【基本知识】
一、防滑控制系统的理论基础
汽车驱动防滑控制（Anti Slip Regulation，ASR）系统，是继制动防抱死系统（ABS）之后应用于车轮防滑的电子控制系统，丰田公司把ASR系统称作牵引力或驱动力控制系统，常用TCS（Traction Control System）表示。防滑控制系统的基本功能是防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性、操纵性和维持汽车的最佳驱动力，以及提高汽车的平顺性。从控制车轮和路面的滑移率来看，ASR和ABS采用了相同的技术，但两者所控制的车轮滑移率是相反的。可见ASR和ABS密切相关，常将它们结合在一起使用，构成行驶安全系统。这样，它们可共享许多电子组件，可用共同的系统部件来控制车轮的运动。
所谓汽车打滑有两种情况：一是汽车制动时车轮的滑移；二是汽车驱动时车轮的滑转。ABS是防止制动时车轮抱死而滑移；ASR则是防止驱动车轮原地不动而不停地滑转。用Sd表示驱动时的滑转率，可用下面的式子来表达：
式中，V是车身瞬时速度；Vc是车轮圆周速度。
从式中可以看出，当V为0（汽车原地不动），Vc不为0时，则汽车处于完全滑转状态。图3-5-1所示为滑转率与纵向附着系数之间的关系。由图中可以看出：
（1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化。
（2）在各种路面上，当滑转率为20%左右时，附着系数达到峰值。
（3）上述趋势，无论制动还是驱动时都几乎一样。
图3-5-1 滑转率与纵向附着系数之间的关系
二、防滑控制系统的控制方式
防滑电子控制系统的控制参数是滑转率，控制器根据各车轮转速传感器信号计算Sd，当Sd值超过某一限定值时，控制器就输出控制信号，抑制车轮的滑转，将车轮的滑转率控制在理想的范围内。
汽车防滑电子控制系统常用的控制方式有以下几种：
1.发动机输出功率控制
在汽车起步、加速时若加速踏板踩得过猛，会因为驱动力过大而出现两边的驱动车轮都滑转的情况，这时，防滑电子控制系统控制器输出控制信号，控制发动机的输出功率，以抑制驱动车轮的滑转。
该控制方式下进行驱动防滑控制的方法通常有：辅助（副）节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火提前角控制。
2.驱动轮制动控制
这种方法是对发生空转的驱动轮直接加以制动，反应时间最短。为使制动过程平稳，应缓慢升高制动压力。
采用制动控制方式的ASR的液压系统可分为两大类。一类是ASR与ABS的组合结构。在ABS中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。另一类是在ABS的液压装置和轮缸之间增加一个单独的ASR液压装置。普遍认为今后的发展主流是成本较低的ASR/ABS组合结构。
3.同时控制发动机输出功率和驱动车轮的制动力
控制信号同时开启ASR的制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动车轮施以制动力的同时，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（Limited Slip Differential，LSD）控制
当驱动车轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，对滑转车轮施以制动力，使车轮的滑转率控制在目标范围之内。这时，非滑转车轮仍有正常的驱动力，从而提高了汽车在滑溜路面的起步和加速能力及行驶方向的稳定性。LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%到100%。带防滑差速锁的ASR如图3-5-2所示。
图3-5-2 带防滑差速锁的ASR
5.差速锁与发动机输出功率综合控制
为了达到最理想的控制效果，采用差速制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统。汽车在行驶过程中，路面滑溜的情况千差万别，驱动力的状态也是不断变化的，综合控制系统将根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制。比如，在发动机驱动力较小的状态下出现车轮滑转的主要原因可能是路面湿滑，这时采用对滑转车轮施以制动的方法就比较有效。而在发动机输出功率大（节气门开度大、转速高）时出现车轮滑转，则主要通过减小发动机输出功率的方法来控制车轮的滑转。有时候，车轮滑转的情况更为复杂，需要通过对车轮制动和减小发动机输出功率的共同作用来控制车轮的滑转。
三、ASR与ABS的比较
（1）ABS和ASR都是用来控制车轮相对路面的滑动的，以使车轮与路面的附着力不下降，但ABS控制的是汽车制动时车轮的“拖滑”，主要用来提高制动效果和确保制动安全，而ASR是控制车轮的“滑转”，用于提高汽车起步、加速及在滑溜路面行驶时的牵引力和确保行驶稳定性。
（2）虽然ASR也可以和ABS一样，通过控制车轮的制动力大小来抑制车轮与地面的滑动，但ASR只对驱动车轮实施制动控制。
（3）ABS是在汽车制动时工作，在车轮出现抱死时起作用，当车速很低（小于8km/h）时不起作用；而ASR则是在汽车行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车速很高（80km/h～120km/h）时一般不起作用。
四、防滑控制系统的结构与工作原理
防滑控制系统的基本组成如图3-5-3所示。
车轮车速传感器将行驶汽车的驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电子控制单元（ECU）。ECU根据车轮车速传感器的信号计算驱动车轮滑转率，如果滑转率超出了目标范围，控制器再综合参考节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号（有的车无）等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，将驱动车轮的滑转率控制在目标范围之内。
图3-5-3 防滑控制系统的基本组成
（一）传感器
防滑控制系统的传感器主要是车轮车速传感器和节气门开度传感器。车轮车速传感器与防抱死系统共享，而节气门开度传感器则与发动机电子控制系统共享。
防滑控制系统专用的信号输入装置是防滑控制选择开关，将防滑控制选择开关关闭，防滑控制系统就不起作用。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，防滑控制系统就可能对驱动车轮施以制动，影响故障的检查。这时，关闭防滑控制选择开关，中止其作用，就可避免这种影响。
（二）电子控制单元
防滑控制系统的电子控制单元也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。防滑控制系统和防抱死系统的一些信号输入和处理都是相同的，为减少电子器件的应用数量，使结构紧凑，防滑控制系统的控制器与防抱死系统电子控制单元通常组合在一起。图3-5-4是ABS/ASR组合电子控制单元实例。
图3-5-4 ABS/ASR 组合电子控制单元
（三）执行机构
1.制动压力调节器
防滑控制系统的制动压力调节器执行防滑控制系统电子控制单元的指令，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之内。防滑控制系统的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。防滑控制系统制动压力调节器的结构型式有单独方式和组合方式两种。
（1）单独方式的防滑控制系统制动压力调节器。所谓单独方式是指防滑控制系统制动压力调节器和防抱死系统制动压力调节器在结构上各自分开，如图3-5-5所示。
图3-5-5 防滑控制系统制动压力调节器原理
1—ABS制动压力调节器；2—ASR制动压力调节器；3—调压缸；4—三位三通电磁阀；5—蓄压器；6—压力开关；7—驱动车轮制动器
在防滑控制系统不起作用，电磁阀不通电时，阀在左位，调压缸的右腔与储液罐相通而压力低，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。这时，调压缸活塞左端中央的通液孔将ABS制动压力调节器与车轮制动分泵沟通，因此，在防滑控制系统不起作用时，对防抱死系统无任何影响。
当驱动车轮出现滑转而需要对驱动车轮实施制动时，防滑控制系统控制器输出控制信号，使电磁阀通电而移至右位。这时，调压缸右腔与储液罐隔断而与蓄压器接通，蓄压器具有一定压力的制动液推动调压缸的活塞左移，防抱死制动压力调节器与车轮分泵的通道被封闭，调压缸左腔的压力随活塞的左移而增大，驱动车轮制动分泵的制动压力上升。
当需要保持驱动车轮的制动压力时，控制器使电磁阀半通电，阀处于中位，使调压缸与储液罐和蓄压器都隔断，于是，调压缸活塞保持原位不动，使驱动车轮制动分泵的制动压力不变。
当需要减小驱动车轮的制动压力时，控制器使电磁阀断电，阀在其回位弹簧力的作用下回到左位，使调压缸右腔与蓄压器隔断而与储液罐接通。于是，调压缸右腔压力下降，其活塞右移，使驱动车轮制动分泵的制动压力下降。
在驱动车轮出现滑转时，防滑控制系统的电子控制单元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之内。
（2）组合方式的防滑控制系统制动压力调节器，如图3-5-6所示。
图3-5-6 ABS/ASR 组合制动压力调节器原理
1—输液泵；2—ABS/ASR制动压力调节器；3—电磁阀Ⅰ；4—蓄压器；5—压力开关；6—循环泵；7—储液罐；8—电磁阀Ⅱ；9—电磁阀Ⅲ；10、11—驱动车轮制动器
在防滑控制系统不起作用时，电磁阀Ⅰ不通电。汽车在制动过程中如果车轮出现抱死，防抱死系统起作用，通过控制电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ来调节制动压力。
当驱动车轮出现滑转时，防滑控制系统控制器使电磁阀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，蓄压器的压力液通入驱动车轮制动泵，制动压力增大。
当需要保持驱动车轮的制动压力时，防滑控制系统控制器使电磁阀Ⅰ半通电，阀移至中位，隔断了蓄压器及制动总泵的通路，驱动车轮制动分泵的制动压力即被保持不变。
当需要减小驱动车轮的制动压力时，防滑控制系统控制器使电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ通电，电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ移至右位，将驱动车轮制动分泵与储液罐接通，于是制动压力下降。
如果需要对左右驱动车轮的制动压力实施不同的控制，防滑控制系统控制器则分别对电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ实行不同的控制。
2.节气门驱动装置
防滑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是应用最多的方法。在防滑控制系统不起作用时，辅助节气门处于全开的位置。当需要减小发动机的驱动力来控制车轮滑转时，防滑控制系统控制器就输出控制信号，使辅助节气门驱动装置工作，改变辅助节气门的开度，从而达到控制发动机的输出功率、抑制驱动车轮滑转的目的，如图3-5-7所示。
图3-5-7 辅助（副）节气门进行防滑控制
1—辅助（副）节气门；2—主节气门；3、5—节气门传感器；4—辅助（副）节气门执行器
节气门驱动装置一般由步进电机和传动机构组成。步进电机根据防滑控制系统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。