牵引力控制系统.docx

1、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

2、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12-1 TRC的工作过程第二节系统部件及功能一、TRC部件配置图12-2 TRC部件配置图二、TRC系统构成图12-3 TRC系统构成示意图三、TRC部件的功能表12-1 TRC部件功能一览表部件名称功能ABS 和 TRC ECU根据来自前、后轮转速传感器和来自发动机和 ECT ECU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

3、器。同时，将信号发送至发动机和 ECT ECU ,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TRC ECU空挡起动开关将换挡杆位置信号（“P”或“ N ”挡）输入ABS和TRC ECU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TRC ECU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TRCECUTRC切断开关允许驾驶员使TRC系统不运作发动机和ECT ECU接收主、副节气门位

4、置传感器信号，将其发送至ABS和TRC ECU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 ECT ECU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 ECT ECUTRC制动执行器根据来自ABS和TRC ECU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TRC ECU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TRC ECU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

5、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TRC ECU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12-4 TRC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TRC ECU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TRCECU的信号

6、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 ECT ECU发送至ABS和TRC ECU，其电路构成如图12-9所示。图12-

7、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TRC ECU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12-10 TRC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

8、 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TRC ECU。ECU 根据这一数据控制泵的工作图12-11 TRC液压线路图（2）工作过程。1）

9、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TRC ECU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

10、。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

11、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TRC ECU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

12、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 TRC ECUABS 和 TRC ECU 将 ABS 和 TRC 的控制功能结合为一体。 ABS 和 TRC ECU 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

13、转速。另外， ABS 和 TRC ECU 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

14、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 TRC ECU 感知这一情况，便启动 TRC 系统。（ 1）ABS 和 TRC ECU 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TRC ECU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 TRC ECU 将 ABS 三位置电磁阀切换至“保持”模式。（ 4）如果后轮加速度

15、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 TRC ECU 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 9kmh 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

16、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 12-19 TRC 制动器主继电器电路图图 12-20 TRC 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 TRC ECU 接通泵电机继电器：图 12-21 TRC 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

17、“ P”或“ N ”挡以外的位置；4） IDL 1 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 TRC ECU 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

18、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 TRC ECU 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 12-23 TRC 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

19、查连接器 才有 TC 端子。）；3） 车辆停止（ 0kmh）。五、失效保护功能当TRC系统不工作，ABS和TRC ECU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12-24 TRC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

20、中有任何异常现象发生， ABS和TRC ECU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TRC ECU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12-4 TRC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

21、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“ TRC OFF （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“ TRC OFF”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 ；SST 09843-18020若ECU中存储有故障码，则“ TRC OFF ”指示灯会在发光 3s之后开始闪烁。

22、 闪烁方式如左图所示。3） 根据组合仪表内“ TRC OFF ”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“ TRC OFF ”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

23、或检查连接器上，用 SST连接端子TC和Ei；SST 09843-180202） 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“ TRC OFF （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“ TRC OFF ”指示灯闪烁方式诊断24辅助节气门执行器电

24、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43ABS控制装置失灵44NE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ECT ECU失灵52制动油储油罐中油位低53发动机和ECT ECU通信电路失灵54TRC电机继电器电路开路或短路55TRC电机继电器电路 B+短路56TRC电机失灵持续发亮 ABS 和 TRC ECU 失灵 “TRC OFF ”开关接通四、ABS和TRC ECU端子ABS和TRC的ECU端子如

25、图12-25所示，表12-6列出了 ECU端子的标准值。图12-25 ABS和TRC的ECU端子号码表12-6 ECU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）1014任何情况IG - GND（A12-24） （ A12-2、12、25）1014点火开关ON （接通）SR - R-（A10-11） （ A10-3）8.314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）

26、SFR - GND（A10-1） （ A12-2、12、25）1014点火开关 ON （接通），ABS警告灯OFF （断开）SFL - GND（A12-13） （ A12-2、12、25）1014点火开关 ON （接通），ABS警告灯OFF （断开）SRR - GND（A12-26） （ A12-2、12、25）1014点火开关 ON （接通），ABS警告灯OFF （断开）SRL - GND（A10-7） （ A12-2、12、25）1014点火开关 ON （接通），ABS警告灯OFF （断开）AST - GND（A10-4） （ A12-2、12、25）1014点火开关 ON （接通），AB

27、S警告灯OFF （断开）SMC - GND（A10-2） （ A12-2、12、25）1014点火开关ON （接通），TRC OFF指示 灯OFF （断开）SRC - GND（A10-8） （ A12-2、12、25）1014点火开关ON （接通），TRC OFF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）1014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

28、总泵储油罐中的 油位低于“ MIN ”（最低）标线1014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）1014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）814制动灯开关ON （接通）D/F - GND（A12-21） （ A12-2、12、25）1014点火开关 ON （接通），ABS警告灯OFF （断开）TC - GND（A12-8） （ A12

29、-2、12、25）1014点火开关ON （接通）Ts - GND（A12-1） （ A12-2、12、25）1014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

30、、12、25）2.0点火开关 ON （接通），SLIP （打滑） 指示灯ON （接通）1014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），TRC OFF指示 灯ON （接通）1014点火开关ON （接通），TRC OFF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1014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、