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牵引力控制系统
第十二章牵引力控制系统（TRC）
第一节概述
如果车辆在摩擦系数（Q很小的路面上（如积雪、结冰或潮湿泥泞的道路）起动或迅速加速时，驱动轮就会高速空转，这不但会导致扭矩损失，还可能使车辆打滑。
发动机能传送至车轮的最大扭矩，是由路面与轮胎表面之间的摩擦系数决定的。
如试图
将超过这个最大值的扭矩传送至车轮，就很容易使车轮空转。
在这种情况下，要保持适合于
摩擦系数的扭矩，对驾驶员来讲是相当困难的。
在大多数情况下，当试图使车辆迅速起步时，驾驶员会猛踩下加速踏板，车轮空转，使牵引力和扭矩都受到损失。
TRC（在美国和加拿大，则用“TRAC”就是不管驾驶员的意图，当车轮开始空转时，一方面制动驱动轮；另一方面关小节气门开度，降低发动机的输出扭矩，使传递到路面的扭矩减至一个适当值。
这样就能使车辆获得稳定而迅速的起步和加速。
丰田的TRC最早应用
在凌志LS400和SC400上，系统工作过程如图12-1所示。
图12-1TRC的工作过程
第二节系统部件及功能
一、TRC部件配置
图12-2TRC部件配置图
二、TRC系统构成
图12-3TRC系统构成示意图
三、TRC部件的功能
表12-1TRC部件功能一览表
部件名称
功能
ABS和TRCECU
•根据来自前、后轮转速传感器和来自发动机和ECTECU的节气
门位置传感器信号判断行驶情况，将控制信号发送至副节气门执行器和TRC制动执行器。
同时，将信号发送至发动机和ECTECU,
告诉该ECU有关TRC工作的情况
•如TRC系统发生故障，将接通TRC指示灯以警告驾驶员
•当设置在诊断模式时，它利用诊断代码显示每个故障
前、后轮转速传感器
检测车轮转速，将车轮转速信号发送至ABS和TRCECU
空挡起动开关
将换挡杆位置信号（“P”或“N”挡）输入ABS和TRCECU
制动液液面警告开关
检测制动总泵储液室内的液面，将信号发送至ABS和TRCECU
制动灯开关
（制动信号灯开关）
检测制动信号（制动踏板是否踩下），将这一数据发送至ABS和TRC
ECU
TRC切断开关
允许驾驶员使TRC系统不运作
发动机和ECTECU
接收主、副节气门位置传感器信号，将其发送至ABS和TRCECU
主节气门位置传感器
检测主节气门开度，将其发送至发动机和ECTECU
副节气门位置传感器
检测副节气门开度，将其发送至发动机和ECTECU
TRC制动执行器
根据来自ABS和TRCECU的信号，产生和提高液压并将该液压供应至ABS执行器
ABS执行器
根据来自ABS和TRCECU的信号，分别控制至左、右后轮盘式制动分泵的液压
田U节气门执仃器
根据来自ABS和TRCECU的信号，控制副节气门开度
TRC指示灯
提示驾驶员TRC系统在工作，警告驾驶员系统发生故障
TRC关断指示灯
提示驾驶员TRC系统因ABS或发动机控制系统发生故障而不工作或TRC切断开关断开
TRC制动主继电器
向TRC制动执行器和TRC电机继电器供电
TRC电机继电器
向TRC泵电机供电
TRC节气门继电器
经ABS和TRCECU向副节气门执行器供电
四、TRC的主要部件
TRC和ABS共用一个ECU，有些部件（如4个转速传感器）既用于ABS，又用于TRC，
如图12-4所示。
下面仅介绍用于TRC的主要部件。
图12-4TRC电路图
1、副节气门执行器
如图12-5所示，副节气门执行器安装在节气门体上，根据来自ABS和TRCECU的信
号控制副节气门开度，从而控制发动机输出功率。
（1）构造。
副节气门执行器是由永久磁铁、线圈和转子轴组成的一个步进电机，由来自ABS和TRC
ECU的信号使之转动，如图12-6所示。
在转子轴末端安装有一个小齿轮，使安装在副节气门轴末端的凸轮轴齿轮转动，从而控制副节气门开度。
图12-5副节气门执行器图12-6副节气门执行器的结构图
（2）运作。
如图12-7所示，当TRC不工作时，副节气门完全打开，对发动机的工作没有影响；当TRC部分工作时，副节气门打开一定角度；当TRC完全工作，副节气门完全关闭。
图12-7副节气门的工作状态
2、副节气门位置传感器
如图12-8所示，副节气门位置传感器安装在副节气门轴上，将副节气门开度转换为电压信号，并将这一信号经发动机和ECTECU发送至ABS和TRCECU，其电路构成如图
12-9所示。
图12-8副节气门位置传感器的安装位置及结构图
图12-9副节气门位置传感器电路图
3、TRC制动执行器
（1）构造。
TRC制动执行器由一个泵总成和一个制动执行器组成，如图12-10所示。
泵总成产生液
压，制动执行器将液压传送至盘式制动分泵然后将其释放。
左、右后轮盘式制动分泵中的液
压，由ABS执行器根据来自ABS和TRCECU的信号分别控制。
表12-2列出了泵总成部件的功能；表12-3列出了制动执行器部件的功能。
TRC制动执行器的液压线路如图12-11
所示。
图12-10TRC制动执行器的结构图
表12-2泵总成部件的功能
部件
功能
泵
将制动液从总泵储液罐泵出，提高其压力，然后传送至储压器。
这是一个电机驱动柱塞型泵
储压器
在TRC系统工作时，聚集加压的制动液，并将该制动液供应至盘式制动分泵。
储压器中还充有咼压氮气，以缓和制动液容积的变化
表12-3制动执行器部件的功能
部件
功能
储压器切断电磁阀
在TRC系统工作时，将来自储压器的液压传送至盘式制动分泵
总泵切断电磁阀
当储压器中的液压正被传送至盘式制动分泵时，这个电磁阀阻止制动液流回到总泵
储液罐切断电磁阀
在TRC系统工作时，这个电磁阀使制动液从盘式制动分泵流回至总泵储液室
压力传感开关或压力传感器
监测储压器中的压力，将这一信息发送至ABS和TRCECU。
ECU根据这一数据控制泵的工作
图12-11TRC液压线路图
（2）工作过程。
1）在正常制动中（TRC未起动）。
当施加制动力时，TRC制动执行器中所有电磁阀（总泵切断电磁阀、储压器切断电磁阀、储液室切断电磁阀）都关断。
如图12-12所示，当TRC
在此状态下，将制动踏板被踩下时，总泵内产生的液压经总泵切断电磁阀和ABS执行器的
三位置电磁阀作用在盘式制动分泵上。
当松开制动踏板时，制动液从盘式制动分泵流回到总
泵。
图12-12正常制动时液压流程图
2）在车辆加速中（TRC起动）。
在加速中如后轮空转，ABS和TRCECU控制发动机扭矩和后轮的制动，以避免发生空转。
左、右后轮制动器中的液压，分别由三种模式（压力
提高、保持和降低）控制，现解释如下：
a、“压力提高”模式。
当踩下油门踏板，一个后轮开始空转时，TRC执行器的所有电磁阀都由来自ECU的信
号接通，同时，ABS执行器的三位置电磁阀也转接至“压力提高”模式。
如图12-13所示，
在这一模式，总泵切断电磁阀接通（闭合），储压器切断电磁阀接通（打开）。
这就使储压器
中的加压制功液，经储压器切断电磁阀和ABS中的三位置电磁阀，作用在盘式制动分泵上。
当压力传感开关检测到储压器中压力下降时（不论TRC如何工作），ECU便接通TRC泵以
提高液压。
图12-13“压力提高”模式液压工作流程图
b、“压力保持”模式。
如图12-14所示，当后轮盘式制动分泵中的液压提高或降低到所需要的压力时，系统就
切换至“压力保持”模式。
ABS泵总泵切断电磁阀、储压器切断电磁阀、储液室切断电磁阀均接通。
模式转换是由ABS执行器的三位置电磁阀的切换完成的。
其结果是阻止储压器中的压力降低，保持盘式制动分泵中的液压。
图12-14“压力保持”模式液压工作流程图
C、“压力降低”模式。
当需要降低后轮盘式制动分泵中的液压时，ABS和TRCECU将ABS执行器的三位置电磁阀转换至“压力降低”模式。
这就使盘式制动分泵中的液压，经ABS三位置电磁阀和储液室切断电磁阀流回至总泵储液罐，导致液压降低。
如图12-15所示。
这时ABS执行器泵保持不工作。
图12-15“压力降低”模式液压工作流程图
4、压力传感开关（或传感器）压力传感开关（或传感器）用于接通和关断TRC泵。
其安装位置如图12-16所示，其工作过程和电路构成如图12-17所示。
左侧方向盘的车辆，采用接触型压力传感开关；右侧方向盘的车辆，则采用无接触型压力传感器。
图12-16压力传感开关或传感器和安装位置
图12-17压力传感开关或传感器工作及电路图
第三节ABS和TRCECU
ABS和TRCECU将ABS和TRC的控制功能结合为一体。
ABS和TRCECU用所输入的4个车轮转速传感器的转速信号，计算车轮空转情况和路面状况，用以减小发动机扭矩和控制车轮制动力，从而控制车轮转速。
另外，ABS和TRCECU均有初始检查功能、诊断功能和失效保护功能。
一、车轮转速控制
车轮转速控制过程如图12-18所示。
ECU不断收到来自4个车轮转速传感器的信号，并不断计算每个车轮的转速。
同时，ECU根据两个前轮的转速估计车速，设定目标控制速度。
图12-18车轮转速控制过程
如果在摩擦系数小的道路上突然踩下油门踏板，而且后轮（驱动轮）开始空转，后轮转速就会超过目标控制速度。
ECU于是发出关闭副节气门信号至副节气门执行器。
同时，它还发送一个信号至TRC制动执行器，使其输出较高压力的制动液至后轮盘式制动分泵。
ABS
执行器的三位置电磁阀转换至控制后轮制动分泵液压，从而阻止车轮空转。
在起动和突然加速中，若后轮空转，其转速就不会与前轮转速相匹配。
ABS和TRCECU感知这一情况，便启动TRC系统。
（1）ABS和TRCECU关闭副节气门，减少进气量，从而减小发动机扭矩。
（2）同时，ABS和TRCECU控制TRC制动执行器电磁阀，将ABS执行器设置为“压力提高”模式。
已储存在TRC储压器中的制动液的压力，加上由TRC泵产生的压力，施加到制动分泵上，控制驱动轮的制动。
（3）当制动开始时，后轮加速度下降，ABS和TRCECU将ABS三位置电磁阀切换
至“保持”模式。
（4）如果后轮加速度下降得太多，这个电磁阀就转换至“压力降低”模式，降低制动分泵中的液压，恢复后轮加速度。
通过反复进行上述控制，ABS和TRCECU使转速保持在目标控制速度左右。
当满足以下所有条件时，车轮转速控制工作：
1）主节气门不应全闭（1DLl应断开）。
2）变速器换挡杆应位于L、2、D或R挡位（P和N信号应关断）。
3）车辆应以大于9km／h的速度行驶，制动灯开关应断开（若车速低于9km／h时，可以接通）。
4）TRC切断开关应断开。
5）ABS不应工作。
6）TRC系统不应处在传感器检查模式或故障代码输出模式。
二、继电器的控制
1、TRC制动器主继电器和TRC节气门继电器
如图12-19和图12-20所示，只要TRC、ABS和发动机电子控制系统没有故障，当点火开关接通时，ECU就接通TRC制动器主继电器和节气门继电器。
当点火开关断开时，这些继电器就断开。
如果ECU检测到故障，ECU就断开这些继电器。
图12-19TRC制动器主继电器电路图
图12-20TRC节气门继电器电路图
2、TRC泵电机继电器
如图12-21所示，当以下条件满足时，ABS和TRCECU接通泵电机继电器：
图12-21TRC泵电机继电器控制电路图
1）TRC主继电器接通；
2）发动机转速超过500r/min；
3）换挡杆在“P”或“N”挡以外的位置；
4）IDL1信号断开；
5）压力传感开关信号接通。
三、初始检查功能
1、副节气门执行器
当变速器换挡杆位于“P”或“N”挡位、主节气门全闭、车辆停止等三个条件同时满足时，ECU就使副节气门执行器先将副节气门完全关闭，然后完全打开，对副节气门执行器和节气门位置传感器的电路进行检查，也检查副节气门的工作。
其检查过程如图12-22所示。
点火开关每接通一次，就进行一次这种检查。
这时，当副节气门全闭时，ABS和TRCECU就将其开度储存在储存器中。
图12-22副节气门执行器初始检查过程
2、TRC制动执行器电磁阀
当变速器换挡杆位于“P”或“N”挡位、车辆停止、发动机工作等三个条件同时满足，在点火开关接通后，ABS和TRCECU才操纵TRC制动执行器电磁阀，进行一次初始检查，其检查过程如图12-23所示。
图12-23TRC制动执行器电磁阀的初始检查
四、故障警告和储存功能
如果ECU检测到TRC系统内有故障，就使组合仪表内的TRC指示灯发亮，提醒驾驶员有故障发生。
同时，ECU还储存故障代码。
如图12-23所示，当以下条件同时满足时，TRC指示灯闪烁，显示故障代码：
1）点火开关接通；
2）TDCL或检查连接器的TC和El端子连接（仅在有安全气囊的车辆上，检查连接器才有TC端子。
）；
3）车辆停止（0km／h）。
五、失效保护功能
当TRC系统不工作，ABS和TRCECU检测到故障时，ECU立即关断TRC节气门继电器、TRC电机继电器和TRC制动器主继电器，从而使TRC系统不能工作。
图12-24TRC指示灯
如果在TRC工作中，ECU检测到故障，ECU就停止控制，关断TRC电机继电器和TRC制动执行器主继电器。
当ECU使TRC系统不能工作时，发动机和制动系统的工作方式与无TRC系统的车型一样。
第四节系统故障的分析与排除
一、概要
当TRC有故障时，发动机的输出功率可能下降或制动可能拖滞。
但由于TRC系统有失
效保护功能，若TRC系统中有任何异常现象发生，ABS和TRCECU就会停止TRC的工
作，车辆就会像没有安装TRC系统一样运行。
ABS和TRCECU有自诊断功能，这个功
能使TRC警告灯发亮，将故障通知驾驶员，还用于通知维修人员，用检查连接器查出故障。
TRC系统常见故障列于表12-4。
表12-4TRC常见故障排除表
故障
可能原因
部件
故障类型
点火开关接通3s后TRC警告灯不亮
警告灯或电路
断路或短路
TRC关断指示灯持续点亮
TRC关断开关或电路
断路或短路
点火开关接通3s后TRC关断指示灯不亮
指示灯或电路
断路或短路
当变速器在“P”或“N”挡位且发动机高速空转时，
TRC工作
空挡起动开关或电路
断路或短路
二、TRC的故障诊断
TRC可能因车型不同而有所区别，但其工作原理和故障诊断方法是相同的。
丰田
TRC最早应用在凌志车上，下面以LS400为例，阐明TRC的故障诊断过程。
1、诊断装置
（1）指示灯检查。
将点火开关拧至“ON”位置，检查“TRCOFF（断开）”指示灯，应亮3s。
备注：
如指示灯的检查结果不正常，则应对“TRCOFF”指示灯电路进行故障排除分
析。
（2）故障码校核。
1）将点火开关拧至“ON”位置；
2）在丰田诊断通信链路或检查连接器上用SST连接端子TC和E1；
SST09843-18020
若ECU中存储有故障码，则“TRCOFF”指示灯会在发光3s之后开始闪烁。
闪烁方式如左图所示。
3）根据组合仪表内“TRCOFF”指示灯的闪烁方式读出故障码；
备注：
如无故障码出现，则应检测诊断电路或“TRCOFF”指示灯电路。
例：
左图显示了正常码、11号故障码和21号故障码的闪烁方式。
4）表12-5对各种故障码均作出了解释；
5）校核完毕后，应脱开端子TC和Ei，关掉显示器。
如同时出现2个或2个以上的故障码，则号码最小的故障码最先显示出来。
2、用手持式测试器校核故障码
1）将手持式测试器和丰田诊断通信链路连接起来；
2）根据测试器显示屏上的提示符，读出故障码（详细资料请参阅手持式测试器的操作员手册）。
3、故障码的清除
1）在丰田诊断通信链路或检查连接器上，用SST连接端子TC和Ei；
SST09843-18020
2）将点火开关扭至“ON”位置；
3）在3s之内将踏板踩下不少于8次，以清除故障码。
备注：
在这种情况下，ABS故障码也同时清除；
4）检查“TRCOFF（断开）”指示灯，应显示出正常码；
5）从丰田诊断通信链路或检查连接器上拆下SST。
备注：
拔下ECU-B保险丝，也可删除故障码，但其它储存器内的故障码也会同时删除。
三、TRC故障码表
在故障码校核的过程中，如有故障码显示，则应按表12-5检查故障码所代表的电路。
表12-5故障码一览表
故障码
“TRCOFF”指示灯闪烁方式
诊断
24
辅助节气门执行器电路开路或短路
25
步进电机不能转至ECU所确疋的位置
26
即使ECU将辅助节气门调节至完全张开的位置，辅助节气门仍不动
28
节气门电动驱动器通信电路失灵
29
节气门电动驱动器失灵
43
ABS控制装置失灵
44
NE信号电路开路或短路
47
辅助节气门位置传感器电路失灵
48
辅助节气门位置传感器电路开路或短路
51
发动机和ECTECU失灵
52
制动油储油罐中油位低
53
发动机和ECTECU通信电路失灵
54
TRC电机继电器电路开路或短路
55
TRC电机继电器电路B+短路
56
TRC电机失灵
持续发亮
•ABS和TRCECU失灵•“TRCOFF”开关接通
四、ABS和TRCECU端子
ABS和TRC的ECU端子如图12-25所示，表12-6列出了ECU端子的标准值。
图12-25ABS和TRC的ECU端子号码
表12-6ECU端子的标准值
符号（端子号码）
标准电压（V）
条件
BAT-GND
（A12-11）（A12-2、12、25）
10~14
任何情况
IG-GND
（A12-24）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通）
SR-R-
（A10-11）（A10-3）
8.3~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
MR-R-
（A10-5）（A10-3）
<1.0
点火开关ON（接通）
TMR-R-
（A10-12）（A10-3）
<1.0
点火开关ON（接通）
SFR-GND
（A10-1）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
SFL-GND
（A12-13）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
SRR-GND
（A12-26）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
SRL-GND
（A10-7）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
AST-GND
（A10-4）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
SMC-GND
（A10-2）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），TRCOFF指示灯OFF（断开）
SRC-GND
（A10-8）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），TRCOFF指示灯OFF（断开）
WA-GND
（A12-22）（A12-2、12、25）
<2.0
点火开关ON（接通），ABS警告灯ON（接通）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
PKB-GND
（A12-23）（A12-2、12、25）
<1.5
点火开关ON（接通），驻车制动器开关ON（接通），制动总泵储油罐中的油位低于“MIN”（最低）标线
10~14
点火开关ON（接通），驻车制动器开关OFF（断开），制动总泵储油罐中的油位高于“MIN”标线
LBL-GND
（A12-9）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），制动总泵储油罐中的油位低于“MIN”标线
STP-GND
（A12-10）（A12-2、12、25）
<1.5
制动灯开关OFF（断开）
8~14
制动灯开关ON（接通）
D/F-GND
（A12-21）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通），ABS警告灯OFF（断开）
TC-GND
（A12-8）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通）
Ts-GND
（A12-1）（A12-2、12、25）
10~14
点火开关ON（接通）
FR+-FR-
（A12-17）（A12-4）
产生交流电
点火开关ON（接通），慢慢转动右前轮
FL+-FL-
（A12-5）（A12-18）
产生交流电
点火开关ON（接通），慢慢转动左前轮
RR+-RR-
（A11-2）（A11-10）
产生交流电
点火开关ON（接通），慢慢转动右后轮
RL+-RL-
（A11-9）（A11-1）
产生交流电
点火开关ON（接通），慢慢转动左后轮
IND-GND
（A12-3）（A12-2、12、25）
<2.0
点火开关ON（接通），SLIP（打滑）指示灯ON（接通）
10~14
点火开关ON（接通），SLIP（打滑）指示灯OFF（断开）
WT-GND
（A12-15）（A12-2、12、25）
<2.0
点火开关ON（接通），TRCOFF指示灯ON（接通）
10~14
点火开关ON（接通），TRCOFF指示灯OFF（断开）
CSW-GND
（A11-15）（A12-2、12、25）
<1.5
点火开关ON（接通），TRC开路开关按下
10~14
点火开关ON（接通），TRC开路开关放开
NEO-GND
（A11-11）（A12-2、12、25）
产生脉冲电压
怠速
TRA-GND
（A11-7）（A12-2、12、25）
产生脉冲电压
点火开关ON（接通）
EFI+-GND
（A11-8）（A12-2、12、
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