汽车防滑控制系统的使用与维修论文设计.doc

1、商丘工学院毕业论文(设计) 摘要 当驱动轮打滑时，意味着轮胎与地面接地点出现了相对滑动，为了区别汽车制动时为车轮抱死而产生的“滑移”，我们把这种滑动称为驱动轮的“滑转”。驱动轮的滑转，同样会使车轮与地面的纵向附着力下降，是驱动轮上可获得的极限驱动力减小，最终导致汽车的起步、加速性能和在湿滑路面上通过性能的下降。同时，驱动轮的“滑转”还会导致横向附着系数大幅下降，从而使驱动轮出现横向滑动，随之产生汽车在行驶过程中的方向失控现象。因此，为了避免和减少上述情况发生，就出现了汽车驱动防滑控制系统（Acceleration Slip Regulation，简称ASR）关键词：防滑控制；牵引力控制；制动防

2、抱死制动；防滑差速锁控制；电子刹车力分配 目录前言11.汽车防滑系统简介1 1.1汽车防滑系统的起源1 1.2驱动防滑控制系统（ASR）的功用22.汽车防滑系统类型、组成及功用3 2.1汽车防滑系统的类型3 2.1.1防滑差速锁控制4 2.2汽车防滑系统的组成和功用5 2.2.1 传感器5 2.2.2中央控制单元ECU5 2.2.3执行器63.防滑系统的使用、故障诊断与诊断方法5 3.1防滑系统的使用6 3.2防滑系统的故障诊断及修复6 3.2.1防滑系统的故障诊断8 3.2.2防滑系统的故障修复9结论10参考文献1113前 言早在1928年防抱死制动理论就被提出.BOSCH公司在1936年第

3、一个获得了防抱死制动系统的专利权。1954年,FORD公司将ABS装在林肯轿车上.这一时期的各种ABS的轮速传感器和制动压力调节装置都是机械式,因此,获取的轮速信号不够精确,制动压力调节的适时性和精确性也难以保证。随着电子技术的发展,ABS进入电子控制时代.20世纪60年代后期到70年代初期,凯尔塞海伊斯公司研制生产的两轮制动的ABS、克莱斯勒公司与BENDIX公司合作研制的四轮制动的ABS、BOSCH和TEVES公司研制的ABS、WABCO公司与BENZ公司合作研制的装备在气压制动的载货汽车上的ABS,都是由模拟式电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制,直接对各制动轮以电子控制压力进

4、行调节.由于模拟式电子控制装置反应速度慢、控制精度低、易受干扰,致使各种ABS均未达到预期的控制效果。20世纪70年代后期,ABS采用数字式电子技术,反应速度、控制精度和可靠性都显着提高,ABS进人实用化阶段.BOSCH公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的ABS-BOSCH ABS2.自此,欧、美、日的许多公司相继研制了形式多样的ABS.自1985年起,BOSCH、TEVES、BENDIX、WABCO等公司开始对ABS的生产大力投资,以满足汽车对ABS需要量增加的要求。目前,国际上ABS在汽车上的应用越来越广泛,已成为绝大多数汽车的标准装备,北美和西欧的各类客车和轻型载货汽车,A

5、BS的装备率已达90%以上,轿车ABS的装备率在60%左右,运送危险品的载货汽车ABS的装备率为100% 。 1.汽车防滑系统简介1.1汽车防滑系统的起源有过驾驶经验得人都知道，如果车辆在积雪、结冰或潮湿泥泞的道路上起步或在行进中突然加速时，驱动车轮就有可能出现快速空转现象。汽车发动机传递给车轮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。但是，驱动力的增大受到附着力的限制，驱动力的最大值只能等于轮胎与路面之间的附着力。当驱动力超过附着力时，驱动轮将会在路面上打滑。当汽车在地附着系数的路面（如泥泞或冰雪路面）上行驶时，由于地面与车轮之间的附着系数

6、很小，因此在起步、加速时驱动轮就有可能打滑，导致汽车起步、加速性能下降。此外，当汽车在非对称路面上行驶时，如果某个（或某些）驱动轮处于在附着系数较低的路面（如泥泞或冰雪路面）上，那么地面对车轮施加的发作用转矩将很小。虽然另一个（或一些）车轮处于在附着系数较高的路面上，但是根据差速器转矩等量分配特性，地面能够提供的驱动转矩只能与处在低附着系数路面上车轮产生的驱动转矩相等。那么此时，车轮也有可能出现打滑现象，从而导致汽车通过性能变差。当驱动轮打滑时，意味着轮胎与地面接地点出现了相对滑动，为了区别汽车制动时为车轮抱死而产生的“滑移”，我们把这种滑动称为驱动轮的“滑转”。驱动轮的滑转，同样会使车轮与地

7、面的纵向附着力下降，是驱动轮上可获得的极限驱动力减小，最终导致汽车的起步、加速性能和在湿滑路面上通过性能的下降。同时，驱动轮的“滑转”还会导致横向附着系数大幅下降，从而使驱动轮出现横向滑动，随之产生汽车在行驶过程中的方向失控现象。因此，为了避免和减少上述情况发生，就出现了汽车驱动防滑控制系统（Acceleration Slip Regulation,简称ASR）。由于ASR多数是通过控制发动机功率来实现的，故有些车系将其称为牵引力控制系统（Traction Control System,简称TCS或TRC）。1.2驱动防滑控制系统ASR的功用汽车驱动防滑控制系统(ASR)时继防抱死制动系统（A

8、BS）之后，应用在汽车上专门用来防止驱动轮在起步、加速和在湿滑路面行驶时滑转的驱动力控制系统。为了清楚ASR的作用，让我们先分析一下汽车驱动轮的运动状态。驱动轮的滑转程度可以用滑转率表示，其表达式为Sd=(VW-V)/VW100式中，Sd为驱动轮的滑转率；VW为车轮瞬时圆周速度，v为车速。 当汽车未动(VW =0)而驱动轮转动时，Sd =100，车轮处于完全滑转状态；当VW =V时，Sd =0，驱动轮处于纯滚动状态。车轮滑移率和滑转率与纵向附着系数的关系如图1-1所示。可以看出，附着系数随路面的不同而发生大幅度的变化；在各种路面上，附着系数均随滑转率或滑移率的变化而变化，且在各种路面上当滑移率

9、或滑转率为20%左右时，纵向附着系数达到最大值。若滑移率或滑转率继续增大，则纵向附着系数逐渐减减少。图1-1 滑转率(滑移率)与纵向附着系数之间的关系ASR系统的基本控制思路是：在车轮滑转时，将滑转率控制在最佳滑转率（大约20%）范围内，从而获得较大的附着系数，使路面能够提供较大的附着系数，从而使车轮的驱动力能够得到充分利用。ASR系统的主要功能是：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，防止因驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，从而提高车辆的通过性，改善汽车的方向操纵稳定性。因此，总结起来ASR系统的作用是控制车轮与路面的

10、滑转率，防止汽车在起步、加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的滑转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操纵性，维持汽车的最佳驱动力，提高汽车的通过性和行驶平顺性。ASR是ABS的延伸，在技术上与ABS比较近，部分软件、硬件可以共用。很多车型采用了集成ABS与ASR功能于一体的结构，控制系统共用一个ECU，这种结构也简称为ABS/ASR防滑控制系统，或者说汽车防滑控制系统是对ABS和ASR的统称。 2.汽车防滑系统类型、组成及功用2.1汽车防滑系统的类型为达到对汽车驱动车轮运动状态的精确控制，ASR可以通过以下方式实现对驱动车轮滑转的控制。2.1.1防滑差速锁（Limited Sl

11、ip Differential,LSD）控制LSD能对差速器锁止装置进行电控，时锁止范围在0-100%之间变化。当驱动轮出现单边滑转时，电控器发出控制命令，使差速锁和制动压力调节器工作，从而控制车轮的滑转率。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、加速性能及行驶时的方向稳定性。各驱动轮的锁紧系数可用差速器中的液压预紧盘来调节。她可从零连续增加到完全锁紧，所需液压由蓄压器提供，调节作用由电磁阀控制。电控防滑差速锁系统组成如图2-1所示。图2-1 电控防滑差速锁系统组成图在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置有一个离合器，他通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可使调节差速

12、器的锁止程度。 2.2 汽车防滑系统的组成和功用ASR的基本组成如图2-2所示，主要包括传感器、ECU、执行器等部件。2.2.1传感器传感器主要包括轮速传感器、节气门位置传感器、ASR选择开关等。一般轮速传感器与ASR共用，主要完成对车轮速度的检测，并将轮速信号传递给ASR和ABS电控单元。而主、副节气门位置传感器用于分别检测主、副节气门的开启角度，并将这些信号传递给发动机和自动变速器电控单元，与发动机电控系统共用。图2-2 ABS系统组成示意图ASR选择开关是系统特有的一个开关装置，它可以通过人为操作选择是否启用ASR系统，如将ASR的关断开关切断（处于“OFF”的位置），ECU可使系统退出

13、ASR工作状态，并点亮ASR关断指示灯。在某些特殊的场合，例如，为了检查汽车传动系统或其他系统的故障时，可以借助该开关使ASR系统停止工作，以避免因驱动轮悬空，致使ASR对驱动轮施加制动而影响故障检查。2.2.2中央控制单元ECUADR ECU以微处理器为核心，配以输入、输出电路及电源电路等。为了减少电子元器件的数目，简化和紧凑结构，ASR控制器通常均与ABS控制器组合为一体如图2-3所示，ASR ECU的输出信号来自传感器、ABS ECU、发动机ECU和选择控制开关等。根据上述输入信号，ASR ECU通过计算后向制动压力调节器与副节气门驱动装置发出工作指令，并通过指示灯显示当前工作状态。一旦

14、ASR ECU检测到任何故障，则立即停止ASR调节。此时车辆仍可以保持常规行驶方式，同时系统会将检测出的故障信息存入计算机的RAM,并让报警指示灯闪烁，以提醒驾驶员。图2-3 ASR系统的ECU及其输入和输出2.2.3执行器ASR系统的执行器主要包括制动压力调节器、副节气门驱动装置等。前者根据ABS和ASR电控单元的信号，调节制动器中的液压。后者则根据ASR电控单元传送来的信号控制副节气门的开启角度。1）ASR制动压力调节器 ASR制动压力调节器通过接受ASR控制器的指令，对滑转车轮施加制动力，并控制动力的这种方式是防止制动力不可施加太大。因此，常常作为第一种方法的补充，以保证控制制动力的大小

15、，以使驱动轮的滑转率处于目标范围内 。高压储能器是ASR的制动压力源，而经过制动压力调节电磁阀可以调节驱动轮制动压力的大小。ASR制动压力调节器有独立式和组合式两种结构。独立式是指ASR与ABS制动压力调节器彼此分立的结构形式，他比较适合将ASR作为选装系统的车辆，布置较灵活，但结构不紧凑，连接点较多，易泄漏。组合式是指将ASR与ABS两套压力调节装置合二为一的结构形式，特点与独立式结构相反。独立调节式：制动压力独立调节的结构形式如2-4图所示。图2-4 ASR的独立调节当ASR制动压力调节器中的三位三通电磁阀（3/3电磁阀）处于断电状态而取左位时，调压缸右腔与储液室相通，压力较低，故缸内活塞

16、在回位弹簧推力的作用下被推至右极限位置。此时，一方面可借助调压缸中部的通液孔将ABS制动压力调节器与车轮上的制动轮缸导通，保证ABS实现正常调压，另一方面也可实现ASR对制动轮缸的减压。若电磁阀通电而处于右位时，调压缸右腔与储液室隔断，但与高压储能器导通，具有一定压力的液体将调压活塞推向左端，截断ABS制动压力调节器与制动轮缸的联系，调压缸左腔的压力回随活塞的左移而增大，进而带动制动轮缸压力的上升，便可实现ASR对驱动轮制动压力的增压调节。当电控器使电磁阀半通电而处于中间位置时，而调压缸与储液室和高压储能器均相通，而调压缸活塞保持不动，驱动轮缸压力也维持不变。组合调节式：组合方式的ASR压力调

17、节器如图2-5所示。图2-5 ASR的组合调节方式当ASR调节电磁阀（3/3电磁阀I）断电而取左位时，ASR不起作用。通过两个ABS调压电磁阀（3/3电磁阀II、III）的作用，可实现对两驱动轮制动压力的调节。当ASR调节电磁阀通电而取右位时，若ABS调压电磁阀仍处于断电状态而取左位，这时，高压储能器的压力油可流入驱动车轮的制动轮缸，以达到制动增压的目的。若ASR调节电磁阀半通电，处于中间位置时，则切断了高压储能器与制动主缸的联系，驱动轮制动轮缸压力维持不变。当两个ABS调压调节电磁阀通电而取右位时，驱动轮制动轮缸与储液室相通，制动压力下降，从而实现制动减压。由此可见，组合调节式通过调节电磁阀

18、（3/3电磁阀I、II、III）的不同组合，分别实现对驱动轮的制动防抱死控制和驱动防滑控制。另一个调节电磁阀（3/3电磁阀）实现对从动轮的制动防抱死控制。2）副节气门驱动装置ASR以福节气门控制发动机输出功率是应用最广泛的方法。当ASR不起作用时，副节气门处于完全开状态，发动机输出功率由主节气门直接控制。当ASR起作用时，ECU控制副节气门的开度变化，便可实现对发动机输出功率的调节。节气门驱动装置一般由步进电机和传动机构组成，步进电机根据ASR电控器输出的控制脉冲可使副节气门转过规定的角度。副节气门驱动装置控制原理如图2-6所示图2-6副节气门驱动装置控制原理图尽管现代汽车上采用的ASR系统各

19、不相同，但是，概括说来他们在工作中均具有以下一些特点：ASR系统可由开关选择其是否工作，并由相应的指示灯指示其状态。当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统的正常工作。ASR系统在工作时，ABS具有调节优先权。ASR系统只在一定车速范围内（如8-120km/h）起作用。ASR系统在不同的车速范围内通常具有不同的特性。如当车速较低时，以提高牵引力为目的，可是对两驱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）；当车速较高时，则以保持行驶方向稳定性为目的，使施加在两车轮上的制动力保持相同（两轮一同控制）。3.防滑系统的使用、故障诊断3.1 防滑系统的

20、使用ASR系统是由电子元件控制的，在工作中有些现象是正常的，例如：系统检查时的声音：在发动机启动后，有时候会从发动机舱中传出类似碰击的声音，这是系统在进行自我检查时发出的声音，属于正常现象。工作时的声音：液压单元内部电动机的声音；与制动踏板振动一起产生的声音；工作时。因制动而引起悬架碰击声或轮胎与地面接触发出（吱嘎）声。在积雪或是沙石路面上，安装有ABS车辆的制动距离有时候会比没有安装ABS车辆的距离长。在TRC工作时，发动机的油门反应会比不工作时慢。现代汽车电控系统都具有故障自诊断功能。当ABS/ASR系统的ECU检测到系统的故障信息时，立即使仪表板上相应警告灯点亮，提示驾驶员ABS/ASR

21、系统出现故障，同时将故障信息以故障码的形式储存到存储器中。诊断ABS/ASR系统故障时，按照设定的程序和方法可读取故障码和清除故障码。(1)警告灯的工作ABS、ASR、ESP系统共有3中警告灯：制动装置警告灯K118;ABS故障警告灯K47;ASR/ESP警告灯K115。其工作情况如图所示。图3-1 系统故障灯图3-1中从上到下依次显示的情况是：发动机刚启动，系统处于自检过程，三个警告灯常亮；系统自检完成，没有发现故障，或系统正常，三个警告灯都熄灭；在汽车行驶中，当ASR/ESP起作用时，ASR/ESP警告灯K115闪烁;当按下ASR/ESP按钮（系统不工作），且ABS有效时，ASR/ESP警

22、告灯K115亮起；若ASR/ESP系统发生故障时，ASR/ESP警告灯K115和ABS故障警告灯K47点亮；若ABS系统发生故障时，三个警告灯都亮起。(2)ASR故障诊断注意事项ABS、ASR是一种汽车主动安全系统，从事该项目检修诊断工作要求具备该系统的相关知识；在车辆使用中，若怀疑或确定防滑控制系统元件有故障，一般都需要将可疑元件拆下进行检查或更换；由于蓄压器使管道中的制动液保持着一定压力，在拆卸油管时要小心高压制动液的喷出；安装时要按规定的扭矩拧紧管路的螺纹连接件，拧得过松容易造成松动和泄漏，宁得过紧又容易造成变形和滑丝；与ABS和普通制动系统一样，若在维修中拆动了液压系统元件，安装后必须

23、对液压系统进行排气；在对ABS、ASR进行检修之前原则上要查询故障代码；在拔下ABS、ASR控制单元插头的情况下不要驾车；ABS、ASR的元器件插头只有在关闭点火开关时才可拔下或插上；不允许松开液压单元的螺栓（在更换回油泵继电器和电磁阀时，继电器罩盖螺栓除外）；在涉及与制动液有关的作业时，要注意采取有效的安全防范措施；（3）ABS/ASR故障检测的前提条件所有车轮应使用规定的及相同规格的轮胎，轮胎充气压力应正确；包括制动灯开关及制动灯在内的常规制动装置应正常；液压系统的接头和管路应密封良好；轮毂轴承及其间隙应正常，轮速传感器安装位置正确所有熔断丝应正常电控插头连接应正确，并且锁紧器应可靠锁紧；

24、油泵继电器和ABS电磁阀继电器的插头应正确；蓄电池电压应正常只有在停车时及打开点火开关的情况下才有可能进入故障自诊断系统，在车速超过2.75km/h时不能进入故障自诊断系统，因此在进行故障自诊断时四个车轮必须处于静止状态；在进行ABS、ASR故障检测期间，汽车电器设备不要受到电磁干扰，即汽车要远离高耗电设备。3.2.2防滑系统的故障修复故障现象：该车在行驶过程中驱动防滑控制系统（ASR）指示灯常亮。用户反映该该车前两天曾因发动机不起动故障拖到服务站维修过，但那时ASR指示灯并未点亮。故障检修：该车的驱动防滑控制系统（ASR），采用的是通过调整发动机的进气量控制发动机的输出转矩，而进气量的调整是

25、依靠改变节气门的开度实现的。同时ASR系统还对发生滑转的驱动轮直接加以制动。这种方式反映时间最短，是防止转滑的最迅速的一中控制方式，对驱动轮进行制动还能起到差速锁的作用。对滑转的驱动轮施加一定的制动力外，该车还装备了电子差速锁，当车速超过40km/h时，该装置起作用。它可以把左右驱动轮在不同的附着系统路面及弯道上行驶时，能提高汽车稳定行驶的能力。针对该车ASR指示灯点亮的情况，应该清楚了解：如果车辆防抱死制动系统（ASR）发生故障时，ASR指示灯会常亮。正常情况下，打开点火开关时，此指示灯会在点亮约2s后熄灭。车辆行驶过程中，如果ASR系统进入工作状态，指示灯将闪动。在关闭此系统ASR系统出现

26、故障时，ASR指示灯将会持续闪亮。在解决该车故障时，先将故障诊断仪连接到自诊断接口上，打开点火开关，检测发现了1个故障码，其含义为发动机控制系统存在故障。由于ASR系统的功能依赖于ABS控制单元与发动机控制单元及变速器控制电脑之间的数据交换，而它们之间又是通过CAN总线彼此进行信息传递，因此这时ASR指示灯的故障也被存入了发动机控制单元。根据故障诊断仪的提示，进入发动机控制系统，果然发现了1个提示发动机第三缸喷油嘴有故障的故障码。此时考虑很可能是线路上的问题导致了发动机点控系统故障码的出现。故决定先对喷油嘴线圈电阻进行测量，当断开3缸喷油嘴线束插头后，测量喷油嘴电阻时，却未发现阻值异常。但在装

27、复喷油嘴插头准备进行喷油嘴最终元件执行功能时，似乎听到有熔丝被烧毁的声音，而此时发动机也已无法起动。经检查保险盒内的34号保险的熔丝已被烧断。看来问题出现在喷油嘴的供电线束内。经检查，3缸喷油嘴连线的外皮已被汽油管磨破。也正是由于次原因导致喷油嘴供电保险损坏。造成燃油系统不正常供油，发动机不能起动的故障。经过对3缸喷油嘴线路损坏进行修复并更换勒4号熔丝后，该车一切恢复正常。 结 论随着汽车的使用，各零部件的磨损老化和松动防滑控制系统难免挥发生一些故障。为减少和避免一些不必要的故障的发生，我们一定要从以下做起:一、在汽车使用过程中一定要对汽车进行定期保养与维护；二、在车辆维修过程中一定要严格按照维修操作步骤进行，同时还要注意一些维修事项。由于所知有限，有不到之处，望老师加以修改和教导。参考文献1 陈文华.汽车发动机构造与维修M. 北京:人民交通出版社,2001.2 张振西.发动机电控技术M. 北京:机械工业出版社,2011.3 李铁军.现代防滑控制系统维修技术分析M. 北京:机械工业出版社,2008.4 曹晓光.汽车使用技术M. 北京:高等教育出版社,2009.5 岩佐阎.桑塔纳系列轿车故障诊断与排除实例M. 北京:机械工业出版社,2001.6 张凤山.国产轿车故障诊断与排除M. 北京:机械工业出版社,2009.6 赵英.我国汽车的发展趋势及问题J.中国科技投资,2010(5).