驱动力控制系统 TCS.docx

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驱动力控制系统TCS

驱动力控制系统TCS

（又称TRC防滑控制系统TRAC循迹控制系统）

第一节概述

一、TCS的作用

在摩擦力限度内自动调节汽车的驱动力，避免车轮打滑、轮胎磨损，使车辆能正常行驶及维持转向的稳定性和操控性。

汽车行驶时，轮胎会受到两个力，即加速时的驱动力和转向时的向心力，两力之和称为轮胎力。

汽车的驱动力超过摩擦力的限度时轮胎因打滑的关系，将无法有效的将驱动力传至路面，使车辆无法操纵而发生不安全。

二、ABS与TCS的区别

1、ABS是在制动时防止车轮抱死，以免发生滑行现象，而TCS是在湿滑起步或加速时防止驱动轮打滑或在摩擦系数相差很大的非对称路面防止单侧驱动轮打滑。

2、ABS对驱动轮和非驱动轮都可以控制，而TCS则只控制驱动轮

3、ABS控制期间，各车轮之间的影响不大，而TCS控制期间由于差速器的作用，会使驱动车轮之间产生相互影响

三、TCS的控制方式

1、控制发动机

控制燃油喷射量、节气门开度或点火的时间

2、控制制动（驱动轮）

与ABS调节器共用或另设调节器

3、发动机与制动力同时控制

四、TCS的控制范围

控制范围：

滑移率0-35%（B范围）

1、以A范围为目标，可发挥最大的驱动力，但轮胎的向心力不足，转向控制性能变差，若以向心力最大为优先条件，则无法获得有效的见加速力。

2、为兼顾驱动力和向心力，以B范围为控制目标，以路面状况、转向盘转角、车身倾斜度等为据，由TCSECU计算出最小滑移率目标值，由100%至100%向心力作最佳的调配，使车辆在安全状态下充分发挥其操作性与运动性。

五、TCS系统的控制对象

1、起步加速控制

当驾驶员在光滑路面上过多踩油门时，会造成车轮的滑转。

驱动控制系统通过自动施加部分制动或减少发动机输出功率的方式，可使车轮的滑移率保持在最佳范围内，由此可防止驾驶员过多踩油门所带来的负作用，获得较好的行驶安全性及良好的起步加速性能。

当然，也可减少轮胎及动力传动系统的磨损。

2、制动力控制

汽车装有TCS系统，它可通过制动滑转车轮的办法来平衡驱动轮的转速差。

这实际上产生的是差速锁效应。

一方面提高了驱动力的发挥，在较大程度上发挥附着较好一侧的附着能力，另一方面防止了差速器行星齿轮的快速转动，避免了差速器的早期磨损。

TCS的这种控制方式称为“制动力控制”。

3、发动机调速控制

若两侧附着状况均不好（如均为结冰路面），当猛踩加速踏板时，由于地面附着能力不足，两侧驱动轮会同时滑转。

在这种情况下，驱动控制系统通过自动减少发动机功率输出的办法来控制。

发动机输出功率和发动机转速的适度降低，可减少驱动轮的过分滑转，一方面提高了车轮-路面间的侧向附着能力，维持了方向稳定性；另一方面增大了纵向附着能力，有利了加速与起步。

驱动防滑系统的这种控制方式称为“发动机调速控制”。

4、光滑路面状况显示控制

驱动防滑系统进行制动力控制和发动机调速控制时，仪表盘上的ASR指示灯就闪亮，告知驾驶员路面的状况，从而可及时采取相应措施。

驱动防滑系统的这种控制方式称为“光滑路面状况显示控制”。

5、轴荷转移控制

如果应用气体悬架的汽车在光滑路面上起步或行驶比较困难，可通过TCS控制作用使驱动力获得一定程度的增加，但仍不足以正常行驶，为增加驱动力，改善行驶状况，可通过轴荷转移的方法，增大驱动桥的附着载荷，增大驱动力。

轴荷转移是通过部分释放驱动桥气体悬架中压力气体，造成悬架质量向驱动桥一边倾斜，整车质心位置的改变来实现。

压力气体释放的多少取决于驱动轮的滑转程度。

TCS系统这种控制方式称为“轴荷转移控制”

第二节结构原理

一、控制发动机输出型

（一）控制喷油量

1、结构：

主要由轮速传感器、转向盘传感器、TCS开关，TCS指示灯

（1）轮速传感器：

与ABS装置共享

（2）转向盘传感器：

装在转向柱上

（3）TCS开关：

驾驶员利用开关关闭TCS作用，但若行驶在易滑路面时，则无法解除TCS作用。

（4）TCS指示灯：

有两个指示灯，TCS起作用时，TCS指示灯点亮，而在冷却水温低时为保护发动机，TCSOFF点亮，TCS不工作。

（5）TCS电脑：

有些车型TCS与ABS电脑做在一起

2、控制过程

（1）加速控制：

当被动轮转速与驱动轮转速差超过一定比值时，TCS电脑判定驱动轮可能产生打滑现象，送出喷油量减少信号

（2）转弯控制：

转弯时，左右驱动轮会产生转速差，同时转向盘旋转速度和车速较高，TCS工作，将滑移率控制在安全范围，送出减少喷油量信号，使车子能稳定转弯

（3）不良路面控制：

汽车在沙石路面、轮胎抓地力较差路面行驶时，如果让驱动轮适度打滑，有助于加强其加速力量的发挥，因此，TCS电脑由车轮旋转的速度与车体上下颠簸的频率判断是否处在不良路面，送出一定比例减少喷油量，以发挥较佳的加速性。

二、改变TCS控制阀的开度

（一）结构：

副节气门、步进电机、减速齿轮、位置传感器

（二）工作过程

1、TRC不工作时，副节气门全开

2、TRC工作时，依驱动轮打滑之轻重，TRCECU控制副节气门执行器使副节气门全关或半关，以控制发动机的输出。

二、控制点火时间及变速器档位型

1、当轮速传感器信号显示驱动轮打滑时，TCS电脑送出车轮打滑信号给ECU，当轻微打滑时，ECU立刻推迟点火提前角或降低档位，当严重打滑时，则两者同时控制。

2、以下状况时，TCS不作用

（1）当拉起手制动时

（2）当进气温度过高时

（3）当制动正在作用时

（4）发动机冷却水温过高时

（5）当三元催化器温度过高时

三、控制发动机输出及驱动轮制动型

1、结构（以凌志400为例）

丰田公司把ASR称作牵引力或驱动力控制系统，常用TRC—TractionControlSystem表示。

ASR（TRC）系统组成：

⑴电子控制器ECU：

与ABS共用

⑵车轮轮速传感器：

与ABS共用

⑶ASR制动压力调节器：

控制驱动轮制动管路

ASR（TRC）控制器（包括三个电磁阀：

总泵切断电磁阀、蓄压器切断电磁阀、储油器切断电磁阀）驱动防滑供能装置（储油器、蓄压器、增压泵、压力开关）

⑷副节气门：

步进电机控制

⑸节气门开度传感器：

主、副节气门各一个

　　ASR系统的传感器主要有车轮转速传感器和节气门开度传感器，车轮转速传感器与ABS系统共用，而节气门开度传感器则与发动机电子控制系统共用。

　　电子控制器以微处理器为核心，配以输入、输出电路及电源电路等。

为了减少电子元件器件的数目，简化和紧凑结构。

控制器通常均与ABS控制器组合为一体

2、发动机输出控制TRC副节气门控制

ASR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。

节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。

步进电机根据ASR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。

控制过程如下：

ASR不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来控制车轮滑转时，ASR控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助节气门开度。

3、驱动轮制动压力控制

ECU根据各轮速传感器的信号，确定驱动轮的滑转率和汽车的参考速度。

当ECU判定驱动轮的滑转率超过设定的门限值时，就使驱动副节气门的步进电机转动，减小节气门的开度，此时，即使主节气门的开度不变，发动机的进气量也会减少，使输出功率减小，驱动轮上的驱动力矩就会随之减小。

如果驱动车轮的滑转率仍未降低到设定的控制范围，ECU又会控制TRC制动压力调节装置和TRC制动压力装置，对驱动车轮施加一定的制动压力，使制动力矩作用于驱动轮，从而实现驱动防滑转的控制。

（1）TRC不作用，正常制动时，三个电磁阀均断电，总泵切断电磁阀开启，其他两个电磁阀关闭，当踩下制动踏板时，油压经总泵切断电磁阀，ABS调节器内的三段电磁阀送至制动分泵，放松制动踏板时，制动液经原路流回制动总泵

（2）TRC作用时，在湿滑路面启动或加速、后轮打滑，TRCECU利用三种油压模式，分别控制驱动轮制动压力。

在汽车起步、加速及行驶过程中，ECU根据轮速传感器输入的信号，判定驱动轮的滑移率超过设定值时，就进入防滑转控制过程。

首先ECU控制副节气门的步进电机转动使副节气门开度减小，减小进入发动机的进气量，使发动机输出转矩减小，同时使TRC警告灯闪烁；当ECU判定需要对驱动轮进行制动介入时，将TRC隔离电磁阀总成中的三个隔离电磁阀通电，使制动总泵隔离电磁阀处于关断状态，蓄能器和储液器隔离电磁阀处于通流状态。

这样，蓄能器中被加压的制动液会通过蓄能器隔离电磁阀，需制动后轮的三位三通调压电磁阀，进入相应制动轮缸，产生制动作用。

ECU通过独立地控制两个后轮制动轮缸的制动压力进行增大、保持和减小的循环调节，以将车轮的滑移率控制在设定值范围内。

注意此时的压力调节与ABS的压力调节过程不同，增压时进入制动液能器被加压后的制动液；减压时制动液不是流到储液器，而是经调压电磁阀、储液器隔离电磁阀流回到制动总泵的储液室，此时ABS电动回油泵并不工作。

①增压模式：

三个电磁阀均通电，总泵切断电磁阀关闭，其余两个开启，故蓄压器内的制动液经蓄压器切断电磁阀，及三段式电磁阀作用在驱动轮制动分泵上。

②保压模式：

当后轮油压已增加或降至所需值时，整个系统保持压力，三个电磁阀均通电，但ABS调节器内的三段电磁阀通以2.5A小电流，上下端均关闭，使分泵油压保持固定。

③减压模式：

当后轮减速至不打滑时，分泵油压必须降低，进入减压模式，此时，三个电磁阀均通电，但ABS电磁阀送入5A的大电流，使阀门下端开启，制动液流回总泵储油室，使分泵压力降低。

四、防滑差速锁（LSD）控制

1、防滑差速器简介

LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%～100%。

当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。

这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。

2、防滑差速器——防止车轮打滑的差速器，可自动控制汽车驱动轮打滑。

3、作用——汽车在好路上行驶时具有正常的差速作用。

但在坏路上行驶时，差速作用被锁止，充分利用不滑转车轮同地面间的附着力，产生足够的牵引力。

4、类型

（1）强制锁止式——通过电控或气控锁止机构人为的将差速器锁止。

（2）自动锁止式（自锁式）——在滑路面上自动增大锁止系数直至完全锁止。

5、结构原理

在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端，设置一个离合器，通过调节作用在离合器片上的液压压力，便可调节差速器的锁止程度。

根据驱动轮的滑移量，通过电子控制装置来控制发动机转速和汽车制动力进行工作；或按照左、右车轮的转速差来控制转矩，并与制动器相结合最优分配驱动轮驱动力。