汽車牽引力控制系統(tǒng)及其故障診斷

張軍

江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省江陰市 214405

車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性不僅會(huì)在制動(dòng)時(shí)車輪被抱死而失去，如果急加速時(shí)車輪產(chǎn)生空轉(zhuǎn)也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況。牽引力控制系統(tǒng)是ABS的功能擴(kuò)展。該控制系統(tǒng)可防止車輛啟動(dòng)或行駛過程中突然加速時(shí)所發(fā)生的車輪空轉(zhuǎn)。如果兩個(gè)車輪或所有車輪均空轉(zhuǎn)，可利用發(fā)動(dòng)機(jī)控制功能降低驅(qū)動(dòng)扭矩。牽引力控制系統(tǒng)Traction Control System，簡(jiǎn)稱TCS，也稱為ASR或TRC。

牽引力控制系統(tǒng)不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，而是與ABS做成一體。這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)中需要的許多部件與ABS相同。牽引力控制系統(tǒng)僅需改變ECU的邏輯控制部分，同時(shí)增加一些控制元件，如油門控制元件。圖所示為牽引力控制系統(tǒng)的框圖。要注意其與ABS控制系統(tǒng)的結(jié)合方式。

1 牽引力控制系統(tǒng)的功能

（1）保持行駛穩(wěn)定性；

（2）減少側(cè)滑影響；

（3）在所有速度下提供最佳驅(qū)動(dòng)力；

（4）減少駕駛員工作負(fù)荷。

2 牽引力控制系統(tǒng)的控制方式

油門控制——油門控制可通過能夠拉動(dòng)油門鋼纜的執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)。如果車輛配置了電子油門加速器，則油門控制是與發(fā)動(dòng)機(jī)管理ECU結(jié)合為一體的。這種油門控制不受駕駛員油門踏板位置的影響。在控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)，單獨(dú)采用這種方式反應(yīng)較慢。

點(diǎn)火控制——延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間可快速降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，降低幅度可達(dá)50%，延長(zhǎng)時(shí)間可根據(jù)ECU中的點(diǎn)火脈譜圖進(jìn)行調(diào)節(jié)。

制動(dòng)控制——如果空轉(zhuǎn)車輪并施以制動(dòng)壓力，則該車輪扭矩將快速降低。但不應(yīng)施加最大制動(dòng)壓力，否則將影響乘坐舒適性。

3 牽引力控制系統(tǒng)的工作原理

牽引力控制系統(tǒng)不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，而是與ABS做成一體，構(gòu)成具有制動(dòng)防抱死和驅(qū)動(dòng)輪防滑轉(zhuǎn)控制（ABS/ASR）系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由輪速傳感器、ABS/ASR ECU、ABS執(zhí)行器、ASR執(zhí)行器、副節(jié)氣門控制步進(jìn)電機(jī)和主、副節(jié)氣門位置傳感器等組成。

以配置有電控加速器（電子油門）車輛的牽引力控制系統(tǒng)為例。加速器的工作位置由節(jié)氣門位置傳感器確定，同時(shí)考慮其他變量，如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、速度等，由伺服電機(jī)將油門控制在最佳工作位置。加大油門，則發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增加，進(jìn)而導(dǎo)致車輪扭矩增加。為實(shí)現(xiàn)最大加速效果，應(yīng)將盡可能大的驅(qū)動(dòng)扭矩傳到路面。但是，如果驅(qū)動(dòng)扭矩大于傳到路面的扭矩，則至少一個(gè)車輪發(fā)生空轉(zhuǎn)。其結(jié)果使車輛的穩(wěn)定性受到影響。

當(dāng)檢測(cè)到車輪空轉(zhuǎn)時(shí)，則系統(tǒng)對(duì)油門位置及點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，若車輪同時(shí)施加制動(dòng)，則效果更好。這不僅可防止車輪空轉(zhuǎn)，而且同時(shí)可起到一定程度的控制滑轉(zhuǎn)差速作用。對(duì)附著系數(shù)變化的路面效果尤為明顯。施加制動(dòng)時(shí)，液壓調(diào)節(jié)器控制閥位置發(fā)生相應(yīng)變動(dòng)，從而使?fàn)恳刂葡到y(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。控制閥的工作位置與ABS相同，包括壓力建立、壓力保持和壓力釋放。所以以上控制過程無需駕駛員踩下制動(dòng)踏板而自動(dòng)進(jìn)行。簡(jiǎn)而言之，必須對(duì)空轉(zhuǎn)車輛施加制動(dòng)力，這樣才能使得驅(qū)動(dòng)輪的附著系數(shù)相互平衡。

4 牽引力控制系統(tǒng)故障診斷

牽引力控制系統(tǒng)通常是與ABS相結(jié)合的系統(tǒng)。所以發(fā)生故障后需要專業(yè)人員進(jìn)行處理，一般人員可做些基本檢查。同ABS一樣，如斷開ECU電源，某些車型的系統(tǒng)需要專用診斷儀器對(duì)ECU進(jìn)行初始化。

如果報(bào)告的故障是牽引力控制系統(tǒng)不工作，則做以下檢查：

4.1 手檢和目測(cè)

檢查液壓油面高度；接線的安全性；蓄電池的狀態(tài)；ECU的熔絲（供電狀態(tài)）；節(jié)氣門工作是否正常等。

4.2 儀器檢測(cè)

牽引力控制開關(guān)的工作狀態(tài)：是否0V電壓降或0Ω電阻；

檢查輪速傳感器的工作狀態(tài)（同ABS傳感器相同）：其輸出應(yīng)與輪速成正比且是無干擾的正弦波信號(hào)；

檢查從傳感器到ECU之間的導(dǎo)線是否有斷路：ECU信號(hào)應(yīng)與傳感器信號(hào)相同；

檢查至調(diào)節(jié)器組件的導(dǎo)線是否有斷路。

4.3 用專用測(cè)試儀檢查故障碼

將測(cè)試儀與控制單元進(jìn)行通訊，識(shí)別系統(tǒng)和控制部件的編號(hào)，讀取故障碼，顯示系統(tǒng)故障診斷參數(shù)，如溫度、轉(zhuǎn)速、持續(xù)性、斷續(xù)性故障等，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試，檢查各部件的檢測(cè)數(shù)據(jù)是否與規(guī)定的一致，消除故障并清除故障碼。

5 牽引力控制系統(tǒng)不工作的故障原因

（1）輪速傳感器或相關(guān)線圈開路（阻值太高）；

（2）輪速傳感器空氣間隙不正確；

（3）ECU供電電壓太低或接地不良；

（4）開關(guān)開路；

（5）ABS系統(tǒng)有故障；

（6）油門執(zhí)行元件不工作或電路斷開；

（7）ECU間通訊電路斷路；

（8）ECU需要初始化。

牽引力控制系統(tǒng)作為一種較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，雖然大多數(shù)時(shí)候自動(dòng)正常運(yùn)行，但是一旦出現(xiàn)故障，必須引起足夠的重視。要全面了解控制系統(tǒng)的原理和功能，按照一定的檢查順序，逐一排除其他可能性，最終找出故障原因。