電子控制液壓換擋系統(tǒng).pptx

第六節(jié)電控液壓換擋系統(tǒng) 按控制方式分類 自動(dòng)變速器按控制方式不同 可分為全液壓自動(dòng)變速器和電子控制自動(dòng)變速器兩種 全液壓自動(dòng)變速器是通過(guò)機(jī)械的手段 將汽車行駛的車速及節(jié)氣門開(kāi)度這兩個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)變 為液壓控制信號(hào) 閥體中的各個(gè)控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào)的大小 按照設(shè)定的換擋規(guī)律 通過(guò)控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋所示 液壓控制自動(dòng)變速器換擋控制框圖 電子控制自動(dòng)變速器是通過(guò)各種傳感器 將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 節(jié)氣門開(kāi)度 車速 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度 自動(dòng)變速器油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 并輸入計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)根據(jù)這些信號(hào) 按照設(shè)定的換擋規(guī)律 向換擋電磁閥 油壓電磁閥等發(fā)出電子控制信號(hào) 換擋電磁閥和油壓電磁閥再將計(jì)算機(jī)的電子控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?hào) 閥體中的各個(gè)控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào) 控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋 電子控制自動(dòng)變速器換擋控制框圖 電子控制系統(tǒng)構(gòu)成 電子控制系統(tǒng)構(gòu)成信號(hào)輸入裝置 ECU 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 一 信號(hào)輸入裝置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 車速傳感器 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器 油溫傳感器 信號(hào)開(kāi)關(guān) 超速擋開(kāi)關(guān) 模式選擇開(kāi)關(guān) 多功能開(kāi)關(guān) 空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān)和制動(dòng)開(kāi)關(guān) 各元件的作用 1 節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU共用一個(gè)節(jié)氣門位置傳感器 其形式多為可變電阻式 怠速觸點(diǎn) 電位計(jì) 結(jié)構(gòu)滑片鍍膜電阻怠速觸點(diǎn)接線端子 節(jié)氣門位置傳感器 TPS 傳感器與ECU連接傳感器工作電壓Vc 5V節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)VTA怠速觸點(diǎn)信號(hào)IDL搭鐵端子E傳感器輸出特性 檢測(cè)原理 怠速觸點(diǎn)信號(hào)端子IDL輸出U 0 節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)端子VTA輸出Us 0 5V 節(jié)氣門全閉 ECU則判定為怠速 怠速觸點(diǎn)信號(hào)端子IDL輸出U BV 節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)端子VTA輸出Us略 0 5V 節(jié)氣門部分打開(kāi) ECU則判定為部分負(fù)荷 怠速觸點(diǎn)信號(hào)端子IDL輸出U BV 節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)端子VTA輸出Us 5V 節(jié)氣門全開(kāi) ECU則判定為大負(fù)荷 2 車速傳感器 1 磁感應(yīng)式由信號(hào)輪和傳感器頭組成 信號(hào)輪安裝在變速器輸出軸上并隨其旋轉(zhuǎn) 傳感器頭固定在變速器殼體上 信號(hào)電壓將隨變速器輸出軸轉(zhuǎn)速的變化而變化 從而檢測(cè)汽車車速 作為換擋控制的主要依據(jù) 車速傳感器 SP 磁電感應(yīng)式 2 笛簧開(kāi)關(guān)式笛簧開(kāi)關(guān)由小玻璃管內(nèi)安裝的兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)觸頭 鐵 鎳磁性材料 構(gòu)成 觸頭的開(kāi)閉 受車速表軟軸驅(qū)動(dòng)的磁極控制 從而產(chǎn)生隨車速變化的脈沖信號(hào)送給ECU用于進(jìn)行換擋控制 3 光電式設(shè)置在組合儀表內(nèi) 結(jié)構(gòu) 齒扇轉(zhuǎn)子 軟軸驅(qū)動(dòng) 光電耦合器 發(fā)光二極管光電三極管控制電路 光電式SP SP電路圖 3 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器一般為磁感應(yīng)式 由信號(hào)輪和傳感器頭組成 信號(hào)輪安裝在曲軸尾部并隨其旋轉(zhuǎn) 傳感器頭固定在飛輪殼上 信號(hào)電壓將隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化 從而檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 4 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器電磁感應(yīng)式 安裝在變速器輸入軸附近 用于檢測(cè)輸入軸轉(zhuǎn)速 以便更精確地控制換擋過(guò)程 5 變速器油溫傳感器負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻式 安裝在變速器油底殼內(nèi)的液壓控制閥板上 用于檢測(cè)變速器油溫 以作為ECU進(jìn)行換擋控制 油壓控制 鎖止離合器控制的依據(jù) 6 檔位開(kāi)關(guān) 空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān) 它是一個(gè)多功能開(kāi)關(guān) 即控制起動(dòng)繼電器 還可將變速器換擋桿位置信息送給ECU 若輸入的分別是 N 2 L 信號(hào) 高電位有效 ECU會(huì)判斷變速器處于相應(yīng)的 N 2 和 L 位 若這些變速信號(hào)都不輸入 ECU則判斷變速器處于 D 位 7 模式選擇開(kāi)關(guān) 1 經(jīng)濟(jì)模式以獲得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換擋規(guī)律 2 動(dòng)力模式以獲得最大動(dòng)力性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換擋規(guī)律 3 標(biāo)準(zhǔn)模式介于經(jīng)濟(jì)模式和動(dòng)力模式之間 4 手動(dòng)模式以手動(dòng)方式選擇合適擋位 8 超速擋開(kāi)關(guān)安裝在變速器操縱手柄上 用于控制自動(dòng)變速器超速擋 在駕駛室儀表板上 設(shè)置 O DOFF 指示燈 用于顯示超速擋開(kāi)關(guān)的狀態(tài) 功用 汽車行駛中 控制自動(dòng)變速器何時(shí)進(jìn)入超速擋 超速擋開(kāi)關(guān)設(shè)置在換擋桿上 超速切斷指示燈安裝在組合儀表板上 超速擋使用條件 平坦 較好路面行駛 選擋桿置于 D 位 車速60Km h 變速器油溫70 以上 9 強(qiáng)制降檔開(kāi)關(guān)與制動(dòng)開(kāi)關(guān) 二 執(zhí)行器電控系統(tǒng)的執(zhí)行元件是電磁閥 按其作用不同可分為 換擋電磁閥 鎖止電磁閥 調(diào)壓電磁閥 按其工作方式不同可分為 開(kāi)關(guān)式電磁閥 脈沖式電磁閥 電磁閥及電路 開(kāi)關(guān)式電磁閥作用 開(kāi)啟和關(guān)閉變速器液壓油路 用于控制換擋閥和液力變速器的鎖止電磁閥 脈沖式電磁閥作用 控制油路中油壓的大小 三 電子控制器ECU1 ECU工作原理中央處理器CPU每隔一定時(shí)間取一次輸入信號(hào) 處理這些信息 車速 節(jié)氣門開(kāi)度等 并從存儲(chǔ)器中 讀出 預(yù)置的該節(jié)氣門開(kāi)度下的最佳換擋點(diǎn)速度 與當(dāng)時(shí)采樣的車速比較后 判斷是否換擋 如需換擋則通過(guò)接口發(fā)出換擋指令 再通過(guò)電磁閥實(shí)現(xiàn)升擋或降擋 人為干預(yù) 快松油門 提前換高擋急踩油門 提前降低擋將擋位桿置于低位 限制換擋范圍 2 ECU的功能1 控制換擋時(shí)刻 換擋正時(shí)控制 2 控制主油路油壓3 控制鎖止離合器4 控制換擋品質(zhì)5 自動(dòng)模式選擇控制6 發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用控制7 自診斷與失效保護(hù)功能 1 控制換擋時(shí)刻通常 ECU將汽車在不同使用要求下的最佳換檔規(guī)律以自動(dòng)換擋圖的形式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中 帶有模式選擇開(kāi)關(guān)的電控式自動(dòng)變速器在模式開(kāi)關(guān)處于不同位置時(shí) 對(duì)汽車的使用要求不同 其換擋規(guī)律也不同 一般有普通 經(jīng)濟(jì) 動(dòng)力等幾種型式的換擋規(guī)律 換擋規(guī)律 換擋車速與節(jié)氣門開(kāi)度的關(guān)系是通過(guò)實(shí)驗(yàn)事先確定好的 單參數(shù)換擋規(guī)律 雙參數(shù)換擋規(guī)律 n r min 組合型換擋規(guī)律 經(jīng)濟(jì)換擋規(guī)律 普通換擋規(guī)律 動(dòng)力換擋規(guī)律 2 控制主油路油壓電控式自動(dòng)變速器的電液式控制系統(tǒng)以一個(gè)油壓電磁閥產(chǎn)生節(jié)氣門油壓 油壓電磁閥是脈沖式電磁閥 ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測(cè)定的節(jié)氣門開(kāi)度是脈沖式電磁閥 ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測(cè)定的節(jié)氣門開(kāi)度 控制發(fā)往油壓電磁閥的脈沖信號(hào)的占空比 使主油路油壓隨節(jié)氣門開(kāi)度而變化 節(jié)氣門開(kāi)度越大 脈沖電信號(hào)的占空比越小 油壓電磁閥排油孔開(kāi)度越小 節(jié)氣門油壓也就越大 節(jié)氣門控制油壓被作為控制油壓反饋到主油路調(diào)壓閥 使主油路調(diào)壓閥隨著節(jié)氣門開(kāi)度的變化調(diào)節(jié)主油路油壓的高低 以獲得不同發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下主油路壓力的最佳值 并將驅(qū)動(dòng)油泵的動(dòng)力減小到最小 3 控制鎖止離合器自動(dòng)變速器在各種工作條件下的最佳鎖止離合器控制程序被事先儲(chǔ)存在ECU的存儲(chǔ)器內(nèi) ECU根據(jù)自動(dòng)變速器的擋位 選取的控制模式等工作條件從存儲(chǔ)器內(nèi)選擇出相應(yīng)的鎖止控制程序 再將車速 節(jié)氣門開(kāi)度與鎖止控制程序進(jìn)行比較 當(dāng)滿足鎖止條件時(shí) ECU即向鎖止電磁閥發(fā)出電信號(hào) 使鎖止離合器接合 液力變矩器按機(jī)械傳動(dòng)工況工作 在以下幾種情況下可強(qiáng)制解除鎖止 當(dāng)汽車采取制動(dòng)或節(jié)氣門全閉時(shí) ECU切斷通向鎖止電磁閥的電路強(qiáng)行解除鎖止 在自動(dòng)變速器升降擋過(guò)程中 ECU暫時(shí)解除鎖止 以減小換擋沖擊 如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度低于60 鎖止離合器應(yīng)處于分離狀態(tài) 加速預(yù)熱 提高總體駕駛性能 注 以下四種情況將會(huì)強(qiáng)制解除閉鎖 制動(dòng)開(kāi)關(guān)接通 IDL觸點(diǎn)接通 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫低于60 CCS工作 車速低于預(yù)置車速 但高于10km h 閉鎖控制圖 4 控制換擋品質(zhì)為改善換擋質(zhì)量 提高汽車的乘坐舒適性 目前常見(jiàn)的特殊控制功能有以下幾種 1 換擋油壓控制 在升擋成降擋的瞬間 ECU通過(guò)油壓電磁閥適當(dāng)降低主油路油壓 以減小換擋沖擊 達(dá)到改善換擋質(zhì)量的目的 2 減小轉(zhuǎn)矩控制 在換擋的瞬間 通過(guò)延遲發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間或減少噴油量 暫時(shí)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 以減小換擋沖擊和汽車加速度出現(xiàn)的波動(dòng) 3 N D換擋控制 在選擋手柄由停車位或空位 P或N 位置換至前進(jìn)擋或倒擋 D或R 位置 或相反地進(jìn)行換擋時(shí) ECU通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量 將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化減至最小程度 以改善換擋質(zhì)量 5 自動(dòng)模式選擇控制ECU通過(guò)各個(gè)傳感器測(cè)得汽車行駛狀況和駕駛員的操作方式 經(jīng)過(guò)運(yùn)算分析 自動(dòng)選擇采用經(jīng)濟(jì)模式 動(dòng)力模式或普通模式進(jìn)行換擋控制 以滿足不同的行駛要求 ECU在進(jìn)行自動(dòng)模式選擇控制時(shí) 主要參考換擋手柄的位置及加速踏板被踩下的速率高低 以判斷駕駛員的操作目的 自動(dòng)選擇控制模式 6 發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用控制ECU按照設(shè)定的控制程序 在操縱手柄位置 車速 節(jié)氣門開(kāi)度等滿足一定條件 如 選擋手柄位于前進(jìn)低擋位置 且車速大于10km h 節(jié)氣門開(kāi)度小于1 8 時(shí) 向強(qiáng)制離合器電磁閥或強(qiáng)制制動(dòng)器電磁閥發(fā)出電信號(hào) 打開(kāi)強(qiáng)制離合器或強(qiáng)制制動(dòng)器的控制油路 使之接合或制動(dòng) 讓自動(dòng)變速器具有反向傳遞動(dòng)力的能力 從而在汽車滑行時(shí)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng) 7 自診斷與失效保護(hù)功能為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)電子控制裝置中的故障 ECU具有故障自診斷和失效保護(hù)功能 在汽車行駛過(guò)程中檢測(cè)自動(dòng)變速器控制裝置中傳感器和執(zhí)行器的工作情況 一旦發(fā)現(xiàn)故障 ECU具有以下保護(hù)功能 1 在汽車行駛時(shí) 儀表盤上的自動(dòng)變速器故障警告燈閃亮 以提醒駕駛員立即將汽車送至修理廠維修 2 將檢測(cè)到的故障內(nèi)容以故障代碼的形式存在ECU的存儲(chǔ)器內(nèi) 只要不切斷蓄電池 被測(cè)到的故障代碼就會(huì)一直保存在ECU內(nèi) 3 ECU按設(shè)定的失效保護(hù)程序控制自動(dòng)變速器的工作 保持汽車的基本行駛能力 電控元件位置圖 A341E 失效安全保護(hù)功能電磁閥1 失效D位 3擋 或 OD 擋2位 3擋 L位 1擋 或 2擋 電磁閥2 失效D位 1擋 或 OD 擋2位 1擋 或 3擋 L位 1擋 或 2擋 1 2 均失效D位 OD 擋2位 3擋 L位 1擋 主車速傳感器失效 啟用輔助車速傳感器 失效控制 電磁閥 工作情況 未按下超速擋開(kāi)關(guān)時(shí) 超速擋控制電磁閥斷電關(guān)閉 同時(shí)2號(hào)電磁閥通