动压力调节器电磁阀的工作状态进行检测。故障自诊断功能当电子控制单元检测到防滑转系统出现故障时，即点亮仪表盘上的ASR警告灯，以警告驾驶员ASR系统已出现故障，同时将故障以代码的形式存入存储器，供诊断时重新显示出来。失效保护功能当电子控制单元（ECU）检测到ASR有故障时，电子控制单元（ECU）立即发出指令，断开ASR节气门继电器、ASR液压泵电机继电器和ASR制动主继电器，从而使ASR系统不起作用。而发动机和制动系统仍可以按照没有采用ASR系统时那样工作。2.4 ASR系统的执行机构ASR系统的执行机构主要是ASR

29、制动压力调节器和节气门驱动装置。前者是根据从ABS和ASR电子控制单元传来的信号，为ABS执行器提供液压；后者则根据ASR电子控制单元传来的信号控制副节气门的开启角度。2.4.1 ASR制动压力调节器ASR制动压力调节器主要由制动总泵、储压器、储压器切断电磁阀、总泵切断电磁阀、储液罐切断电磁阀，压力传感开关组成。结构形式如图2-4-1和图2-4-2所示。1）泵体结构为柱塞式，由电动机驱动，其作用是从制动主缸储液器中提取制动液，经泵压缩升压后，再送回储压器。2）储压器则用于储存加压后的制动液，同时也在ASR系统工作时向车轮制动轮缸提供制动液，另外蓄压器中还填满高压氮气，当制动液体积发生变化时，它

30、能起到缓冲作用。 3）储压器切断电磁阀，在ASR系统工作时，将来自储压器的液压传送至制动分泵。总泵切断电磁阀，当储液器的液压正被传送至制动分泵时，这个电磁阀可以阻止制动液流回到总泵。 4)储液罐切断电磁阀，在ASR系统工作时这个电磁阀使制动液从制动分泵流回到总泵。 5)压力传感开关，监测储液器中的压力，将这一信息发送至ABS和ASR电子控制单元，电子控制单元根据这一数据控制泵工作。 2-4-1制动总泵 2-4-2 制动压力调节器 ASR系统中所采用的电磁阀为三位三通电磁阀，它的的结构与工作原理如图2-4-3所示，移动架6在无磁支撑环3的导向下可沿轴向作微小的运动（约025 mm），由此可以打开

31、卸荷阀4和将进油阀5关闭。主弹簧13与副弹簧12相对设置且主弹簧刚度大于副弹簧。检测阀8与进油阀5并联设置，在解除制动时，该阀打开，增大轮缸至主缸的回油通道，以使轮缸压力得以迅速下降，即使在主弹簧断裂或移动架6被卡死的情况下，也能使车轮制器的制动得以解除。图2-4-3 三位三通电磁阀结构与原理1-回油管路接口；2-滤网；3-支撑环；4-卸荷阀；5-进油阀；6-移动架；7-电磁线圈；8-检测阀；9-阀体；10-轮缸接口；11-托盘；12-副弹簧；13-主弹簧；14-凹槽台阶；15-主缸接口；a-气隙；2.4.2 ASR制动压力调节器的工作过程。ASR制动压力调节器执行ASR电子控制单元的指令对对

32、滑动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制动压力源是蓄压器通过电磁阀来调节驱动车轮制动压力的大小，ASR制动压力调节器的结构形式有单独调节式和组合调节式两种：（1）单独方式的ASR制动压力调节器。 所谓单独结构式是指ASR制动压力调节器和ABS 制动压力调节器在结构上各自分开，如图2-4-4。图2-4-4 ASR单独调节方式在ASR不起作用时，电磁阀不通电，阀位于上端位置，调压缸右油腔与储液器相通，由于右腔压力低，调压缸的活塞被回位弹簧推到右边极限位，ABS制动压力调节器与驱动车轮的制动轮缸连通。当驱动轮出现滑转而需要对驱动车轮实施制动时，ASR电控单元输

33、出控制单元信号，使电磁阀线圈通电移至下端位置。此时调压缸右腔与储液器隔断而与蓄压器连通，蓄压器内的压力制动液推动调压缸的活塞左移，进而切断ABS制动压力调节器与驱动车轮轮缸之间的液压通道。同时随调压缸活塞左移压缩右腔内的制动液，使调压缸左腔和驱动车轮制动轮缸内的制动压力增大，从而使车轮制动。当需要保持驱动车轮的制动压力保压时，电子控制单元使电磁阀电流变小，阀在其回位弹簧力的作用下回到中间位置，调压缸右腔与储液器隔断与蓄压器也隔断。调压缸右腔压力保持不变。当需减小驱动轮的制动压力时，控制电脑使电磁阀断电，阀在其回位弹簧力的作用下回到上端位置，调压缸右腔与蓄压器隔断而与储液器连通，调压缸右腔压力下

34、降。活塞在回位弹簧力的作用下右移，使调压缸左腔和驱动车轮制动轮缸之间的空间增大，从而使制动力下降。在驱动车轮出现滑转时，ASR ECU就是通过对电磁阀的上述控制，实现对驱动车轮制动力的控制，将车轮的滑转率控制在目标范围内。（2）组合结构方式的ASR制动压力调节器 组合结构方式是指ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节器在结构上组合成为一个整体，称ASR/ABS制动压力调节器，其工作原理如图2-4-5： 图2-4-5 ASR组合调节方式 1-电动液压泵 2-ABS/ASR制动压力调节器 3-电磁阀 4-蓄压器 5-压力开关 6-循环泵 7-储液室 8-电磁阀 9-电磁阀 10-驱动车轮制动器其

35、工作情况如下： ASR不起作用时，电磁阀不通电。汽车在制动过程中如果车轮出现抱死，ABS起作用，通过电磁阀和电磁阀来调节制动压力。 当驱动轮出现滑转时，ASR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，蓄压器的压力通入驱动轮轮缸，制动压力增大。 当需要保持驱动轮的制动压力时，ASR控制器使电磁阀半压通电，阀移至中位，隔断了蓄压器及制动主缸的缸的通路，驱动车轮轮缸的制动压力即保持不变。 当需要减小驱动车轮的制动压力时，ASR控制器使电磁阀和电磁阀通电，阀和阀移至右位，将驱动车轮轮缸与储液室接通，于是，制动压力下降。如果需要对左右驱动车轮的制动压务实施不同的控制，ASR控制器

36、分别对电磁阀和电磁阀实行不同的控制。2.4.3副气门驱动装置。ASR控制系统通过改变发动机副节气门的开度来控制发动机的输出功率，是应用最多的方法，在ASR不起作用时，副节气门处于全开的位置，当需要减少发动机的驱动力来控制车轮滑转时，ASR控制器就输出控制信号，使副节气门驱动装置工作，改变其开度，从而达到控制发动机的输出功率，抑制驱动车轮的滑转的目的。节气门驱动装置一般由步进电动机和传动机构组成，步进电动机根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动副节气门转动。（1）副节气门驱动装置功用副节气门驱动装置的功用是根据电子控制单元传送的指令来控制副节气门的开启角度，从而控制进入发

37、动机气缸的空气量，达到控制发动机输出转矩的目的。（2）副节气门驱动装置结构副节气门驱动装置安装在节气门壳体上，如图2-4-6所示。它是一个由电子控制单元控制转动的步进电动机如图2-4-7所示，由永磁体、传感线圈和旋转轴等组成。在旋转轴的末端安装一个小齿轮（主动齿轮），由它带动安装在副节气门轴末端的凸轮轴齿轮旋转，以此控制副节气门的开启角度。 图2-4-6 节气门总成 图2-4-7 副节气门驱动装置（步进电动机）（3）副节气门驱动装置工作原理 驱动防滑系统不工作时，副节气门在弹簧力作用下保持全开状态，进入发动机的空气量由驾驶员控制主节气门的开度决定。当前、后轮速传感器检测到车轮滑转需进行防滑控制

38、时，电子控制单元驱动步进电机通过凸轮轴齿轮旋转，从而控制副节气门的开度。下图2-4-8所示：如图2-4-8 副节气门的各种位置（a）全开位置 （b）50%开启位置 （c）全闭位置第3章 防滑转（ASR）控制系统对车辆性能的影响 下面通过仿真比较详细分析ASR对车辆的牵引性能、操纵性能、安全性和燃油经济性等的改善作用仿真是在一个8 自由度车辆模型上进行的,该轿车为前驱动表3-1为其基本参数。表3-1 轿车基本参数3.1 防滑转（ASR）控制系统对牵引性能的影响 汽车车轮在附着条件较差路面上, 往往发生滑转。如果采用ASR, 就能控制车轮的滑转率, 提高车辆的牵引性能。在低附着路面上进行了仿真计算

39、, 假设车辆在一峰值仿真因数为0.2的低附着路面进行起步加速行驶, 这时主要为提高车辆的牵引性能, 所以将其理想滑转率设定为0.2，采用伪微分反馈（Pseudo - Derivative Feedback)方法进行控制,图3-1-1为车轮滑转率的比较,ASR 非常稳定地将滑转率控制在理想值附近, 而无ASR控制时, 其驱动轮发生高速滑转。图3-1-2为在10S内行驶距离的比较,从图中可以明显看出, 同样的条件下,ASR确实能够提高车辆的牵引性能, 其行驶距离提高了近50%。 图3-1-1 车轮滑转率的变化曲线 图3-1-2 车辆行驶距离的比较3.2 防滑转（ASR）控制系统对操纵性能的影响 车

40、辆在低附着路面或高速行驶下转弯, 由于车轮滑转率较高, 侧向力常常接近附着极限, 不但使车辆不能按正确路径行驶, 而且还会发生事故。若采用ASR， 使车轮滑转率控制在较小的范围内, 车辆可获得较大的侧向力。从仿真结果中可以非常明显地看出ASR 的作用。仿真时分两种工况, 首先汽车在峰值附着因数为0.2 低附着路面进行起动计算转弯的试验, 起动时方向盘角阶跃输人, 前轮的转向角为0.05rad 从图3-1-3中可以看出, 有ASR时汽车无论纵向位移还是横向位移都有很大的提高. 图3-1-4为车辆在低附着因数（0.2）路面以10m/s的初始速度按良好路面的驾驶习惯作闭环单移线行驶的轨迹, 驾驶员的

41、预瞄距离为10m 从图中可以看出, 在滑路上,如果不加ASR 车辆横向偏离行驶轨迹很大, 操纵性较差 而加上ASR, 车辆能较好地跟踪预定轨迹,其稳定性和操纵性都有很大的改善, 同时也能大大减轻驾驶员的负担。 图3-1-3角阶跃输入下车辆行驶轨迹 图3-1-4 单移线行驶轨迹3.3 防滑转（ASR）控制系统对燃油经济性的影响 ASR能有效地防止车轮空转, 从而大大降低油耗, 提高汽车的燃油经济性, 尤其是在低附着路面上。对燃油经济性进行比较计算, 首先将驱动轮的驱动转矩和角速度换算到发动机上, 再由万有特性曲线求出燃油消耗率, 最后可得到车辆在任何时刻的燃油消耗量。仿真计算主要在低附着因数（0

42、.2）路面, 车辆用二档起步加速工况, 图3-1-5为加与不加ASR 的燃油消耗情况, 从图中可以看出, 由于在低附着路面上无ASR控制,车辆驱动轮发生高速滑转, 大大增加了燃油的消耗, 而采用ASR能够控制车轮过度滑转, 提高了车辆的燃油经济性。除此 ASR还对其它性能有所影响 由于ASR 能够防止车轮的滑转, 所以它极大地减轻了轮胎的磨损, 从而可以延长轮胎的使用寿命。另外由于它改善了车辆的操纵性能, 能够减轻驾驶员的负担, 尤其是在低附着路面上行驶, 还能大大提高车辆的安全性能。 图3-1-5 车辆燃油消耗量第4章 丰田车系汽车防滑转（ASR）控制系统的故障诊断与分析4.1 ASR故障自

43、诊断汽车驱动防滑系统(ASR)是汽车制动防抱死系统(ABS)功能的延伸。它通过调节驱动轮的牵引力，实现车轮滑转控制，提高汽车的加速性能及操纵稳定性。4.1.1凌志轿车驱动防滑系统的故障自诊断凌志轿车驱动防滑系统配置了故障自诊断系统。接通点火开关，驾驶室组合仪表上的“TRCOFF”指示灯亮3s后熄灭，表示系统正常；若指示灯在亮3s后开始闪烁，表示系统存在故障，应按程序读取故障码，并排除故障。 1.读取故障代码 (1)接通点火开关，在丰田诊断通信链路或检查连接器上用专用工具连接端子TC和E1，见图4-1-1.图4-1-1 端子TC和E1(2)根据组合仪表“TRCOFF”指示灯的闪烁方式读取故障码，

44、如图4-1-2所示。故障码用两位数字表示，短接检查连接器4s后，指示灯灭，并显示故障码。首先显示故障码的十位数，每次闪烁持续0.5s，熄灭0.5s，十位数显示完后，指示灯熄灭1.5s，接着显示个位数，两故障码间指示灯熄灭2.5s，若同时有两个或两个以上故障码，则号数最小的先显示。图4-1-2 组合仪表“TRCOFF”指示灯的闪烁方式 2.故障码表凌志轿车驱动防滑系统的故障码见表4-1。3.清除故障码通过读取故障码并全部排除故障后，应清除故障码。否则，故障码将一直存储于系统中，当汽车再次发生故障读取故障码时，此次故障码也会一并读出。 (1)点火开关处于接通位置，丰田诊断通信链路或检查连接器端子T

45、C和E1应处于短接状态，在3s内将制动踏板踏下不少于8次，即可清除故障码。 (2)检查“TRCOFF”指示灯，应显示出正常码，表示故障码全部清除。(3)从丰田诊断通信链路或检查连接器上拆下专用工具。表4-1 凌志轿车驱动防滑系统的故障码4.2：ASR三种常见故障现象的分析4.2.1 没有按下“TRAC OFF”开关，仪表板却显示“TRAC OFF” 汽车行驶中没有按下“TRAC OFF”开关，但仪表板却显示“TRAC OFF”，同时还伴有驻车制动灯长亮。“TRAC OFF”亮起牵引力控制系统被终止。行驶中由于驾驶的特殊需要，按下“TRAC OFF”开关，仪表板会显示“TRAC OFF”，同时A

46、SR系统将终止。没有按下“TRAC OFF”开关，仪表板却显示“TRAC OFF”，说明制动系统存在危险。应重点检查制动液面高度和制动器摩擦材料的磨损程度。(1)制动系统储液罐内制动液液面过低（低于下限），控制单元怕空气进入制动主缸，导致制动失灵，同时也为了警示驾驶员，强制将牵引力控制系统关闭，同时仪表会显示“TRAC OFF”。(2)制动器摩擦材料已经磨损到极限。通常将轿车两前轮制动器摩擦材料的有效寿命为30000km，到30000km时从外观看摩擦材料似乎还有一定厚度，但那是减振、消声和隔热材料，继续行驶有可能发生严重事故，控制单元强制将牵引力控制系统关闭，同时仪表板会显示“TRAC OFF”。 没有按下“TRAC OFF”开关，仪表板却显示“TRAC OFF”，首先检查储液罐内制动液液面是否过低，如液面高度正常，应进一步检查制动器摩擦材料是否已经磨损到极限。4.2.2 ASR灯总亮着，即使按下ASR开关仍不熄灭 行驶中ASR灯被点亮后，就一直亮着，即使关闭ASR开关，ASR灯也还亮着。只有关闭点火开关，重新启动，ASR灯才熄灭。(1) 发动机负荷参数不对 出现这种故障应先通过VAG1552读取数据流查找故障，经检查发现发动机负荷参数不对，因为发动机负荷参数是由控制基本喷油脉宽的空气流量传感器。氧传感器和发动机转速传感器提供的。进一步检查发现空气