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（μ）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

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TRC ECU的信号使之转动，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12-8 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

图12-11 TRC液压线路图

（2）工作过程。

1）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。

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 ECU

ABS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9km／h时，可以接通）。