为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!

驱动防滑控制系统

2017-10-29 32页 doc 339KB 55阅读

用户头像

is_037433

暂无简介

举报
驱动防滑控制系统驱动防滑控制系统 1.汽车防滑系统简介 1.1 汽车防滑系统的起源 1.2驱动防滑控制系统(ASR)的功用 1.2 汽车防滑系统的发展历程 2.汽车防滑系统类型、组成及功用 2.1 汽车防滑系统的类型 2.1.1发动机输出功率控制 2.1.2驱动轮制动控制 2.1.3防滑差速锁控制 2.1.4综合控制 2.2 汽车防滑系统的组成和功用 2.3 ASR与ABS的比较 3.VOLVO车型防滑控制系统 3.1 VOLVO驱动防滑控制系统组成 3.2 VOLVO驱动防滑控制系统分类及工作原理 3.2.1 电子刹车...
驱动防滑控制系统
驱动防滑控制系统 1.汽车防滑系统简介 1.1 汽车防滑系统的起源 1.2驱动防滑控制系统(ASR)的功用 1.2 汽车防滑系统的发展历程 2.汽车防滑系统类型、组成及功用 2.1 汽车防滑系统的类型 2.1.1发动机输出功率控制 2.1.2驱动轮制动控制 2.1.3防滑差速锁控制 2.1.4综合控制 2.2 汽车防滑系统的组成和功用 2.3 ASR与ABS的比较 3.VOLVO车型防滑控制系统 3.1 VOLVO驱动防滑控制系统组成 3.2 VOLVO驱动防滑控制系统分类及工作原理 3.2.1 电子刹车力分配 (EBD) 3.2.2 STC (稳定性和牵引力控制) 系统 3.2.3 牵引力控制 3.2.4 偏摆主动控制系统 4.防滑系统的使用、故障诊断与诊断方法 4.1 防滑系统的使用 4.2防滑系统的故障诊断及修复 4.2.1防滑系统的故障诊断 4.2.2防滑系统的故障修复 5.典型车型故障案例分析 6.结束语 7.参考文献 1汽车防滑系统简介 1.1汽车防滑系统的起源 有过驾驶经验得人都知道,如果车辆在积雪、结冰或潮湿泥泞的道路上起步或在行进中突然加速时,驱动车轮就有可能出现快速空转现象。 汽车发动机传递给车轮最大驱动力是由轮胎与路面之间的附着系数和地面作用在驱动轮上的法向反力的乘积(即附着力)决定的。但是,驱动力的增大受到附着力的限制,驱动力的最大值只能等于轮胎与路面之间的附着力。当驱动力超过附着力时,驱动轮将会在路面上打滑。 当汽车在地附着系数的路面(如泥泞或冰雪路面)上行驶时,由于地面与车轮之间的附着系数很小,因此在起步、加速时驱动轮就有可能打滑,导致汽车起步、加速性能下降。此外,当汽车在非对称路面上行驶时,如果某个(或某些)驱动轮处于在附着系数较低的路面(如泥泞或冰雪路面)上,那么地面对车轮施加的发作用转矩将很小。虽然另一个(或一些)车轮处于在附着系数较高的路面上,但是根据差速器转矩等量分配特性,地面能够提供的驱动转矩只能与处在低附着系数路面上车轮产生的驱动转矩相等。那么此时,车轮也有可能出现打滑现象,从而导致汽车通过性能变差。 当驱动轮打滑时,意味着轮胎与地面接地点出现了相对滑动,为了区别汽车制动时为车轮抱死而产生的“滑移”,我们把这种滑动称为驱动轮的“滑转”。驱动轮的滑转,同样会使车轮与地面的纵向附着力下降,是驱动轮上可获得的极限驱动力减小,最终导致汽车的起步、加速性能和在湿滑路面上通过性能的下降。同时,驱动轮的“滑转”还会导致横向附着系数大幅下降,从而使驱动轮出现横向滑动,随之产生汽车在行驶过程中的方向失控现象。 因此,为了避免和减少上述情况发生,就出现了汽车驱动防滑控制系统(Acceleration Slip Regulation,简称ASR)。由于ASR多数是通过控制发动机功率来实现的,故有些车系将其称为牵引力控制系统(Traction Control System,简称TCS或TRC)。 1.2驱动防滑控制系统(ASR)的功用 汽车驱动防滑控制系统(ASR)时继防抱死制动系统(ABS)之后,应用在汽车上专门用来防止驱动轮在起步、加速和在湿滑路面行驶时滑转的驱动力控制系统。为了清楚ASR的作用,让我们先分析一下汽车驱动轮的运动状态。 驱动轮的滑转程度可以用滑转率示,其表达式为 Sd=(VW-V)/VW×100,式中,Sd为驱动轮的滑转率;VW为车轮瞬时圆周速度,v 为车速。 当汽车未动(VW =0)而驱动轮转动时,Sd =100,,车轮处于完全滑转状态;当VW =V时,Sd =0,驱动轮处于纯滚动状态。 车轮滑移率和滑转率与纵向附着系数的关系如图1-1所示。可以看出,?附着系数随路面的不同而发生大幅度的变化;?在各种路面上,附着系数均随滑转率或滑移率的变化而变化,且在各种路面上当滑移率或滑转率为20%左右时,纵向附着系数达到最大值。若滑移率或滑转率继续增大,则纵向附着系数逐渐减减少。 图1-1 滑转率(滑移率)与纵向附着系数之间的关系 ASR系统的基本控制思路是:在车轮滑转时,将滑转率控制在最佳滑转率(大约20%)范围内,从而获得较大的附着系数,使路面能够提供较大的附着系数,从而使车轮的驱动力能够得到充分利用。 ASR系统的主要功能是:在车轮开始滑转时,通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力,防止因驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转,从而提高车辆的通过性,改善汽车的方向操纵稳定性。 因此,总结起来ASR系统的作用是控制车轮与路面的滑转率,防止汽车在起步、加速过程中打滑,特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的滑转,以保持汽车行驶方向的稳定性,操纵性,维持汽车的最佳驱动力,提高汽车的通过性和行驶平顺性。 ASR是ABS的延伸,在技术上与ABS比较近,部分软件、硬件可以共用。很多车型采用了集成ABS与ASR功能于一体的结构,控制系统共用一个ECU,这种结构也简称为ABS/ASR防滑控制系统,或者说汽车防滑控制系统是对ABS和ASR的统称。 1.3 ASR的发展 汽车ASR是伴随着ABS的产品化而发展起来的,它实质上是ABS基本思想在驱动领域的发展和推广。别克公司(BUICK)在1971年研制电控装置它是通过自动中断发动机点火,以减少发动机的输出转矩,从而防止驱动轮发生滑转的驱动防滑系统。世界上最早比较成功的汽车电子驱动防滑装置是在1985年由瑞典沃尔沃汽车公司(VOLVO)试制生产的,并安装在VOLVO 760Turbo汽车 上。该系统称为电子牵引力控制(Electric Traction Control ETC),是通过调节燃油供给量来调节发动机的输出扭矩,从而控制驱动轮滑转率,产生最佳驱动力,1986年在底特律汽车巡回展中,美国通用汽车公司(GM)雪佛兰(Chevrolet)分部在其生产的克尔维特•英迪牌轿车上安装了ASR系统,为ASR的发展做了良好的宣传。同年12月,BOSCH公司的ABS/ASR 2U是第一次将制动防抱死技术与驱动防滑技术结合起来应用到奔驰S级轿车上,并开始了小批量生产。与此同时,奔驰公司(BENAZ)与瓦布科公司(WABCO)也开发出了ASR,并将其用在了货车上。1987年,BOSCH公司在原ABS与ASR的基础上开始大批量生产两种不同形式的ASR:一种是可保证方向稳定性的完全通过发动机输出扭矩控制的ABS与ASR系统,另一种是既可保证方向稳定性,又可改善牵引性的驱动轮制动力调节与发动机输出扭矩调节综合控制的ABS与ASR系统。同年9月,日本丰田公司(TOYTA)也在其生产的皇冠牌(CROWN)轿车上安装了TCS.1989年,德国奥迪公司(AUDI)首次将驱动防滑调节装置安装在前置前驱动的AUDI轿车上。截至1990年底,世界上已有23个厂家的50余种车型安装了驱动防滑装置。1993年,BOSCH公司又开发出了第五代ASR,其结构更紧凑,成本也大大降低,可靠性得到了增加。 ABS与ASR大多都组合为一体,并且现在与主动(半主动)悬架、电控动力转向、电控自动变速器等装置组合,从而成为改善汽车性能不可缺少的一环。 2.汽车防滑系统类型、组成及功用 2.1汽车防滑系统的类型 为达到对汽车驱动车轮运动状态的精确控制,ASR可以通过以下方式实现对驱动车轮滑转的控制。 2.1.1发动机输出功率控制 当汽车起步、加速时。若加速踏板踩得过猛,常常会因驱动力超过轮胎和地面的附着极限,而出现驱动轮短时间的滑转。这时,ASR电控器将根据加速踏板行程大小发出控制指令,可通过发动机的副节气门驱动装置,适当调节副节气门的开度,也可以直接由发动机ECU改变点火时刻或燃油喷射量,通过限制发动机功率输出,减少驱动轮产生的驱动力,从而达到抑制驱动轮滑转的目的。 2.1.2驱动轮制动控制 在单侧驱动轮打滑时,ASR电控器将发出控制指令,通过制动系统的压力调节器,对产生滑转的车轮施加制动力。随着滑转车轮被制动减速,其滑转率会逐渐下降。当滑转率降到预定的范围之内以后,电控单元立即发出指令,减 少或停止这种制动。之后,若车轮又开始滑转,则继续下一轮的控制,直至将驱动轮的滑动率控制在理想范围内。与此同时,另一侧滑转车轮仍然保持着正常的驱动力。这种作用类似与驱动桥差速器中的差速锁,即当一侧驱动轮陷入泥泞中,部分或完全丧失了驱动能力,若制动该车轮,另一侧的驱动轮仍然能够产生足够的驱动力,以便维持汽车正常的行驶。如果当两侧驱动轮同时出现滑转,但滑转率不同时,可以通过对两侧驱动轮施加不同的制动力,分别抑制它们的滑转,从而可提高汽车在湿滑及不对称路面上的起步、加速能力和行驶的方向稳定性。这种方式是防止驱动轮滑转最迅速有效的一种控制方法。但是,出于对舒适性的考虑,一般这种控制方式制动力不可施加太大。因此,常常作为第一种方法的补充,以保证控制控制效果和控制速度的统一。这种控制方式采用的是ASR与ABS组合的液压控制系统,在ABS中增加了电磁阀和调节器,从而增加了驱动控制功能。 2.1.3防滑差速锁(Limited Slip Differential,LSD)控制 LSD能对差速器锁止装置进行电控,时锁止范围在0-100%之间变化。当驱动轮出现单边滑转时,电控器发出控制命令,使差速锁和制动压力调节器工作,从而控制车轮的滑转率。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、加速性能及行驶时的方向稳定性。各驱动轮的锁紧系数可用差速器中的液压预紧盘来调节。她可从零连续增加到完全锁紧,所需液压由蓄压器提供,调节作用由电磁阀控制。电控防滑差速锁系统组成如图2-1所示。 图2-1 电控防滑差速锁系统组成图 在差速器向驱动轮输出驱动力的输出端,设置有一个离合器,他通过调节作用在离合器片上的液压压力,便可使调节差速器的锁止程度。 2.1.4综合控制 为了达到更理想的控制效果,可采用上述各种控制方式相结合的控制系统。汽车在行驶过程中,由于路面湿滑程度各不相同,驱动力的状态也随时变化,综合控制系统将根据发动机的工况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制措施。例如:在发动机处于输出大转矩的状态下,车轮发生滑转的主要原因往往是路面湿滑,采用对滑转车轮施加制动力的方法比较有效。在更为复杂的工况下,借助综合控制的方式能够更好地达到控制驱动轮滑转的目的。 2.2 汽车防滑系统的组成和功用 ASR的基本组成如图2-2所示,主要包括传感器、ECU、执行器等部件。 2.2.1传感器 传感器主要包括轮速传感器、节气门位置传感器、ASR选择开关等。一般轮速传感器与ASR共用,主要完成对车轮速度的检测,并将轮速信号传递给ASR和ABS电控单元。而主、副节气门位置传感器用于分别检测主、副节气门的开启角度,并将这些信号传递给发动机和自动变速器电控单元,与发动机电控系统共用。 图2-2 ABS系统组成示意图 ASR选择开关是系统特有的一个开关装置,它可以通过人为操作选择是否启用ASR系统,如将ASR的关断开关切断(处于“OFF”的位置),ECU可使系统退出ASR工作状态,并点亮ASR关断指示灯。在某些特殊的场合,例如,为了检查汽车传动系统或其他系统的故障时,可以借助该开关使ASR系统停止工作,以避免因驱动轮悬空,致使ASR对驱动轮施加制动而影响故障检查。 2.2.2 ECU ADR ECU以微处理器为核心,配以输入、输出电路及电源电路等。为了减少电子元器件的数目,简化和紧凑结构,ASR控制器通常均与ABS控制器组合为一体如图2-3所示,ASR ECU的输出信号来自传感器、ABS ECU、发动机ECU和选择控制开关等。根据上述输入信号,ASR ECU通过计算后向制动压力调节器与副节气门驱动装置发出工作指令,并通过指示灯显示当前工作状态。一旦ASR ECU检测到任何故障,则立即停止ASR调节。此时车辆仍可以保持常规行 驶方式,同时系统会将检测出的故障信息存入计算机的RAM,并让报警指示灯闪烁,以提醒驾驶员。 图2-3 ASR系统的ECU及其输入和输出 2.2.3执行器 ASR系统的执行器主要包括制动压力调节器、副节气门驱动装置等。前者根据ABS和ASR电控单元的信号,调节制动器中的液压。后者则根据ASR电控单元传送来的信号控制副节气门的开启角度。 1)ASR制动压力调节器 ASR制动压力调节器通过接受ASR控制器的指令,对滑转车轮施加制动力,并控制动力的这种方式是防止制动力不可施加太大。因此,常常作为第一种方法的补充,以保证控制制动力的大小,以使驱动轮的滑转率处于目标范围内 。高压储能器是ASR的制动压力源,而经过制动压力调节电磁阀可以调节驱动轮制动压力的大小。ASR制动压力调节器有独立式和组合式两种结构。独立式是指ASR与ABS制动压力调节器彼此分立的结构形式,他比较适合将ASR作 为选装系统的车辆,布置较灵活,但结构不紧凑,连接点较多,易泄漏。组合式是指将ASR与ABS两套压力调节装置合二为一的结构形式,特点与独立式结构相反。 ?独立调节式:制动压力独立调节的结构形式如2-4图所示。 图2-4 ASR的独立调节 当ASR制动压力调节器中的三位三通电磁阀(3/3电磁阀)处于断电状态而取左位时,调压缸右腔与储液室相通,压力较低,故缸内活塞在回位弹簧推力的作用下被推至右极限位置。此时,一方面可借助调压缸中部的通液孔将ABS制动压力调节器与车轮上的制动轮缸导通,保证ABS实现正常调压,另一方面也可实现ASR对制动轮缸的减压。 若电磁阀通电而处于右位时,调压缸右腔与储液室隔断,但与高压储能器导通,具有一定压力的液体将调压活塞推向左端,截断ABS制动压力调节器与制动轮缸的联系,调压缸左腔的压力回随活塞的左移而增大,进而带动制动轮缸压力的上升,便可实现ASR对驱动轮制动压力的增压调节。 当电控器使电磁阀半通电而处于中间位置时,而调压缸与储液室和高压储能器均相通,而调压缸活塞保持不动,驱动轮缸压力也维持不变。 ?组合调节式:组合方式的ASR压力调节器如图2-5所示。 图2-5 ASR的组合调节方式 当ASR调节电磁阀(3/3电磁阀I)断电而取左位时,ASR不起作用。通过两个ABS调压电磁阀(3/3电磁阀II、III)的作用,可实现对两驱动轮制动压力的调节。 当ASR调节电磁阀通电而取右位时,若ABS调压电磁阀仍处于断电状态而取左位,这时,高压储能器的压力油可流入驱动车轮的制动轮缸,以达到制动增压的目的。 若ASR调节电磁阀半通电,处于中间位置时,则切断了高压储能器与制动主缸的联系,驱动轮制动轮缸压力维持不变。 当两个ABS调压调节电磁阀通电而取右位时,驱动轮制动轮缸与储液室相通,制动压力下降,从而实现制动减压。 由此可见,组合调节式通过调节电磁阀(3/3电磁阀I、II、III)的不同组合,分别实现对驱动轮的制动防抱死控制和驱动防滑控制。另一个调节电磁阀(3/3电磁阀)实现对从动轮的制动防抱死控制。 2)副节气门驱动装置 ASR以福节气门控制发动机输出功率是应用最广泛的方法。当ASR不起作用时,副节气门处于完全开状态,发动机输出功率由主节气门直接控制。当ASR起作用时,ECU控制副节气门的开度变化,便可实现对发动机输出功率的调节。节气门驱动装置一般由步进电机和传动机构组成,步进电机根据ASR电控器输出的控制脉冲可使副节气门转过规定的角度。 副节气门驱动装置控制原理如图2-6所示 图2-6副节气门驱动装置控制原理图 尽管现代汽车上采用的ASR系统各不相同,但是,概括说来他们在工作中均具有以下一些特点: ?ASR系统可由开关选择其是否工作,并由相应的指示灯指示其状态。 ?当ASR系统关闭时,副节气门处于全开位置,此时,其制动压力调节装置不影响制动系统的正常工作。 ?ASR系统在工作时,ABS具有调节优先权。 ?ASR系统只在一定车速范围内(如8-120km/h)起作用。 ?ASR系统在不同的车速范围内通常具有不同的特性。如当车速较低时,以提高牵引力为目的,可是对两驱动轮可施加不同的制动力矩(即两驱动轮制动压力独立调节);当车速较高时,则以保持行驶方向稳定性为目的,使施加在两车轮上的制动力保持相同(两轮一同控制)。 2.4 ASR与ABS的比较 ASR与ABS都是通过控制车轮和路面的相对滑动,以保证轮胎与地面之间存在较小的纵向和横向附着系数,因此两系数密切相关,常采用相同的技术,常结合在一起,共享许多电子组件和共同的系统部件来控制车轮的运动状态,构成车辆行驶安全系统。若将ASR系统与ABS仔细比较,可以发现两者具有的共性主要有: ? ABS与ASR均可以通过控制车轮的制动力矩来达到控制车轮滑动的目 的; ? ABS与ASR均要求系统具有迅速的反应能力和足够的控制精度; ? 两种系统均要求调节过程消耗尽可能小的能量; ? ABS与ASR一样,具有自诊断功能。 同时,ASR系统与ABS也存在如下一些明显的区别: ? ABS是防止制动时车轮抱死滑移,改善制动效能,确保制动安全;ASR系统则是防止驱动车轮原地滑转,提高汽车起步、加速性能及在滑溜路面行驶的通过性和方向稳定性; ? ABS对所有车轮实施调节,ASR只对驱动轮加以调节控制; ? ABS控制起作用阶段是在制动过程期间;而ASR控制阶段是在汽车驱动期间(尤其是在起步、加速、转弯等过程中); ? ABS是在制动时,在车轮出现抱死的情况下起控制作用,在车速很低(小于8km/h)时不起作用;而ASR系统则是在整个行驶过程中都工作,在车轮出现滑转时起作用,而当车速很高(80-120km/h)时不起作用; ? ABS工作时,传动系震动较小,各车轮之间的相互影响不大,而ASR工作时,由于差速器的作用会使车轮之间产生较大的相互影响,传动系易产生较大震动。 3典型车型防滑控制系统 世界上最早比较成功的汽车电子驱动防滑装置是在1985年由瑞典沃尔沃汽车公司(VOLVO)试制生产的,并安装在VOLVO 760Turbo汽车上。该系统称为电子牵引力控制(Electric Traction Control ETC),是通过调节燃油供给量来调节发动机的输出扭矩,从而控制驱动轮滑转率,产生最佳驱动力。之后又相继的装配有EBD、STC、DSTC等系统。 3.1 VOLVO驱动防滑控制系统组成 (1)控制模块 控制模块包含两个不同的微处理器,用来接受来自系统中不同传感器的信号。如图3-1所示,两个微处理器平行运作,它们使用一个程序计算所需的 ABS 及电子刹车力分配功能。ABS 控制模块有八个用于液压阀 (四个出口阀和四个进气门) 的阀线圈。 控制模块有两个接头,一个用于汽车布线另一个用于液压泵。 图3-1 控制模块 图3-2 液压调谐器 (2)液压调谐器 液压调谐器位于发动机室中,是由一个泵马达和控制不同液压刹车线路的压力的液压阀所组成。如图3-2所示,在控制期间这些阀门个别地限制到达各车轮的刹车压力以防止车轮锁定。如有必要这些阀门和液压泵一起操作。在稳定性和牵引力控制期间,泵和阀门一起提供刹车压力。 (3)STC/DSTC 开关 图3-3 STC/DSTC的开关位置 如图3-3所示,STC/DSTC 的开关位于气候控制模块 (CCM) 下部其它按钮的旁侧。稳定性和牵引力控制可以手动关闭。所有的功能在点火打开时啮合。其开关上均有一个绿色 LED 指示灯以显示 ON 位置。 (4) 警告灯 图3-4 刹车系统三个位于综合仪表板中的警告灯. 1)ABS警告灯 ABS 警告灯表示 ABS 系统故障。 点火开关打开后,ABS控制模块检查ABS警告灯的功能。灯亮起达5 秒。ABS控制模块连续地监测系统电压。如果电压增加或降低超过特定参数,ABS警告灯亮起并且系统进入备用模式。当返回到正确的操作系统电压时,灯熄灭。没有故障电压的诊断故障代码(DTC)被储存。 2)刹车警告灯 刹车警告灯表示: a. 电子刹车力分配 (EBD) 功能有故障 b. 制动液位太低。 3)牵引力控制警告灯 (仅限于具有 STC/DSTC 的汽车) ? 牵引力控制警告灯在下列情况下持续亮起: a. STC/DSTC 因诊断故障代码 (DTC)储而存被解除 b. STC/DSTC手动关闭。 c. 刹车盘温度太高. ? 牵引力控制警告灯在下列情况下闪烁: a. 某个驱动轮在加速时开始滑转。控制模块启动以重获牵引力. b. 在偏摆主动控制过程中超过了横向稳定性极限 (车辆转向过度或转向不足)。 (5)车轮传感器 图3-5 车轮传感器 共有四个车轮传感器,每个车轮一个。车轮传感器为控制模块提供每个车轮有关转速、加速及延迟的信息。控制模块通过脉冲数便能计算出车轮转速. 车轮传感器为主动型传感器。当脉动轮旋转时,传感器产生一脉冲电流(方波),其强度取决于脉动轮的位置。来自车轮传感器线圈的信号于是受到一个磁阻元件的影响,该元件所产生的电流在 7 mA 和 14 mA 之间变化,其频率随速度而增加。 前轮上的脉动轮被压到外侧固定速度接头上,而车轮传感器则相对于脉动轮呈径向位于轴外壳中。后轮上的脉动轮被压到轮毂上,而车轮传感器则相对于脉动轮呈轴向定位。后脉动轮可以更换。前后两个脉动轮有 48 齿。任何一个车轮传感器有故障时ABS、TRACS、STC、DSTC功能不起作用。 如果一个车轮传感器出现故障,电子刹车力分配 (EBD) 仍会起作用。如果有一个以上的车轮传感器同时出现故障,则电子刹车力分配 (EBD) 将会解除。 (6)停车(刹车)灯开关 图3-6停车(刹车)灯开关 图3-7偏摆率传感器 停车(刹车)灯开关传递信号告知控制模块刹车已经开始。控制模块中断任何的牵引力控制并且进入ABS/EBD控制的备用模式,这样,控制模块就能作更精确的计算。如果控制模块没有接收到停车(刹车)灯开关的信号,ABS控制仍起作用,但是在ABS控制开始时控制会较猛力。 停车(刹车)灯开关从蓄电池获取电源。在开关关上时,停车(刹车)灯亮起并且控制模块接收到刹车正在发生的信号。 在配备有TRACS的全轮驱动(AWD) 汽车中,停车(刹车)灯开关有两个开关,以确保刹车时牵引力控制停止。如果停车灯开关信号发生故障, TRACS功能中的牵引力控制从在所有车轮上操作减少到仅在前车轮操作。 (7)偏摆率传感器(仅限于DSTC) 图3-7所示,两个偏摆率传感器位于乘客室中。一个位于储藏室下的中央控制台内,另一个位于右前座椅下方。回转元件传感器提供关于车辆偏摆速率(横向速度)的信息,并用于计算ABS控制模块中的稳定性功能。该信息通过模拟信号(0-5 V)传送,其中大约2.5 V是直线行驶时的正常数值。一个内置滤芯将信号过滤,使高频干扰不会发生,并且汽车车体的震动不会影响控制模块中的不同计算。 两个传感器以相反方向安装。有两个传感器的原因仅是为了安全。它们测量相同的角度并提供综合的平均值。 (8)横向加速传感器(仅限于DSTC) 图3-8 刹车倍力器 图3-9 横向加速度传感器 横向加速传感器和其中一个偏摆速率传感器在储藏室下方中央控制台内的同一个托件上。横向加速传感器的信息用于计算ABS控制模块中的稳定性功能。使用的是模拟信号(0-5 V), 其中2.5 V相当于没有加速,电压低于2.5 V相当于向右加速,电压高于2.5 V相当于向左加速。一个内置滤芯将信号过滤,使高频干扰不会发生,并且汽车车体的震动不会影响控制模块中的不同计算。 (9)主动动力刹车倍力器,踏板压力传感器 (仅限于 DSTC) 动力刹车倍力器定位在发动机室中的防火墙上。如图3-8所示,它由真空汽缸 (1)、踏板位置传感器 (2)、聚压阀 (3) 及踏板压力传感器 (4) 组成。踏板压力传感器位于动力刹车倍力器中,它向ABS控制模块提供有关驾驶员刹车活动的信息。如果驾驶员在牵引力控制期间踩下刹车踏板,控制将会停止。 图3-10 踏板位置传感器 图3-11 刹车压力传感器 踏板位置传感器固定在发动机室中动力刹车倍力器上。该传感器为一滑线式分压器,它对踏板推杆作出反应。00 mm 对应于 0 V,38.5 mm 的运动对应于大约 95 % 的蓄电池电压 (Ubat)。踏板位置传感器信号用于检查停车(刹车)灯开关的功能。 踏板位置传感器直接连接到发动机控制模块(ECM)。该踏板位置传感器没有ABS功能。 (10) 刹车压力传感器 (仅限于 DSTC) 主汽缸上有两个刹车压力传感器。一个传感器位于初级电路上,另一个在次级电路上。信息由两个模拟信号 (测量范围为 0-5 V) 传递,并由ABS控制模块用来计算DSTC控制期间以及驾驶员刹车时的刹车压力。这些传感器接收通过ABS控制模块的电压。对这些传感器可作多种诊断。更换刹车压力传感器时,必须根据 VIDA 车辆通讯中的信息对ABS控制模块进行校准,或者通过行车测试作手动校准 3.2驱动防滑控制系统分类 3.2.1 电子刹车力分配 (EBD) 图3-12 电子刹车力分配 (EBD)工作原理 电子刹车力分配 (EBD) 集成于 ABS 系统中,用于控制后车轮刹车的刹车力。电子刹车力分配(EBD)功能取代了释放阀,否则释放阀会减少后车轮刹车线路中的压力。 电子刹车力分配用于控制后车轮刹车线路中的液压,使得后车轮在刹车时比前车轮更少打滑。这样便确保了最佳及稳定的刹车。控制模块通过控制后轮刹车线路的入口和出口阀来调节刹车压力。 电子刹车力分配(EBD)的压力开关与主汽缸的初级线路连接,并传递信号说明初级线路已加压。电子刹车力分配(EBD)仅在压力开关启动时起作用. 后车轮线路中的刹车压力根据后车轮相对于前车轮的滑动量而变化。控制的目的是保持后车轮的滑动比前车轮高0 - 2%。该功能对于负载较为敏感。一般来说,后车轮和前车轮之间在刹车时的滑动差异取决于刹车力度和车辆负载。重刹车/轻负载会引起较大滑动,而轻刹车/重负载则引起较小滑动。 所以,在液压泵未启动的情况下,在电子刹车力分配 (EBD) 控制期间对于刹车液的需求量比稳定性及牵引力控制期间的要少。从刹车线路流回的刹车液量由储蓄器收集。 3.2.2 STC (稳定性和牵引力控制) 系统 STC (稳定性和牵引 力控制) 系统由稳定性 控制和牵引力控制两个 功能组成。稳定性功能 由发动机控制模块(ECM) 控制。牵引力控制功能 和 TRACS (牵引力控制 系统) 以相同的方式运 作。 (1)稳定性控制 当ABS控制模块因 某个车轮失去牵引力而 向发动机控制模块(ECM) 图3-13 前轮驱动汽车的牵引力控制 发出信号要求降低发动机扭力时,稳定性控制发生。稳定性控制在 0 km/h 到最高车速范围内均起作用。有关牵引力控制的信息. (2)牵引力控制 如图3-13显示前轮驱动汽车的牵引力控制。 组件 1. 分离阀,通常打开 2. 液压梭动阀,通常关闭 3. 液压泵 4. 出口阀,通常关闭 5. 进气门,通常打开 6. 均压器 7. 溢流阀 8. 单向阀 牵引力控制功能ABS系统整合在一起。该系统主要是用来协助在湿滑路面上以不超过大约40 km/h的车速行驶。车速超过40 km/h时,牵引力控制 的作用就十分有限。 牵引力控制功能在点火开关打开后便一定会啮合。这一功能可通过位于气候控制模块 (CCM) 下部的 STC 开关解除。 如果ABS控制模块通过前车轮传感器记录到某个从动轮比另其他滑转快,分离阀 (1) 便会关闭,液压泵 (3) 启动,将刹车液泵入滑转车轮的刹车卡钳。压力在刹车线路中聚集,并尽量施加在刹车上,使得驱动力分配到从动轮之间。有著最佳牵引力的车轮获得最多的路面驱动力。这一过程与发动机输出无关。 在具有牵引力控制的汽车上,ABS控制模块连续记录制动器的使用情况并计算前轮刹车盘的温度。如果牵引力控制啮合,且计算温度变得太高(大约450 ?C),牵引力控制切断,牵引力控制警告指示灯亮起。这会防止制动器过热。一旦所计算的温度降至大约 350 ?C 以下,警告灯便会熄灭,牵引力控制再次啮合。然而,ABS 功能总是存在的。有关刹车盘计算温度的信息在有电源 30 连接的情况下会一直保存在ABS控制模块中。如果对刹车系统的使用太重,也可能引起制动器高温。 3.2.3 牵引力控制 (1)无牵引力控制 如果从动轮没有滑转,则刹车系统不受影响 (即主汽缸在休止位置,而刹车液储液筒和液压系统其余部份之间的连接打开)。系统中没有压力。在 ABS 液压调谐器的阀体中,液压阀均处于其休止位置。换句话说,进气门及分离阀打开,而出口阀关闭。 图3-14 一个或两个从动轮滑转时的牵引力控制 一个或两个从动轮滑转时的牵引力控制如图3-14所示,当移动中的车辆的一个或两个从动轮即将发生滑转时,ABS控制模块将会比较来自车轮传感器的 信号和所计算的参考速度来探知滑转的可能性。控制模块关闭一个或两个分离阀,液压泵启动。分离阀阻断泵压力侧和主汽缸初级管路/次级管路之间的连接。非滑转车轮的进气门关闭,使该车轮不受制动。液压泵将刹车液从刹车液储液筒抽出,流经液压梭动阀,增加压力直到旁通阀打开。液压到达滑转车轮后使该车轮减速,这样驱动力在从动车轮之间分配,使得具有最佳牵引力的车轮获得最大的驱动力。 由于泵提供的液流量大于牵引力控制所需要的量,多余的刹车液便经主汽缸的旁通阀排出,或由泵直接抽走。 如果牵引力控制被手动解除,则当发生车轮滑转时可用开关将它重新啮合。于是这一功能便会以比正常更平滑的状态启动。 一旦滑转的车轮被刹车到较为正常的速度,进气门便立即关闭。根据车轮的加速情况,出口阀或者打开 (刹车液流回泵的抽吸侧) 以降低刹车线路中的压力,或者保持关闭以维持压力 (恒压)。出口阀关闭使刹车线路中的压力增加,而进气门打开也使刹车线路中的压力增加。 这种对车轮按比例刹车以实现最佳滑转控制的功能在出现下列情况之一时解除: , 路面摩擦力增大而使车轮滑转停止 , ABS控制模块为防止制动器太热而中断这一过程 , 发生了刹车 , 该功能由气候控制模块(CCM)上的开关来解除 , 车速超过了牵引力控制范围。 如果后车轮在牵引力控制期间发生锁定 (例如使用了驻车刹车),ABS控制模块便会停止牵引力控制,以便 ABS 切入。牵引力控制灯亮起. ABS控制模块通过来自停车(刹车)灯开关的信号记录到刹车启动后,便会中断牵引力控制并使分离阀打开。液压梭动阀关闭,使得泵无法从主汽缸抽取刹车液。液压调谐器此时即作为正常的 ABS 液压调谐器运作。 从动轮之间的转速差异要求牵引力控制。这一差异随车速不同而变化。当车速为 0 km/h 时,从动车轮之间的速度差异必须达到 8 km/h,牵引力控制才会啮合。在车速为 20 km/h 时,要求差异为 18 km/h;而在车速为 40 km/h 时,则要求差异为 25 km/h。在更高车速下所要求的从动轮之间的转速差异非常之大,以至于在车速超过 40 km/h 时牵引力控制实际上不起作用. 3.2.4 偏摆主动控制系统 3-15 ASR系统组件位置 具有 DSTC功能的ABS控制模块利用来自系统中不同传感器的连续信息来计算方向盘及车辆的位置。ABS控制模块通过测量方向盘角度、发动机扭力、车速及刹车压力来计算驾驶员的驾驶方式。ABS控制模块也通过监测方向盘角度、方向盘角度速度、偏摆率速度及侧向加速来计算车辆动态。当驾驶员的驾驶动作和车辆动态之间的差异超过一定点时,偏摆主动控制便会限制发动机扭力以便在所有驾驶状况下维持横向稳定性。偏摆主动控制也会启动动力刹车倍力器及单独的刹车控制,以控制液压调谐器的分离阀、液压梭动阀及进气门和出口阀,它们在车轮打滑时对车辆加以修正。 (1)偏摆主动控制 如图3-16所示系统组件如下: 1. 进气门,通常打开 2. 出口阀,通常关闭 3. 电子梭动阀,通常关闭 4. 分离阀,通常打开 5. 刹车压力传感器 6. 踏板压力传感器 7. 溢流阀 8. 液压泵 9. 均压器 10.单向阀 11.增压阀。 图3-16 偏摆主动控制系统组件 在偏摆主动控制期间,如果车辆打滑,动力刹车倍力器上的真空阀便会打开。动力刹车倍力器于是不用驾驶员踩下刹车踏板便迅速集聚压力。同时液压泵 (8) 启动以集聚刹车压力。液压泵在初始阶段后便负起刹车的任务。 然后,ABS控制模块启动液压调谐器中的各阀门,并增加、维持或降低各车轮的压力以个别检查刹车力以稳定汽车。刹车踏板在启动期间会上下移动。如果驾驶员在稳定性控制期间踩下刹车踏板,则控制模块将通过动力刹车倍力器中的踏板压力传感器 (6) 获知驾驶员在稳定性控制时所施加的压力,并作为考虑因素。 (2)DSTC转向过度 图3-17 DSTC转向过度控制 转向过度是一种非常危险的状况,一般的驾驶员对此难以控制。当车辆转动幅度大于方向盘转幅时即为转向过度。如果不加以修正,转向过度将导致车辆失控滑转。 上例中的车辆在右转时发生转向过度。为克服这一情况,DSTC 系统关闭分离阀,打开电子梭动阀并启动泵。在其它进气门关闭时,进气门 (C1) 保持打开。这样使左前车轮刹车,造成该车轮失去抓力,从而减少转向过度。 (3) DSTC 转向不足 图3-18 DSTC 转向不足控制 如果车辆在方向盘转动时继续笔直前行,即为转向不足。转向不足的原因是加速太大。当车辆发生转向不足时,ABS控制模块通过控制区域网络(CAN)发出一个扭力降低的要求到发动机控制模块(ECM)。 在上例中,方向盘向右转,但车辆继续笔直向前。分离阀关闭、电子梭动阀打开并且泵启动。DSTC 系统只打开进气门 C2 而关闭其它的进气门 (C1、C3 和 C4),从而对右后车轮刹车。如果右后车轮刹车不足以使车辆恢复正常路径,则ABS控制模块会打开进气门 C4 以进行右前车轮刹车。 (4) 动态稳定性控制 当驾驶员在偏摆主动控制期间刹车时,因车辆横向稳定性有著优先权,ABS控制模块会松开主动动力刹车倍力器以短时间内增加刹车压力。各项计算中包括驾驶员所需要的刹车压力以及下列的功能:偏摆主动控制.ABS.EBD.稳定性控在制。 在转动时使用手刹,如果速度超过大约40km/h,防偏摆控制功能启动。AYC在较低速度时连续降低,在20-25km/h时不明显。 阀门和泵马达的自我诊断功能在新的驾驶周期之后当车速超过 20 km/h 时发生。主动动力刹车倍力器的自我诊断功能在车速超过 11 km/h 时启动。每次新的驾驶周期时都进行自我诊断。 如果驾驶员在稳定性控制期间踩下刹车踏板,则控制模块将通过动力刹车倍力器中的踏板压力传感器获知驾驶员在稳定性控制时所施加的压力,并作为考虑因素。 4 防滑系统的使用、故障诊断 4.1 防滑系统的使用 ASR系统是由电子元件控制的,在工作中有些现象是正常的,例如: ?系统检查时的声音:在发动机启动后,有时候会从发动机舱中传出类似碰击的声音,这是系统在进行自我检查时发出的声音,属于正常现象。 ?工作时的声音:液压单元内部电动机的声音;与制动踏板振动一起产生的声音;工作时。因制动而引起悬架碰击声或轮胎与地面接触发出(吱嘎)声。 ?在积雪或是沙石路面上,安装有ABS车辆的制动距离有时候会比没有安装ABS车辆的距离长。 ?在TRC工作时,发动机的油门反应会比不工作时慢。 4.2防滑系统的故障诊断及修复 4.2.1防滑控制系统的故障诊断 现代汽车电控系统都具有故障自诊断功能。当ABS/ASR系统的ECU检测到系统的故障信息时,立即使仪表板上相应警告灯点亮,提示驾驶员ABS/ASR系统出现故障,同时将故障信息以故障码的形式储存到存储器中。诊断ABS/ASR系统故障时,按照设定的程序和方法可读取故障码和清除故障码。 (1)警告灯的工作 ABS、ASR、ESP系统共有3中警告灯: ?制动装置警告灯K118;?ABS故障警告灯K47;?ASR/ESP警告灯K115。其工作情况如图所示。 图3-19 系统故障灯 图3-19中从上到下依次显示的情况是: ?发动机刚启动,系统处于自检过程,三个警告灯常亮; ?系统自检完成,没有发现故障,或系统正常,三个警告灯都熄灭; ?在汽车行驶中,当ASR/ESP起作用时,ASR/ESP警告灯K115闪烁; ?当按下ASR/ESP按钮(系统不工作),且ABS有效时,ASR/ESP警告灯K115亮起; ?若ASR/ESP系统发生故障时,ASR/ESP警告灯K115和ABS故障警告灯K47点亮; ?若ABS系统发生故障时,三个警告灯都亮起。 (2)ASR故障诊断注意事项 ?ABS、ASR是一种汽车主动安全系统,从事该项目检修诊断工作要求具备该系统的相关知识; ?在车辆使用中,若怀疑或确定防滑控制系统元件有故障,一般都需要将可疑元件拆下进行检查或更换; ?由于蓄压器使管道中的制动液保持着一定压力,在拆卸油管时要小心高压制动液的喷出; ?安装时要按规定的扭矩拧紧管路的螺纹连接件,拧得过松容易造成松动和泄漏,宁得过紧又容易造成变形和滑丝; ?与ABS和普通制动系统一样,若在维修中拆动了液压系统元件,安装后必须对液压系统进行排气; ?在对ABS、ASR进行检修之前原则上要查询故障代码; ?在拔下ABS、ASR控制单元插头的情况下不要驾车; ?ABS、ASR的元器件插头只有在关闭点火开关时才可拔下或插上; ?不允许松开液压单元的螺栓(在更换回油泵继电器和电磁阀时,继电器罩盖螺栓除外); 在涉及与制动液有关的作业时,要注意采取有效的安全防范措施; ? (3)ABS/ASR故障检测的前提条件 ?所有车轮应使用规定的及相同规格的轮胎,轮胎充气压力应正确; ?包括制动灯开关及制动灯在内的常规制动装置应正常; ?液压系统的接头和管路应密封良好; ?轮毂轴承及其间隙应正常,轮速传感器安装位置正确 ?所有熔断丝应正常 ?电控插头连接应正确,并且锁紧器应可靠锁紧; ?油泵继电器和ABS电磁阀继电器的插头应正确; ?蓄电池电压应正常 ?只有在停车时及打开点火开关的情况下才有可能进入故障自诊断系统,在车速超过2.75km/h时不能进入故障自诊断系统,因此在进行故障自诊断时四个车轮必须处于静止状态; ?在进行ABS、ASR故障检测期间,汽车电器设备不要受到电磁干扰,即汽车要远离高耗电设备。 4.2.2防滑系统的故障修复 故障现象:该车在行驶过程中驱动防滑控制系统,ASR,指示灯常亮。用户反映该该车前两天曾因发动机不起动故障拖到服务站维修过,但那时ASR指示灯并未点亮。 故障检修:该车的驱动防滑控制系统,ASR,,采用的是通过调整发动机的进气量控制发动机的输出转矩,而进气量的调整是依靠改变节气门的开度实现的。同时ASR系统还对发生滑转的驱动轮直接加以制动。这种方式反映时间最短,是防止转滑的最迅速的一中控制方式,对驱动轮进行制动还能起到差速锁的作用。对滑转的驱动轮施加一定的制动力外,该车还装备了电子差速锁,当 车速超过40km/h时,该装置起作用。它可以把左右驱动轮在不同的附着系统路面及弯道上行驶时,能提高汽车稳定行驶的能力。 针对该车ASR指示灯点亮的情况,应该清楚了解:如果车辆防抱死制动系统,ASR,发生故障时,ASR指示灯会常亮。正常情况下,打开点火开关时,此指示灯会在点亮约2s后熄灭。车辆行驶过程中,如果ASR系统进入工作状态,指示灯将闪动。在关闭此系统ASR系统出现故障时,ASR指示灯将会持续闪亮。 在解决该车故障时,先将故障诊断仪连接到自诊断接口上,打开点火开关,检测发现了1个故障码,其含义为发动机控制系统存在故障。由于ASR系统的功能依赖于ABS控制单元与发动机控制单元及变速器控制电脑之间的数据交换,而它们之间又是通过CAN总线彼此进行信息传递,因此这时ASR指示灯的故障也被存入了发动机控制单元。 根据故障诊断仪的提示,进入发动机控制系统,果然发现了1个提示发动机第三缸喷油嘴有故障的故障码。此时考虑很可能是线路上的问题导致了发动机点控系统故障码的出现。故决定先对喷油嘴线圈电阻进行测量,当断开3缸喷油嘴线束插头后,测量喷油嘴电阻时,却未发现阻值异常。但在装复喷油嘴插头准备进行喷油嘴最终元件执行功能时,似乎听到有熔丝被烧毁的声音,而此时发动机也已无法起动。经检查保险盒内的34号保险的熔丝已被烧断。看来问题出现在喷油嘴的供电线束内。经检查,3缸喷油嘴连线的外皮已被汽油管磨破。也正是由于次原因导致喷油嘴供电保险损坏。造成燃油系统不正常供油,发动机不能起动的故障。经过对3缸喷油嘴线路损坏进行修复并更换勒4号熔丝后,该车一切恢复正常。 结束语 参考文献
/
本文档为【驱动防滑控制系统】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索