汽车底盘电子控制技术-6

6.1概述随着对汽车性能要求的提高，不仅要求在制动过程中防止车轮抱死，而且也要求防止在驱动过程中(起步、加速)，特别是在非对称路面或转弯时驱动轮滑转，以提高汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向控制能力和加速性能。因此，现代汽车采用了电控驱动防滑(AccelerationSlipRegulation,ASR)系统。由于驱动防滑系统是通过调节驱动车轮的牵引力实现对驱动车轮滑转的控制，因此也称为牵引力(或驱动力)控制系统(TractionControlSystem,TCS),ASR和ABS都是控制车轮“打滑”，但ABS是防止制动时车轮抱死在路面上滑移，而ASR则是防止驱动时车轮在路面上原地不动地滑转，两者控制车轮的滑动方向是相反的，下一页返回6.1概述但从控制车轮与路面的滑移率来看，ABS与ASR采用了相同的技术。从某种意义上说，ASR是ABS的完善和补充，ASR可独立设立，但大多数与ABS组合在一起，常用ABS/ASR表示，统称为防滑控制系统。在我国目前进口的一些高档轿车上，如德国的奔驰、宝马，日本的丰田凌志LS300,LS400，美国的卡迪拉克、别克等轿车上，一般都装有防滑控制系统。下一页返回上一页6.1概述6.1.1基础理论知识1.驱动力与附着力汽车行驶依靠发动机输出转矩，通过传动系统传递到驱动车轮上，此时作用在驱动车轮上的转矩又作用到地面上产生一个向后的作用力，根据作用力与反作用力的原理，地面给驱动车轮一个与行驶方向相同的作用力，该力是驱动汽车行驶的外力，故此力称为汽车的驱动力或牵引力。驱动力与驱动车轮上的转矩成正比，与驱动车轮的滚动半径成反比。驱动车轮上的转矩越大，驱动力就越大。但驱动力同汽车制动时地面制动力一样，驱动力的增大也要受到地面附着力的限制。当驱动力超过附着力时，驱动轮将在地面上滑转。可表示为如下式子:下一页返回上一页6.1概述式中Ft—汽车的驱动力(N);Mt—作用到驱动车轮上的转矩(N·m);r—车轮半径(m);FΦ—轮胎与路面间的附着力(N);Fz—地面对车轮的法向作用力(N);Φ—轮胎与地面间的附着系数。2.驱动滑移率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。有时我们会看到汽车起步时，尽管驱动车轮不停地转动，但汽车却原地不动，这就是所谓的驱动车轮滑转。驱动车轮的滑转程度用驱动车轮滑移率(为了与制动时相区别，有的称为驱动滑转率)Sd表示，其表达式为:下一页返回上一页6.1概述式中Sd—驱动时的滑移率;νω—车轮滚动时瞬时圆周速度(m/s);υ—汽车行驶速度(车轮中心纵向速度，m/s);r—车轮半径(m);ω—车轮转动角速度(rad/s)当车轮在路面上完全滚动时，汽车速度完全由车轮滚动产生，v=rw，滑移Sd=0;当车轮在路面上完全滑转时，车速:=0，其滑移率Sd=100%;当车轮在路面上边滚动边滑动时，rw>v，则0<Sd<100%。在车轮转动中，滑转所占的比例越大，滑移率Sd;也越大。驱动时纵向附着系数与车轮滑移率的关系，与制动时相似，如图6-1所示。下一页返回上一页6.1概述从图中可以看出，当滑移率在10%~20%时，纵向附着系数达到峰值，此时横向附着系数也比较大(图中未画出);当滑移率Sd为100%，即车轮完全空转时，纵向附着系数变小，且横向附着系数几乎为零，此时产生的驱动力最低，对后轮驱动汽车会失去方向稳定性，对前轮驱动汽车会失去转向控制能力。为了最大程度地利用附着系数，获得最大的驱动力，得到较好的方向稳定性和转向控制能力。ASR的作用就是防止驱动时车轮滑转并将滑移率控制在10%~20%的目标值范围以内。下一页返回上一页6.1概述6.1.2ASR的优点为了避免汽车起步时驱动车轮出现滑转现象，都会尽量使发动机保持低速运转并缓慢松开离合器踏板，其实质就是避免作用在驱动车轮上的驱动力过大，防止驱动力超过附着力和导致滑转。但再有经验的驾驶员要想在各种情况下做到适时快速地控制以达到防滑转的目的都是十分困难的，这也正是ASR应运而生的主要原因。ASR能在驱动滑转时自动调节滑移率，充分利用驱动车轮的最大附着力，具体优点是:①汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力，与无ASR相比，提高了汽车的动力性，特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力较佳;下一页返回上一页6.1概述②能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力;③减少了轮胎的磨损与发动机油耗。通常，装备ASR的汽车在ASR工作时，仪表盘上的ASR指示灯亮。它能够提醒驾驶员此时在易滑路面上行驶，驾驶员也绝不能因为有ASR装置而放松警惕。6.1.3ASR的控制方式ASR控制驱动轮最佳滑移率的控制方式主要有以下几种:(1)对发动机输出转矩进行控制合理地控制发动机输出转矩，可以使汽车获得最大驱动力。发动机输出转矩的控制方法有:①调节燃油喷射量，如减小或中断供油;下一页返回上一页6.1概述②调节点火时间，如减小点火提前角或停止点火;③调节进气量，如调节节气门开度和辅助空气装置。上述3种方法中，从加速顺畅和燃烧完全以及减少污染角度看，调整进气量(如调整节气门开度)最好，但调整节气门开度反应速度较慢，调整点火时间和燃油喷射量反应速度较快，能补偿调整节气门的不足，但推迟点火时间控制不好易造成失火、燃烧不完全、增加排气净化装置中三元催化器的负担。如果只减少燃油喷射量，因受燃烧室内废气的影响，又会使燃烧过程延迟。(2)对驱动轮进行制动控制这种方法是对发生滑转的驱动轮直接加以制动(增加车轮制动分泵的压力)。下一页返回上一页6.1概述该方式反应时间最短，是防止滑转最迅速的一种控制方式，但为了制动过程平稳，出于舒适性考虑，其制动力应缓慢升高。该控制方式一般都作为调整进气量(如调整节气门开度)、改变发动机输出转矩方式的补充。对驱动轮进行制动的方式还能起到差速锁的效果。对滑转的驱动车轮施加一定的制动力，能使处于高附着系数路面的车轮产生更大的驱动力。为了防止制动过热，此种方法只在低速行驶时短时间(1~2s)使用。(3)对可变锁止差速器进行控制这是一种电子控制可变锁止差速器，有的称之为限滑差速器(LSD)控制。它在差速器向车轮输出端的多片离合器片上，以增减液压时限进行锁止控制，如图6-2所示。下一页返回上一页6.1概述这种锁止方式可以使锁止程度逐渐变化，锁止范围可从0变化到100%，即从基本锁止到完全锁止。控制压力来自蓄能器的高压油液。压力值的大小由电子控制单元(ECU)控制电磁阀进行调节，并由压力传感器和驱动轮轮速传感器产生的信号反馈给ECU，实行反馈控制。电子控制的差速器，可以把左右驱动轮的滑移率之差控制在允许的范围之内。当汽车起步时调节差速器的锁止程度，能使驱动力充分发挥，提高车速与行驶稳定性;当左右驱动轮在不同的附着系数路面上以及弯道上行驶时，能提高汽车稳定行驶能力。(4)对发动机与驱动轮之间的转矩进行控制这种控制方法包括对离合器和变速器等进行控制，实用中多是通过控制变速器的换挡特性改变传动比来实现。下一页返回上一页6.1概述上述4种控制方式中，前2种采用较多。这些控制方式可以被单独使用，但目前实车上采用组合使用的较为普遍。6.1.4ASR与ABS的联系与区别ASR与ABS的联系与区别如下:①两者都是用来控制车轮相对于地面的滑动，以使车轮与地面的附着力不下降，但ABS控制的是制动时车轮的“滑拖”，而ASR控制的是驱动时车轮的“滑转”。②ASR只对驱动车轮实施制动控制。③ABS是在汽车制动后车轮出现抱死时起作用，当车速很低时(一般低于8km/h不起作用;而ASR则是在汽车行驶过程中车轮出现滑转时起作用，当车速很高(一般高于80~120km/h)时一般不起作用。下一页返回上一页6.1概述6.1.5基本组成及基本原理由于ASR和ABS之间有许多共同之处，如都是用来控制车轮对地面的滑动，都需要轮速传感器信号、都需要对车轮进行制动等，所以通常将ASR与ABS组合成一体，构成具有制动防抱死和驱动防滑转功能的防滑控制(ABS/ASR)系统。我国进口的一些高级轿车上，如德国的奔驰、宝马，日本的丰田LS400等轿车上一般都装有防滑控制系统。图6-3为一典型的ABS/ASR系统示意图。从图中可看出，该系统是在ABS系统的基础上增设了一些ASR的装置，主要有ASR制动执行器，由步进电机控制的发动机副节气门装置，以及一些ASR的控制开关及显示灯等。下一页返回上一页6.1概述图中ABS/ASRECU根据轮速传感器产生的车轮转速信号，确定驱动车轮的滑转率，并与ECU里存储的设定范围值进行比较，若超过此值便发出指令控制副节气门的步进电机转动减小节气门开度，此时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气量也会因副节气门的开度减小而减小，从而发动机的输出转矩、驱动车轮的驱动力也就会随之下降。如果驱动车轮的滑转率仍未降到设定范围值内，则ABS/ASRECU又会控制ASR制动执行器，对驱动车轮施加一定的制动力，进一步控制驱动车轮的滑转率，使之符合要求，以达到防止车轮滑转的目的。在ASR处于防滑控制中，只要驾驶员一踩下制动踏板，ASR便会自动退出控制，而不影响制动过程。下一页返回上一页6.1概述在采用ASR的汽车上一般都装有ASR关断开关，驾驶员可通过此开关对ASR系统是否起作用进行人为干预。该开关闭合，ASR不起作用，ASR关断指示灯会持续点亮。ASR也具有自诊断功能和失效保护功能。系统正常工作时，ASR警示灯闪亮，提示驾驶员现在可能正在湿滑路面行驶，须谨慎驾驶;ECU一旦发现系统有影响正常工作的故障时，ASRECU会自动关闭ASR系统，并将ASR警示灯持续点亮，向驾驶员发出检修警示信号。返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理以丰田凌志(LS400)型轿车为例，该车ASR系统与ABS结合在一起，称之为ABS/TRC系统，具有制动防抱死和驱动防滑转功能。在制动过程中采用流通调压方式、三通道/前轮独立一后轮低选原则控制方式进行防抱死控制;在驱动过程中，通过调节副节气门的开度和对驱动车轮介入制动的方式对两驱动轮进行控制。6.2.1主要组成该系统主要由轮速传感器、主/副节气门位置(开度)传感器、ABS/TRC控制单元ECU,ABS执行器(制动压力调节器)、TRC制动执行器(包括隔离电磁阀总成和制动供能总成)和副节气门控制步进电动机等组成。其在车上的布置如图6-4所示。下一页返回6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理6.2.2主要部件凌志L5400轿车ABS主要部件的功能与结构请参阅本书第5章的5.3.2节。下面对ABS/TRC系统其他主要部件进行介绍。1.ABS/TRC控制单元ECUABS/TRC控制单元ECU(未作特别说明，都简化为ECU)集制动防抱死和驱动防滑转控制功能于一体，其中有3个8位微处理器，其间通过一个串行缓冲存储器进行通信。为了提高其工作可靠性，各微处理器之间还进行相互监测。该ECU接收各轮速传感器输入的信号，还接收制动总泵储液室中液位开关、TRC制动供能总成中压力开关送入的监控信号及发动机和变速器ECU送入的主、下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理副节气门位置(开度)等信号，经过计算处理，形成相应的控制指令。主要控制对象是制动压力调节器中的4个调压电磁阀和电动回液泵、TRC制动执行器中的3个隔离电磁阀和电动供液泵，以及副节气门控制步进电机等。通过这些执行器动作，来实现制动防抱死和驱动防滑转功能。该ECU还定期对系统中的主要电器部件进行检测，并对系统状态进行监控。若系统出现故障，会自动停止ABS/TRC工作，避免对系统进行错误控制，同时会点亮警示灯，以提示驾驶员注意，并将故障信息存入存储器，以便进行自诊断时通过代码形式显示各种故障。2.TRC制动执行器TRC制动执行器主要由TRC隔离电磁阀总成和TRC制动供能总成组成。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理(1)TRC隔离电磁阀总成如图6-5所示，该装置主要由3个二位二通隔离电磁阀组成，即制动总泵隔离电磁阀、蓄能器隔离电磁阀和储液器隔离电磁阀。该装置通过管路与制动总泵、制动压力调节器、TRC制动供能总成相连。在驱动防滑转未介入时，3个隔离电磁阀均不通电。此时，制动总泵隔离电磁阀处于流通状态，将制动总泵至制动压力调节器中后轮调压电磁阀的制动液液路沟通;蓄能器隔离电磁阀处于关断状态，将TRC制动供能总成至制动压力调节器中后轮调压电磁阀的制动液液路封闭;储液器隔离电磁阀也处于关断状态，将制动压力调节器中后轮调压电磁阀、储液器至制动总泵的制动液液路封闭。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理在TRC工作过程中，3个隔离电磁阀在ECU的控制下全部通电。此时，制动总泵隔离电磁阀处于关断状态，以防止制动液流回制动总泵;蓄能器隔离电磁阀处于流通状态，将蓄能器升压后的制动液通过电磁阀送到后轮制动分泵;储液器隔离电磁阀也处于流通状态，以便能将储液器及制动分泵中的制动液送回至制动总泵中。(2)TRC制动供能总成该装置主要由电动供液泵、蓄能器和压力开关(压力传感器)组成，如图6-6所示。它通过管路与制动总泵和TRC隔离电磁阀总成相连。电动供液泵为一个电动机驱动的柱塞泵，它将制动液从总泵储液室中泵入蓄能器，使蓄能器中制动液压力升高并保持在一定范围内，以便为驱动防滑转制动介入时提供可靠的制动能源。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理压力开关(或压力传感器)安装在TRC隔离电磁阀总成旁。它的开关信号送入ECU后，用来控制TRC电动供液泵是否运转。压力开关有2种:一种是适用于我国左座驾驶汽车上用的接触型压力开关，当液压高于13.24N/mm²时开关断开，当液压低于9.32N/mm²时开关闭合，接通供液泵电动机电路;另一种是右座驾驶汽车上使用的非接触型压力传感器，由三极管控制，因该车型在我国很少，在此不做介绍。3.副节气门装置在发动机节气门上主节气门的前方，设置一个副节气门(或称为辅助节气门)，如图6-7所示。该装置的主要作用是在驱动防滑转控制过程中调节副节气门的开度，从而调整发动机的进气量，以达到控制发动机输出转矩的目的。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理副节气门是由步进电动机根据ABS/TRCECU的指令进行控制的。在步进电动机旋转轴的末端装有一个齿轮(主动齿轮)，步进电动机旋转时由该齿轮带动副节气门轴末端的扇形齿轮旋转，以此来控制副节气门的开度。在TRC不工作时，步进电动机不通电，副节气门处于完全打开位置，此时发动机的进气量由驾驶员通过加速踏板操纵主节气门进行控制;在TRC工作时，副节气门的开度由步进电动机根据ABS/TRCECU的指令进行控制，使副节气门处于开启一半至全闭位置，实现进气量的自动调整，如图6-8所示。在节气门体上设有主、副节气门位置(开度)传感器，其检测的信号先输入发动机和变速器ECU，再由发动机和变速器ECU将主、副节气门位置信号送到ABS/TRCECU。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理6.2.3ABS/TRC的工作过程凌志LS400ABS/TRC液压系统如图6-9所示。其工作过程简述如下:1.ABS/TRC系统未进入工作时在ABS/TRC系统未进行制动防抱死和驱动防滑转控制时，制动压力调节器和TRC隔离电磁阀总成中的各个电磁阀均不通电，各电磁阀处于图6-9所示的状态;制动总泵至各车轮制动分泵的制动液液路都处于流通状态;蓄能器中制动液的压力保持在一定范围内;控制副节气门的步进电动机不通电，副节气门保持在全开位置。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理2.驾驶员殊下制动踏板时(1)一般常规制动时当驾驶员踩下制动踏板进行制动时，制动总泵的制动液将通过各调压电磁阀进入制动分泵，各制动分泵的制动液压力随制动总泵输出的压力而变化。(2)ABS工作时在制动过程中，如果ECU根据轮速传感器输入的信号判定有车轮趋于制动抱死时，ABS/TRC系统就进入制动防抱死控制的减压一保持一增压循环过程。减压:当判定需要减小某一制动轮制动分泵的压力时，就使该控制通道中的调压电磁阀通过较大的电流，使调压电磁阀将制动总泵至制动分泵的制动液液路封闭，而将制动分泵至储液器的制动液液路沟通，下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理该制动分泵中的制动液就会流入相应的储液器中，则该制动分泵中制动液压力将随之减小;与此同时，ECU还使回液泵电动机通电运转，将流入储液器的制动液泵回制动总泵。保持:当ECU判定需要保持某一制动轮制动分泵的压力时，就使该控制通道中的调压电磁阀通较小电流，使调压电磁阀将制动分泵至制动总泵和相应储液器间的制动液液路都封闭，该制动分泵的制动液压力保持一定。增压:当ECU判定需要增大某一制动轮制动分泵的压力时，就使该控制通道中的调压电磁阀断电，使调压电磁阀将制动总泵至制动分泵的制动液液路沟通，而将制动分泵至相应储液器的制动液液路封闭，制动总泵输出的制动液就会进入制动分泵，该制动分泵的制动液压力会随之增大。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理通过上述减压一保持一增压循环调节，就可使车轮滑移率保持在规定范围内。3.驱动滑转时在汽车起步、加速及运行过程中，ECU根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮(后轮)的滑移率超过门限值时，就进入防滑转控制过程。首先ECU使控制副节气门的步进电动机通电运转，将副节气门开度减小，从而减小进入发动机的进气量，使发动机输出转矩减小;当ECU判定需要对驱动轮进行制动介入时，将使TRC隔离电磁阀总成中的3个隔离电磁阀通电，即使制动总泵隔离电磁阀处于关断状态，储液器隔离电磁阀和蓄能器隔离电磁阀处于流通状态。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理此时，蓄能器中被加压的制动液会通过蓄能器隔离电磁阀、后轮三位三通调压电磁阀，进入后轮制动分泵，使后轮制动分泵的制动压力随之增大。在驱动防滑转制动介入过程中，像前一章介绍的制动防抱死一样，ECU独立控制2个后轮调压电磁阀的电流值，并对两后轮制动分泵的压力进行增大、保压和减小的循环控制，以防止驱动滑转并使驱动轮的滑移率保持在规定的范围内。注意:此时的压力调节过程中，增压时进入制动分泵的制动液，不是来自制动总泵，而是来自蓄能器中被加压后的制动液;减压时从制动分泵流出的制动液不是流回储液器，而是经调压电磁阀、储液器隔离电磁阀，流回制动总泵的储液室，此时ABS电动回液泵并不工作。另外，TRC工作时，当压力开关检测到蓄能器中液压下降到一定值时，ECU会接通供液泵电动机电路，使供液泵运转，将蓄能器中液压升至正常值。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理6.2.4ABS/TRC系统电路分析凌志LS400ABS/TRC系统的电路原理图如图6-10所示;凌志LS400ABS/TRC系统ECU各端子排列如图6-11所示;凌志LS400ABS/TRC系统ECU各端子的编号、符号、名称(功能)如表6-1所示。在凌志LS400ABS/TRC系统中，ABS与TRC系统共用一个ECU和一些电磁阀、轮速传感器和开关信号，它们之间的电路和工作是不能截然分开的，下面分析电路时分开介绍，主要是为了分析和叙述方便。1.进入自检和等待工作状态时的电路(1)ABS电路下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理当点火开关接通时(参见图6-10)，蓄电池电压通过点火开关加到ECU的IG端子上，ECU开始进行自检。此时由于调压电磁阀继电器处于非激励状态，ABS警示灯中因有电流通过而点亮。经过短暂的自检，如果发现系统中存在影响正常工作的故障，则ECU将故障信息以代码的形式存入储存器内，且把ABS/TRC系统置于关闭状态。此时，由于调压电磁阀继电器始终处于非激励状态，ABS灯将会持续点亮。经自检后，如果未发现系统存在故障，则ECU将从其端子BAT接收蓄电池电压，作为其工作电压。此时，ECU使其端子SR有序电池电压输出，并使端子R-内部接地，调压电磁阀继电器线圈中因有电流通过而处于激励状态(常开触点闭合、常闭触点断开)，ABS警示灯中因不再有电流通过而熄灭。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理ABS警示灯的熄灭标志着自检过程基本完成，蓄电池电压开始通过调压电磁阀继电器中的闭合触点，加在4个调压电磁阀线圈的一端和ECU电磁阀继电器监控端子AST上，ECU由此判定调压电磁阀继电器处于非激励状态，ABS就进入等待工作状态。(2)TRC电路如果“TRC关断开关”处于断开位置，ECU的端子CSW为接地而处于高电位状态，ECU则判定驾驶员采用TRC装置。此时，ECU将停止端子WT内部接地并供给蓄电池电压，TRC关断指示灯因没有电流通过而熄灭。如经自检，发现TRC系统有影响正常工作的故障，则ECU将使其端子IND内部接地，点亮仪表板上的TRC警示灯，提醒驾驶员TRC系统出现故障，同时储存故障代码。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理如果没有发现故障，ECU将停止IND端子内部接地并供给蓄电池电压，因TRC警示灯内没有电流通过而熄灭，标志着TRC自检过程基本完成，进入等待工作状态。TRC进入等待工作状态时，ECU首先接通TRC制动主继电器和TRC副节气门继电器。此时，ECU使其端子TSR输出蓄电池电压至端子R-内部接地，TRC制动主继电器线圈中因有电流通过而处于激励状态(触点闭合)，蓄电池电压将通过TRC制动主继电器中的闭合触点加到3个隔离电磁阀线圈的一端及TRC供液泵电机继电器上。与此同时，ECU使其端子TTR输出蓄电池电压至端子R-内部接地，TRC副节气门继电器线圈中因有电流通过而处于激励状态(触点闭合)，蓄电池电压经过TRC副节气门继电器触点至ECU端子BM，作为步进电动机的电源，并通过内部电路加到副节气门步进电动机电源端子ACM,BCM的内部。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理在TRC制动主继电器接通后，当发动机运转超过一定转速时，如果TRC供能总成中的压力开关因蓄能器中制动液压力不足而闭合时，因ECU的端子PR和端子E:间具有相同的电位，ECU由此判定，TRC电动供液泵需要通电运转，将接通TRC供液泵继电器。此时，ECU将向其端子TMR供给蓄电池电压至端子R-内部接地，TRC电动供液泵继电器线圈通电而处于激励状态(触点闭合)，使蓄电池电压经过TRC供液泵电机继电器触点加到供液泵电机上，电动机通电而运转。在供液泵电机继电器处于激励状态期间，因有一定电压加在ECU的端子MTT上，ECU可以对TRC电动供液泵继电器的工作状态进行监测。与此同时，ECU还通过对端子ML+和ML-之间的电压进行测量，以便监测供液泵电动机运转情况。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理2.ABS系统工作时的电路汽车行驶过程中，4个轮速传感器分别通过端子FR+和FR-、FL+和FL-、RR+和RR-,RL+和RL-向ECU输入车轮转速信号。当驾驶员踩下制动踏板时，制动灯开关闭合，蓄电池电压通过制动灯开关加到ECU的端子STP上，ECU由此判定汽车进入制动状态。此时ECU将根据各个轮速传感器的输入信号，适时地对各车轮进行制动防抱死控制。ECU通过控制电磁阀线圈控制端SFR,SFL,SRR和SRL与内部接地线之间的电阻值，控制通过前左、前右、后右和后左电磁线圈中的电流的变化，使相应制动分泵的制动液压力处于减小、保持及增大循环过程。同时，ECU还向其端子MR提供蓄电池电压，使回液泵电机继电器处于激励状态(触点闭合)，回液泵电动机通电运转。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理在电动回液泵继电器被激励期间，ECU根据端子MT的输入电压情况，对电动回液泵继电器的工作状态进行监测。3.TRC系统工作时的电路在TRC工作时，ECU除接收4个轮速传感器输入的信号外，还接收以下主要信号(其中有的信号在ABS/TRC自检时与ABS工作时也被采用):①通过端子LDL1和LDL2输入主、副节气门上怠速开关信号。②通过端子NEO,TR2,VTH和VSH，与发动机、变速器ECU进行通信，输入发动机转速、点火正时及主、副节气门位置(开度)信号。③通过端子TRS，输入发动机电子控制系统故障信号。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理④通过端子PKB和LBL1，输入驻车制动开关和制动液位开关状态信号。⑤通过端子PL和NL，输入变速器排挡P(停车挡)和N(空挡)挡位开关信号。在汽车驱动过程中，当ECU根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮(后轮)的滑移率超过控制门限值时，TRC系统就进入驱动防滑控制。此时，ECU通过控制内部，首先接通TRC副节气门上继电器端子BM输入的蓄电池电压至副节气门上步进电动机的电源端子ACM和BCM上，然后通过控制步进电动机的A,A和B,B各端子与内部地线之间的电阻值，控制步进电动机并带动副节气门转动，实现对发动机进气量进行调节，以改变发动机的输出转矩。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理如果ECU判定需要制动介入时，就使3个隔离电磁阀控制端子SAC,SMC和SRC通过内部接地，3个隔离电磁阀因此线圈中有电流通过而换位;ECU再通过控制后轮三位三通电磁阀控制端子SRL和SRR与内部地线之间的电阻值，以控制2个后轮电磁阀，分别对2个后轮制动分泵的制动压力进行调节，其控制过程如图6-12所示。一般对于后轮驱动的汽车，防滑转控制时ECU根据两前轮速度估算出汽车速度，然后根据后轮速度与前轮速度的比较，设定目标控制速度值。当后轮开始滑转，并且其速度超过目标控制速度值时，通过上述循环控制，ECU可将车轮速度保持在目标控制值附近，避免驱动车轮滑转。在驱动防滑转控制期间，ECU使其端子IND内部间断接地，TRC警示灯将闪亮。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理在驱动防滑转控制期间，发动机电子控制系统发生故障时，发动机和变速器ECU的W端子通过内部接地，点亮发动机检查警示灯，此时ECU通过端子TRS判定发动机电子控制系统存在故障，将关闭TRC系统，不再进行驱动防滑控制。驱动防滑控制还必须具备以下条件:①主节气门不是完全关闭位置(LDL1触点应断开，即驾驶员在踩油门踏板);②变速杆应在L,2,D或R挡位(不在P或N挡位);③制动开关处于断开位置，ABS系统未工作;④TRC关断开关应处于断开位置。下一页返回上一页6.2电控驱动防滑系统的结构与工作原理如果驾驶员不希望进入驱动防滑控制，可以使“TRC关断开关”闭合，ECU一旦判定其端子CSW接地，就不再向其端子TSR,TTR和TMR供给蓄电池电压，使TRC制动主继电器、副节气门步进电动机继电器和TRC供液泵电动6机继电器等都处于非激励状态，TRC系统就会退出驱动防滑转控制，同时，ECU使其端子WT通过内部接地，将TRC关断指示灯点亮。4.故障自诊断电路ECU通过其端子Tc,D/G,Ts与故障诊断插座和故障诊断通信插座(TDCL)相应的端子相连。进行故障自诊断时，可通过跨接诊断插座中的Tc与E1端子，ECU就会使其端子WA或IND内部间接接地，使ABS警示灯或TRC指示灯闪烁，显示存储的故障代码。返回上一页6.3ASR系统的使用与检修本节以丰田凌志轿车为例介绍ASR系统的故障诊断及其检查步骤。6.3.1利用故障自诊断功能进行诊断点火开关处于点火位置，用故障诊断专用检查线将故障诊断插座中的Tc和E1端子连接起来，或用专用诊断仪(SST)与诊断插座相连接，观察ASR警示灯(在仪表盘处)的闪烁规律并记录。若电子控制器(ECU)中没有存储故障代码，2s后ASR警示灯将以0.25的间隔连续闪烁，即显示正常代码。若ECU中存有故障，警示灯则在4s以后开始闪烁显示故障代码。如果ECU中存有2个以上故障代码时，故障则以故障码的数值大小由小到大的顺序显示。下一页返回6.3ASR系统的使用与检修表6-2为凌志L5400轿车ASR系统的故障代码含义。清除ECU内存储故障码的方法是:用故障诊断专用检查线连接诊断插座中的Tc和E1两端子，将点火开关置于点火位置，在3s内踩动制动踏板8次以上即可清除存储在ECU内的故障代码。6.3.2ASR系统的检测1.测量ABS/ASR电子控制器(ECU)插接器各接线端子与地之间电压用万用表直流电压(DC)挡测量ECU插接器有关端子对地的电压值。下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修(1)电源电压的检测BAT端子上的电压在点火开关断开和接通时，均应为10~14V。IG端子上的电压，在点火开关断开时为0V，点火开关接通时为10~14V。(2)空挡启动开关两端子PL,NL上电压的检测PL,NL两端子上的电压在点火开关断开时，均为0V。当点火开关接通、变速器操纵杆在P位和N位时均为10~14V，其他位置均为0V。(3)制动灯开关STP端子上电压的检测在制动灯开关接通时，STP端子上的电压应为10~14V，制动灯开关断开时应为0V。下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修(4)制动液液面高度警示开关LBL1端子上电压的检测在点火开关接通和制动液液面高度开关断开时，LBL1端子上的电压值应为10~14V,而液位开关接通时，应小于1V。(5)ASR关断开关CSW端子上电压的检测在点火开关接通时，按下ASR关断开关，其端子电压为0V，放开ASR关断开关，则电压应约为5V。(6)ASR制动主继电器TSR端子上电压的检测点火开关接通时TSR端子上的电压应为10~14V。(7)ASR节气门继电器VTH和TTR两端子上电压的检测在点火开关接通时，VTH,TTR两端子上的电压均应为10~14V，而点火开关断开时均为0V。下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修(8)ASR制动压力调节器各端子电压的检测在点火开关接通时，SMC,SAC,SRC三端子上的电压值均应为10~14V；PR,VC两端子上的电压值均应约为5V。(9)ABS制动压力调节器各端子电压的检测①在点火开关接通时，SR,SFR,SFL,SRR,SRL和AST端子上的电压均应为1014V，点火开关断开时均为0V。②MT,MR和R一端子上的电压，在点火开关接通和断开时，其值均应为0V。(10)与发动机和自动变速器电子控制器(ECU)相关各端子电压的检测下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修①IDL1和IDL2两端子上的电压。在点火开关接通时，节气门关闭，电压均应为0V;节气门开启，应约为5V。②VTH和VSH两端子上的电压。在点火开关接通时，节气门关闭，电压均应为0.6V;节气门开启，应约为3.8V。③TR2端子上的电压。在点火开关接通时约为5V。④TRs端子上的电压。在点火开关接通和发动机检查灯打开时，约为1.2V;若发动机运转且发动机检查灯关闭时，应为10~14V。⑤NEO端子上的电压，在点火开关接通且发动机停止时，其电压约为5V;怠速时约为2.5V(11)ASR关断指示灯WT端子上电压的检测下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修在点火开关接通时，若指示灯断开，电压应为10~14V;若指示灯接通，应为0V。(12)故障诊插座Tc,Ts和D/G端子上电压的检测①Tc端子上的电压。在点火开关接通时，其电压应为10~14V。②Ts端子上的电压。在点火开关接通时，其电压应约为10V。③D/G端子上的电压。在点火开关接通时，其电压应为10~14V。2.副节气门开度传感器的检测(1)测量各端子之间的电阻下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修在副节气门全开启时，用万用表电阻挡测量Vcc与E2两端子之间的电阻值(图6-13)，应为4~9kΩ,VTA2与E2之间的电阻值应为3.3~10.0kΩ;副节气门全关闭时，VTA2与E2之I司的电阻值应为0.2~6.0kΩ。(2)检查端子IDL2和E2之间的连通性当副节气门全关闭时，IDL2与E2端子之间是连通的，全开启时应为不连通。3.ASR关断开关的检查如图6-14所示，检查ASR关断开关在开启和关闭时，ASR关断开关插接器中的端子3和4之间的连通性。当关断开关开启时，3和4端子应为连通，关闭时应为不连通。4.ASR制动主继电器的检查下一页返回上一页6.3ASR系统的使用与检修(1)通电检查ASR制动主继电器工作性能如图6-15所示方法，在该继电器插接器中的端子3和4之间加上电池电压时，其端子1和2之间应为连通状态。(2)不通电检查ASR制动主继电器工作性能如图6-15所示，去掉蓄电池的电压，即ASR制动主继电器在自由状态下，其端子1和端子2应为断开状态，3和4应为连通状态。5.ASR节气门继电器的检查(1)通电检查ASR