學習情境四汽車驅動防滑控制系統結構與檢修第一頁，共145頁。任務一驅動防滑控制系統結構任務二驅動防滑控制系統檢修任務三典型ASR系統第二頁，共145頁。任務一驅動防滑控制系統結構第三頁，共145頁。一、任務分析?驅動防滑控制系統（AccelerationSlipRegulation，ASR）也稱為牽引力控制系統（TractionControlSystem，TCS或TRC），是繼制動防抱死系統（ABS）之后應用于車輪防滑的電子控制系統。?本次任務將向讀者介紹驅動防滑控制系統的一些相關基礎理論知識。第四頁，共145頁。二、相關知識（一）ASR理論基礎1．驅動防滑控制系統的功用?驅動防滑控制系統的功用是防止汽車在起步、加速和在滑溜路面行駛過程中驅動輪打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或在轉向時驅動輪的滑轉，以保持汽車行駛方向的操縱穩定性和維持汽車的最佳驅動力以及提高汽車的平順性。第五頁，共145頁。2．滑轉率及其與附著系數的關系

?汽車在驅動過程中，驅動車輪可能相對于路面發生滑轉。?滑轉成分在車輪縱向運動中所占的比例（以百分比表示）稱為驅動車輪的滑轉率，通常用Sd表示。第六頁，共145頁。Sd

=

(ωr

-

ν)/ωr

×

100%式中，r

—

車輪的滾動半徑；

ω

—

車輪的轉動角速度；

ν

—

車輪中心的縱向速度。第七頁，共145頁。?滑轉率與附著系數之間存在著密切關系，圖4-1所示為滑轉率與附著系數之間的關系曲線。?從圖中可以看出。第八頁，共145頁。第九頁，共145頁。（二）基本組成及工作原理?ASR的基本組成及工作原理如圖4-2所示。第十頁，共145頁。第十一頁，共145頁。（三）驅動防滑控制系統的控制方式?驅動防滑控制系統的控制參數是滑轉率Sd，控制器根據各車輪轉速傳感器信號計算Sd，當Sd值超過某一限定值時，控制器就輸出控制信號，抑制車輪的滑轉，將車輪的滑轉率控制在理想的范圍內。?汽車驅動防滑控制系統常用的控制方式有以下幾種。第十二頁，共145頁。1．發動機輸出功率/扭矩控制

?控制發動機的輸出功率，以抑制驅動車輪的滑轉，如圖4-3所示。第十三頁，共145頁。第十四頁，共145頁。?發動機輸出功率/扭矩控制通常有以下幾種方法。①調節噴油量。減少或中斷供油。②調整點火時間。減小點火提前角或停止點火。③調整進氣量。調整節氣門的開度和輔助空氣裝置。第十五頁，共145頁。2．驅動輪制動控制第十六頁，共145頁。3．發動機輸出功率和驅動車輪的制動力同時控制?控制信號同時起動ASR制動壓力調節器和輔助節氣門調節器，在對驅動車輪施以制動力的同時，減小發動機的輸出功率，以達到理想的控制效果。第十七頁，共145頁。4．防滑差速鎖止控制?防滑差速器的ASR系統如圖4-4所示。第十八頁，共145頁。第十九頁，共145頁。5．差速鎖與發動機輸出功率綜合控制第二十頁，共145頁。（四）ABS與ASR區別1．ASR與ABS的相同之處①ASR和ABS采用相同的控制技術，都是通過控制車輪和路面的滑移率來實現各自的控制功能。②ASR和ABS密切相關，通常結合在一起使用，共享許多系統部件來控制車輪的轉動，以更好地保證汽車的行駛安全。第二十一頁，共145頁。2．ASR與ABS的不同之處

①ABS是防止制動時車輪抱死滑移，主要是用來提高制動效果，確保制動安全；ASR則是防止驅動車輪的滑轉，主要是用來提高汽車起步、加速及滑溜路面行駛時的牽引力，提高行駛性能，確保行駛穩定性。第二十二頁，共145頁。②在控制其滑移率的過程中，ABS對前后車輪都起作用，而ASR只對驅動車輪起控制作用。③ABS是在制動時工作，在車輪出現抱死趨勢時起作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；ASR則是在整個行駛過程中都工作，在車輪出現滑轉時起作用，當車速很高（80～120km/h）時不起作用。第二十三頁，共145頁。任務二驅動防滑控制系統檢修第二十四頁，共145頁。一、任務分析?若想對驅動防滑控制系統的故障進行快速有效的診斷與檢修，則必須要掌握驅動防滑控制系統各主要總成部件的結構及工作原理。?本次任務就將向讀者介紹驅動防滑控制系統檢修的相關知識。第二十五頁，共145頁。二、相關知識（一）輸入裝置的結構及工作原理1．車輪轉速傳感器?車輪轉速傳感器與ABS系統共享；用來檢測每一車輪的運動狀態。第二十六頁，共145頁。2．節氣門位置傳感器?在主、副節氣門處各設置了一個節氣門開度傳感器與發動機電控系統共享，用來檢測節氣門打開的角度及進入發動機氣缸的空氣量，計算發動機輸出扭矩。?其結構原理如圖4-5所示。第二十七頁，共145頁。第二十八頁，共145頁。3．ASR選擇開關

?ASR專用的信號輸入裝置，安裝在駕駛員側車門或儀表板下，ASR選擇開關關閉時，ASR不起作用，ASR控制開關指示燈會點亮。第二十九頁，共145頁。（二）電子控制單元?典型的ABS/ASR電子控制單元系統結構示意圖如圖4-6所示。第三十頁，共145頁。第三十一頁，共145頁。?電子控制單元主要完成驅動車輪轉速控制、繼電器控制、初始檢查、故障自診斷和失效保護等功能。第三十二頁，共145頁。（三）執行機構1．副節氣門驅動裝置?副節氣門驅動裝置的主要作用是在驅動防滑控制的過程中調節副節氣門的開度，進而調整發動機的進氣量，達到控制發動機輸出扭矩的目的。?其安裝位置和結構如圖4-7所示。第三十三頁，共145頁。第三十四頁，共145頁。2．ASR制動壓力調節器

?ASR制動壓力調節器的結構形式有單獨方式和組合方式兩種。第三十五頁，共145頁。（1）單獨方式ASR制動壓力調節器?所謂單獨方式ASR制動壓力調節器和ABS制動壓力調節器在結構上各自分開，如圖4-8所示。第三十六頁，共145頁。第三十七頁，共145頁。（2）組合方式的ASR制動壓力調節器?組合方式ASR制動壓力調節器如圖4-9所示。第三十八頁，共145頁。第三十九頁，共145頁。三、任務實施—驅動防滑控制系統檢修（一）檢修要求及注意事項①拆裝系統中的電器元件和線束插頭時，應將點火開關斷開，否則將損壞電子控制裝置；不可向電子控制裝置提供過高的電壓，否則容易損壞電子控制裝置；不要讓電子控制裝置，特別是其端子受到油污等污染，以免線束插頭接觸不良，影響系統的正常工作；不要用砂紙打磨系統中各插頭的端子，否則也易造成接觸不良。第四十頁，共145頁。②不要使車輪轉速傳感器和傳感器齒圈沾上油污或其他臟物，否則車輪轉速傳感器產生的輪速信號可能不夠準確，此外，不可敲擊轉速傳感器，以免傳感器發生消磁現象，影響系統的正常工作。第四十一頁，共145頁。③在對液壓系統進行維修作業時，應首先釋放系統里的高壓制動液，以免高壓制動液噴出傷人。第四十二頁，共145頁。?在釋放蓄壓器中的高壓制動液時，應先將點火開關斷開，然后反復踩下和放松制動踏板，直到制動踏板變得很硬為止。?此外，要注意在制動系統裝復之前，切不可接通點火開關，以免電動泵通電運轉。第四十三頁，共145頁。④大多數汽車驅動防滑控制系統中的車輪轉速傳感器、電子控制裝置和制動壓力調節裝置都是不可修復的，如果發生損壞，應進行整體更換。第四十四頁，共145頁。⑤更換輪胎時，應選用汽車生產廠家推薦的輪胎。?如果換用其他型號的輪胎，應該選用與原車所用輪胎的外徑、附著性能和轉動慣量相近的輪胎，但不能混用不同規格的輪胎，否則將影響驅動防滑控制系統的制動效能。第四十五頁，共145頁。⑥制動系統維修結束后，在使用過程中如發現制動踏板變軟時，應按照要求的方法和順序，對制動系統進行空氣排除。第四十六頁，共145頁。?在空氣排除之前，須檢查儲液器中的液位情況，如果發現液位過低，應先向儲液器補充制動液。第四十七頁，共145頁。（二）檢修方法及步驟?下面以LS400轎車驅動防滑控制系統為例，介紹其檢修方法。第四十八頁，共145頁。1．系統的自檢

?當點火開關接通時，儀表板上的TRC警告燈會亮起，3s后TRC警告燈熄滅。?如果點火開關接通時，TRC警告燈不亮或3s后不熄滅，應為不正常，需進行檢查。第四十九頁，共145頁。2．故障自診斷?ASR系統故障碼的讀取與清除方法與ABS系統故障碼的讀取基本相同，可參照ABS系統故障碼讀取與清除步驟進行操作。?TRC故障碼的內容及檢測部位如表4-1所示。第五十頁，共145頁。第五十一頁，共145頁。第五十二頁，共145頁。第五十三頁，共145頁。3．線路的檢測?LS400驅動防滑控制系統線路如圖4-10所示。第五十四頁，共145頁。圖4-10LS400防滑控制系統線路圖第五十五頁，共145頁。①拔下電子控制單元（ECU）線束插頭，使用專用適配器將ECU線束插頭與ECU插座連接在一起。?電子控制單元連接器的端子如表4-2所示。第五十六頁，共145頁。第五十七頁，共145頁。第五十八頁，共145頁。②根據各端子的功能，用萬用表對各端口進行測量，測量項目和方法如表4-3所示。第五十九頁，共145頁。第六十頁，共145頁。第六十一頁，共145頁。第六十二頁，共145頁。第六十三頁，共145頁。4．元件檢測

?在線路測量中，如果發現故障，則先檢查該線路的連接情況，如果線路連接沒有問題，則檢測與該線路連接的相關元件。第六十四頁，共145頁。（1）輸入元件①車輪轉速傳感器檢測。?車輪轉速傳感器與ABS共用，其檢查方法與ABS系統車輪轉速傳感器檢查方法相同。第六十五頁，共145頁。②節氣門位置傳感器檢測。?測量VC、VTA、IDL2與E2端子之間的電壓與導通情況，電阻應與表4-4所示相同，如果檢測結果不正常，應更換節氣門位置傳感器。第六十六頁，共145頁。第六十七頁，共145頁。③壓力開關電路檢查

?起動發動機并維持怠速運轉30s以上，使TRC制動壓力調節器內的壓力升高。第六十八頁，共145頁。?然后將發動機熄火，點火開關仍轉至接通（ON）位置，測量電腦PR—E2端子之間的電壓應為5V，電阻為1.5k；放出TRC制動壓力調節器內的制動液，使其內部壓力降低，再測量PR—E2之間的電壓為0V，電阻為0。?若上述檢查結果不正常，更換壓力開關。第六十九頁，共145頁。（2）電控單元檢測?ASR電子控制單元（ECU）常見的故障有線束插接器松動、插口損壞，操作不當造成ECU的內部損壞等，其具體檢查方法如下。第七十頁，共145頁。①ASR電子控制單元（ECU）外部線束檢查。②ASR電子控制單元（ECU）自身的檢查。第七十一頁，共145頁。（3）執行器檢測

①主繼電器電路檢查，如圖4-11所示。第七十二頁，共145頁。第七十三頁，共145頁。②電磁閥檢查。?電磁閥的檢查方法與ABS電磁閥檢查方法相同，可參照ABS電磁閥的檢查方法對其進行檢查。第七十四頁，共145頁。③檢查ASR電動液壓泵。?電動液壓泵的線路如圖4-12所示。第七十五頁，共145頁。第七十六頁，共145頁。④副節氣門驅動器裝置檢測。?副節氣門驅動裝置各端子連接情況如圖4-13所示。第七十七頁，共145頁。第七十八頁，共145頁。任務三典型ASR系統第七十九頁，共145頁。一、任務分析?不同車型的ASR控制系統在結構及其控制方式上會稍有不同，下面就列舉幾種典型車系的ASR系統加以說明，以便讀者更加深入地了解不同ASR控制系統的特點。第八十頁，共145頁。二、相關知識（一）豐田車系ABS/TRC1．豐田車系統ABS/TRC組成?豐田公司把ASR稱作牽引力或驅動力控制系統（TractionControlSystem，TRC）。第八十一頁，共145頁。?其系統組成及系統零部件在車上的布置如圖4-14和圖4-15所示，各零部件的作用如表4-5所示。第八十二頁，共145頁。第八十三頁，共145頁。第八十四頁，共145頁。第八十五頁，共145頁。2．副節氣門執行器及工作過程

?副節氣門執行器的功用是根據電子控制單元傳送的指令來控制副節氣門的開啟角度，從而控制進入發動機氣缸的空氣量，達到控制發動機輸出扭矩的目的。?如圖4-16和圖4-17所示。第八十六頁，共145頁。第八十七頁，共145頁。第八十八頁，共145頁。3．TRC制動執行器及工作過程?豐田車系TRC制動執行器主要由TRC隔離電磁閥總成和TRC制動供能總成組成，液壓控制系統原理如圖4-18所示。第八十九頁，共145頁。圖4-18豐田車系ASR/ABS液壓控制原理圖第九十頁，共145頁。（1）TRC隔離電磁閥總成

?TRC隔離電磁閥通過管路與制動主缸、制動壓力調節器和TRC制動供能總成相連，主要包括制動主缸隔離電磁閥、蓄壓器隔離電磁閥和儲液室隔離電磁閥。第九十一頁，共145頁。?其中蓄壓器隔離電磁閥作用是在TRC系統工作時，將來自蓄壓器的液壓送至制動分泵；總泵制動主缸隔離電磁閥的作用是當蓄壓器中的液壓被送至制動分泵時，阻止制動液流回到總泵；儲液室隔離電磁閥的作用是在TRC系統工作時，使制動液從制動分泵流回至總泵儲液室。第九十二頁，共145頁。（2）TRC制動供能總成?如圖4-19所示，該裝置通過管路與制動主缸儲液室和TRC隔離電磁閥總成相連，主要由電動液壓泵和蓄壓器組成。?電動液壓泵將制動液自儲液室以一定壓力泵入蓄壓器，作為驅動防滑控制動力源。第九十三頁，共145頁。第九十四頁，共145頁。（3）工作過程?下面以一個驅動輪為例介紹其工作過程。①正常制動過程（TRC不起作用），如圖4-20所示。第九十五頁，共145頁。第九十六頁，共145頁。②汽車加速過程（TRC起作用），此時左右后輪制動器中的液壓被分別控制為3種狀態：壓力升高、壓力保持和壓力降低。●壓力升高，如圖4-21所示。第九十七頁，共145頁。第九十八頁，共145頁。●壓力保持，如圖4-22所示。●壓力降低，如圖4-23所示。第九十九頁，共145頁。第一百頁，共145頁。第一百零一頁，共145頁。4．車輪轉速控制過程?ECU不斷地從4個車速傳感器接收信號并不斷地計算每個車輪的速度，同時根據兩個非驅動車輪速度估算出汽車的行駛速度，然后設置目標轉速。第一百零二頁，共145頁。?如果在濕滑路面上突然踩下加速踏板，若驅動輪開始滑轉，則其轉動速度就會超過目標控制速度，ECU就會向副節氣門執行器傳送減小副節氣門開度的信號。第一百零三頁，共145頁。?同時也向TRC制動執行器傳送信號，通過控制TRC執行器的隔離電磁閥和ABS執行器的電磁閥來控制后輪制動分泵壓力，使其不斷處于“壓力升高”和“壓力降低”的循環控制過程，將車輪速度保持在目標控制速度值附近，從而防止車輪滑轉。第一百零四頁，共145頁。（二）本田車系ASR系統?本田公司稱ASR系統為TCS，即Tractioncontrolsystem，其結構框圖如圖4-24所示。第一百零五頁，共145頁。第一百零六頁，共145頁。三、知識與技能拓展—汽車電子穩定程序控制系統?汽車電子穩定程序控制系統（ElectronicStabilityProgram，ESP）是改善汽車行駛性能的主動安全控制系統，ESP包含ABS和ASR，并在這兩種系統功能上進行的延伸。第一百零七頁，共145頁。?不同的車型對ESP系統稱呼也不盡相同，如奔馳、奧迪稱為ESP，寶馬稱其為DSC（DynamicStabilityControl，即動態穩定性控制），豐田、雷克薩斯稱其為VSC（VehicleStabilityControl，即汽車穩定性控制系統），三菱稱為ASC/AYC（ActiveStabilityControl/ActiveYawControl，即主動穩定控制/主動橫擺控制系統）。第一百零八頁，共145頁。?本田稱為VSA（VehicleStabilityAssist，即車身穩定性輔助系統），而VOLVO汽車稱其為DSTC（DynamicStabilityandTractionControl，即動態循跡防滑控制系統）。第一百零九頁，共145頁。（一）ESP的理論基礎?汽車穩定性主要取決于汽車能否沿著車道行駛（即汽車轉向角的變化盡可能與車道一致）和汽車在轉向時能否穩定而不滑移，轉向時汽車的操縱穩定性至關重要。第一百一十頁，共145頁。?圖4-25所示為汽車運行時主要運動形式，其中汽車的側向運動用浮角表示，汽車垂直軸的轉動用橫擺速度表示。第一百一十一頁，共145頁。第一百一十二頁，共145頁。?圖4-26所示為汽車轉向角一定時的汽車橫向動力學模型（即圓周行駛模型）。第一百一十三頁，共145頁。第一百一十四頁，共145頁。?位置1是汽車突然轉向，即轉向盤偏轉時刻。?曲線2是汽車在堅實的硬路面上行駛的車道，該車道與轉向角是一致的，因為在車輪與路面間的附著系數足夠大時，橫向加速度力能傳遞到路面。第一百一十五頁，共145頁。?當車輪與路面間的附著系數較小時，如在光滑路面，則浮角相當大，如曲線3所示。?控制橫擺速度將使汽車進一步繞其垂直軸轉動，如曲線2那樣，但由于浮角過大而威脅到汽車的穩定性。第一百一十六頁，共145頁。?為此非常有必要控制汽車橫擺速度并限制浮角β來保證車輛的行駛穩定，如曲線4所示。第一百一十七頁，共145頁。（二）基本組成?ESP系統主要由用于檢測汽車狀態和駕駛員操作的傳感器（包括轉向傳感器、車輪傳感器、偏擺傳感器、縱向/橫向加速度傳感器）、用于估算汽車側滑狀態和計算恢復到安全狀態所需的旋轉動量和減速度的ECU、用于根據計算結果來控制每個車輪制動力和發動機輸出功率的執行器（控制車輪制動和發動機輸出功率）、用于故障信息顯示等幾部分組成，如圖4-27所示。第一百一十八頁，共145頁。第一百一十九頁，共145頁。（三）ESP的基本工作原理?如圖4-28所示。第一百二十頁，共145頁。第一百二十一頁，共145頁。（四）ESP系統主要零部件的結構及工作原理

?ESP系統主要零部件及其在車上的安裝位置如圖4-29所示，各零部件的作用如表4-6所示。第一百二十二頁，共145頁。第一百二十三頁，共145頁。第一百二十四頁，共145頁。1．ESP系統主要傳感器的結構與原理

?ESP主要傳感器包括車輪轉速傳感器、轉向盤轉角傳感器、加速度傳感器和橫擺角速度傳感器等。（1）車輪轉速傳感器（2）轉向盤轉角傳感器第一百二十五頁，共145頁。?常用的轉向盤角度傳感器有霍爾式和磁阻式兩種。①霍爾式轉向盤角度傳感器，具體結構如圖4-3