2.2 汽作原车理驱动防滑控制系统主要零部件的结构及工
2.2.1 汽车驱动防滑控制系统主要传感器的结构及工作原理
(1)车轮转速传感器 与ABS系统共享;用来跟踪每一车轮的运动状态。
(2)节气门位置传感器 在主、副节气门处各设置了一个节气门开度传感器与发动机电控系统共享,用来跟踪节气门打开的角度及进入发动机气缸的空气量,计算发动机输出转矩。
(3)ASR选择开关 ASR专用的信号输入装置。安装在驾驶人侧车门或仪表板下,ASR选择开关关闭时ASR不起作用。
2.2.2 汽车驱动防滑控制系统执行元件的结构及工作原理
1.副节气门驱动装置
(1)功用 副节气门驱动装置的功用是根据电子控制单元传送的指令来控制副节气门的开启角度,从而控制进入发动机气缸的空气量,达到控制发动机输出转矩的目的。
(2)结构 副节气门驱动装置安装在节气门壳体上,如图2-7所示。它是一个由电子控制单元控制转动的步进电动机,由永磁体、传感线圈和旋转轴等组成,如图2-8所示。在旋转轴的末端安装了一个小齿轮(主动齿轮),由它带动安装在副节气门轴末端的凸轮轴齿轮旋转,以此控制副节气门的开启角度。
图2-7 副节气门安装位置
1—主节气门 2—副节气门 3—主动齿轮 4—副节气门驱动装置 5—凸轮轴齿轮
图2-8 副节气门驱动装置
(3)工作情况 当驱动防滑控制系统不工作时,副节气门在弹簧力作用下保持全开状态,进入发动机的空气量由驾驶人控制主节气门的开度决定。当前、后车轮转速传感器检测到车轮滑转需进行防滑控制时,电子控制单元驱动步进电动机通过凸轮轴齿轮旋转,从而控制节气门的开度。
2.ASR制动压力调节器
(1)ASR制动压力调节器的结构和功用ASR制动压力调节器的结构形式有独立式和组合式两种。独立式防滑转制动压力调节器和ABS制动压力调节器在结构上是各自分开的(图2-5)。
组合式制动压力调节器是将ABS制动压力调节器和ASR制动压力调节器组合为一体,如图2-9所示,工作方式如图2-6所示。
两种类型的ASR制动压力调节器在结构上虽然有所不同,但都离不开液压泵总成和电磁阀总成。
图2-9 组合方式制动压力调节器结构图
1—低液位开关 2—储液器 3—驾驶室 4—电动液压泵 5—电动液压泵接线端子 6—电磁阀体 7—比例阀
液压泵总成由一个电动机驱动的液压柱塞泵和一个蓄能器组成,如图2-10所示。其中电动柱塞泵的功用是从制动总泵储液器中吸入制动液,升压后送到蓄能器。蓄能器的功用是储存高压制动液,并在系统工作时向车轮制动分泵提供制动液压。
电磁阀总成主要由三个二位二通电磁阀,即蓄能器切断电磁阀、制动总泵切断电磁阀、储液器切断电磁阀以及压力开关等部分组成,如图2-11所示。其中蓄能器切断电磁阀的功用是在防滑系统工作时,将制动液由蓄能器中传送至车轮制动分泵;制动总泵切断电磁阀的功用是当蓄能器中的制动液压传送给车轮制动分泵后,立即防止制动液流回制动总泵;储液器切断电磁阀的功用是在驱动防滑控制系统工作中将车轮制动分泵中的制动液传送回制动总泵中;压力开关的作用是调节蓄能器中的压力。
图2-10 液压泵总成
图2-11 电磁阀总成
(2)工作过程 以雷克萨斯LS400汽车为例,其同时具有ABS和ASR系统的功能,ABS和ASR控制器组合为一个整体。其组合式制动压力调节器的液压回路如图2-12所示。
其工作情况如下:
ASR不起作用时,电磁阀Ⅰ不通电。汽车在制动过程中如果车轮出现抱死,ABS起作用,通过电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ来调节制动压力。
当驱动轮出现滑转时,ASR使电磁阀Ⅰ通电,电磁阀Ⅰ移至右位,电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ不通电,电磁阀Ⅰ仍在右位,于是,蓄能器的压力通入驱动轮制动轮缸,制动压力增大。
当需要保持驱动轮的制动压力时,ASR控制器使电磁阀Ⅰ通小电流,电磁阀Ⅰ移至中位,隔断了蓄能器及制动主缸的通路,驱动轮制动轮缸的制动压力即保持不变。
图2-12 雷克萨斯LS400 ABS/ASR系统
1—输液泵 2—ABS/ASR组合压力调节器 3—电磁阀Ⅰ 4—蓄能器 5—压力开关 6—循环泵 7—储液器 8—电磁阀Ⅱ 9—电磁阀Ⅲ 10、11—驱动轮制动器
当需要减小驱动轮的制动压力时,ASR控制器使电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ通电,电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ移至右位,将驱动车轮制动轮缸与储液器接通,于是制动压力下降。
如果需要对左右驱动轮的制动压力实施不同的控制,ASR控制器则分别对电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ实行不同的控制。
ASR(TRC)系统主要装置及其功能如表2-1所示。
表2-1 ASR(TRC)系统主要装置及功能
2.2.3 汽车驱动防滑控制系统电控单元的工作原理及工作流程
汽车驱动防滑控制系统工作流程如图2-13所示。
电子控制单元(ECU)如图2-14所示。电子控制单元将防抱死控制功能和防滑转功能组合为一个整体。对于驱动防滑控制系统,它根据驱动轮转速传感器输送的速度信号计算判断出车轮与路面间的滑转状态,并适时地向其执行机构发出指令,以降低发动机的输出转矩和车轮的转速,从而实现防止驱动轮滑转的目的。此外,电子控制单元还具有初始检测功能、故障自诊断功能和失效保护功能。
图2-13 汽车驱动防滑控制系统工作流程图
图2-14 TRC ECU
1—点火开关 2—ABS警告灯 3—制动灯开关 4—制动灯 5—制动警告灯 6—驻车制动开关 7—储液器液位开关 8—空档开关 9—P位指示灯 10—N位指示灯 11—TRC关闭开关 12—诊断插头Ⅰ 13—TRC关闭指示灯 14—TRC工作指示灯 15—发动机警告灯 16—诊断插头Ⅱ 17—主节气门位置传感器 18—副节气门电动机 19—副节气门位置传感器 20—发动机ECU 21—右前轮速传感器 22—左前轮速传感器 23—右后轮速传感器 24—左后轮速传感器 25—制动压力调节器 26—左后调压电磁阀 27—右后调压电磁阀 28—调压电磁阀继电器 29—左前调压电磁阀 30—右前调压电磁阀 31—回液泵 32—回液泵继电器 33—TRC电动泵 34—TRC泵继电器 35—副节气门控制电动机继电器 36—压力开关 37—TRC隔离电磁阀 38—储液器隔离电磁阀 39—制动主缸隔离电磁阀 40—蓄能器隔离电磁阀 41—TRC主继电器
(1)车轮防滑控制 电子控制单元不断地由驱动轮车轮转速传感器接收到速度信号并不断地计算出每个车轮的速度,同时也计算出汽车的行驶速度和车轮滑转率。当汽车在起步或突然加速过程中,驱动轮滑转时,电子控制单元立即使驱动防滑控制系统工作。当踩下加速踏板后,主节气门迅速开启,驱动轮加速。当驱动轮速度超过设定的控制速度时,控制单元即发出指令,关闭副节气门,发动机进气量立即减少,从而使发动机转矩降低。同时,控制单元发出指令接通防滑制动压力调节器电磁阀,并将ABS压力调节器电磁阀置于“压力升高”状态,于是驱动防滑控制系统蓄能器的制动液压力升高,加上电动液压泵的压力,足以使制动轮缸中的制动液压力迅速升高,实现了对滑转驱动轮的制动。当产生制动作用后,驱动轮加速度立即减小,电子控制单元将ABS压力调节器的三位电磁阀置于“压力保持”状态;若驱动轮速度降低太多,电磁阀就处于“压力降低”状态,使制动轮缸中的液压力降低,驱动轮转速又恢复升高。
(2)初始检测功能 当汽车处在停止状态,变速杆处在“P”或“N”位置而接通点火开关时,电子控制单元即开始对副节气门驱动装置和防滑转制动压力调节器电磁阀的工作状态进行检测。
(3)故障自诊断功能 当电子控制单元检测到ASR出现故障时,即点亮仪表板上的ASR警告灯,警告驾驶人ASR已出现故障,同时将故障以故障码的形式存入存储器,供诊断时重新显示出来。
(4)失效保护功能 当ASR不工作和电子控制单元检测到有故障时,电子控制单元立即发出指令,断开ASR节气门继电器、ASR液压泵电动机继电器和ASR制动主继电器,从而使ASR系统不起作用。而发动机和制动系统仍可以按照没有采用ASR时那样工作。