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教学成果

丰田凯美瑞2.4L汽车车身稳定系统(VSC)

                                                       ---------徐波

1引言

为了确定什么样的车载设备可以有效降低交通事故的发生率,丰田对交通事故的发生模式和趋势进行了大量统计分析。通过对车辆动态特性相关的事故分解分析发现:车辆打滑是导致失控的主要原因,而在大多数情况下,驾驶员转向不足和错误判断路面条件是导致车辆打滑的主要原因。来自德国的一项研究结论与此殊途同归:在欧洲,涉及严重人身伤害的车祸当中有1/4都是由汽车侧滑所引起,往往一个转弯就足以危及到乘员的生命。

为了改善车辆在紧急状态下的动态特性,丰田先后开发了ABS防抱死刹车系统、TRC牵引力控制系统,并在1995年成功开发出VSC(车辆稳定性控制系统)系统。在它的各种研究中,丰田确认VSC系统对于降低事故发生率是有成效的,包括防止由于突然的躲避操作或者由于道路条件的变化导致的汽车回行滑行,改善车辆在曲线上滑移时的转向性能和通过减速的方法来稳定车辆行为。

2.凯美瑞车身稳定系统VSC的组成与作用

21车身稳定系统作用

保持车辆在各种情况下的行驶稳定性,防止车辆由于行驶在不同的道路中因不同的附着力而产生车轮的打滑。                                                   

实时监控:VSC能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态,并不断向发动机和制动系统发出指令。

主动干预:ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用,但不能调控发动机;VSC则可以通过主动调控发动机的转速,并调整每个轮子的驱动力和制动力,来修正汽车的过度转向和转向不足。

事先提醒:当驾驶者操作不当或路面异常时,VSC会以警告灯的形式警示驾驶者。

这个系统是以ABS为基础发展而成的。系统主要在大侧向加速度,大侧偏角的极限工况下工作,它利用左右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难以控制的侧滑现象,如在弯道行驶中因前轴侧滑而失去路径跟踪能力的驶出现象及后轴侧滑甩尾而失去稳定性的激转现象等危险工况。

22车身稳定系统基本组成

轮速传感器:电磁式传感器,装在每个车轮的相应位置上,用于检测车轮旋转的角速度。

偏移率传感:一般装在汽车行李箱前部,与汽车垂直轴线平行,用于检测汽车横摆率(汽车绕垂直轴旋转的速度)。

 转向角度传感器:装于转向盘后侧,用于检测转向盘的转向角度,可根据方向盘的转动情况输出表示方向盘旋转角度的输出信号。

液压控制装置:正常情况下执行制动助力功能;当车轮在加速或减速过程中出现滑移时,执行TRC和ABS功能;当汽车出现侧滑时,把受到控制的制动液压加到每个车轮上。

电子控制单元:将传感器采集到的数据进行计算,算出车身状态然后跟存储器中预先设定的数据进行对比。当电脑计算数据超出存储器预存的数值,即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作,以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。

电子控制单元与液压控制装置集成在一起组成一个总成。电子控制单元持续监测并判断的输入信号有:蓄电池电压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串行数据通信电路等信号。根据所接收的输入信号,电子控制单元将向液压控制装置、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送控制信号。

制动液压传感器:一般装于液压控制装置上部,检测驾驶员进行制动操作时的制动液压力。

节气门开度传感器:装于节气门体上,检测节气门的开度。

节气门执行器:在汽车电子稳定系统控制发动机功率时,控制节气门开度大小。

警示装置:主要指仪表盘上的VSC警示灯。

VSC报警蜂鸣器:当VSC出现故障时会有蜂鸣的声音。

3.汽车电子稳定控制系统工作原理

3.1VSC介入点

转弯时车轮打滑,前轮打滑→转向不足;后轮打滑→转向过度

3.2VSC控制机理

电子控制单元通过方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方向;通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实际行驶方向。当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要求不符时,电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动机扭矩减小功能并向发动机控制模块发送一个串行数据通信信号,请求减小发动机扭矩。如果电子稳定程序仍然检测到车轮侧向滑移,则电子稳定程序将实行主动制动干预。

转向过度:当汽车在行驶过程中,由于意外造成转向过度,而使后轮打滑车辆抛出转弯曲线,此时VSC系统把制动力加到外侧前轮,使车辆的转弯力量减小,同时使后轮的打滑现象也减少。必要时甚至后轮也会加上制动压力。

转向不足:当汽车行驶过程中,如果出现前轮打滑,电子控制单元会发出指令降低发动机转矩,并给内侧前轮加制动力,使其向内侧移动,以达到驾驶稳定的目的

4.VSC系统维修与诊断步骤

4.1VSC系统自诊断

当仪表盘上的VSC故障警告灯异常亮时,必须进行VSC自诊断。如果发动机控制系统或TCS系统存在故障,也可以引起VSC故障警告灯点亮。当发动机或TCS系统故障排除并清除故障码以后,VSC警告灯就会熄灭,不必进一步检修。

VSC系统的自诊断可以采用专用仪器,也可以用手工方法。由于采用同一个控制单元,VSC系统的自我诊断为ABS自我诊断的一部分,使用故障诊断仪通过车上的DLC3诊断座,即OBD-ll诊断座,就可以读出系统存在的故障码,或者使用跨接线跨接DLC3诊断座的TC和CG端子,观察ABS和VSC警告灯的闪烁情况,读出故障码。

同时,VSC系统具备传感器信号检查功能,使用故障检测仪通过DLC3诊断座选择操作步骤即可以进行测试,或者通过跨接DLC3诊断座的TS和CG端子,观察ABS和VSC警告灯的闪烁模式。

4.2VSC系统路试和系统测试

VSC路试的作用是检查VSC系统各个传感器的可靠性(侧向加速度传感器G200、横摆率传感器G202和制动压力传感器G201、方向盘角度传感器G85)。每次VSC系统的电气元件拆下或更换后,必须进行路试。

① 连接诊断仪器VAS5051,打开点火开关,进入ABS(03),选择基本设定(04),输入显示组号03来激活测试,这时,ABS、ASR/VSC灯点亮,在故障存储器中会存储“01468”故障码。

② 断开诊断仪器VAS5051,启动发动机,用力踏下制动踏板(压力大约为3500kPa)直到ASR/VSC警报灯K86熄灭,此时标定完成。

4.3电子控制单元编码

更换VSC电子控制单元J104或方向盘角度传感器G85后,必须对VSC系统重新进行编码。编码的步骤如下。

 ① 连接诊断仪器VAS5051,打开点火开关,进入ABS系统(03),选择登录(11),输入登录密码。

② 选择电子控制单元编码功能(07),输入电子控制单元编码。

③ 对方向盘角度传感器进行初始化标定,对VSC进行路试和系统测试

 

 

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