《新能源汽車(chē)底盤(pán)檢測(cè)與維修》 課件 模塊三 換擋控制系統(tǒng)的檢修

模塊三換擋控制系統(tǒng)的檢修168課題一換擋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與拆裝課題二換擋桿的檢修課題一換擋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與拆裝169學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握換擋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。2.掌握換擋控制系統(tǒng)的工作原理。3.掌握換擋控制系統(tǒng)各部件的安裝位置。4.能對(duì)換擋桿總成進(jìn)行拆裝。170任務(wù)描述某新能源汽車(chē)不能正常掛擋，換擋桿不能正?；匚?，經(jīng)維修技師檢查后，發(fā)現(xiàn)該車(chē)輛裝配有瞬時(shí)電子換擋裝置，連接解碼后進(jìn)行檢測(cè)，初步確認(rèn)是換擋桿總成損壞，現(xiàn)要求將換擋桿總成拆卸下來(lái)。應(yīng)如何進(jìn)行拆卸？任務(wù)分析與傳統(tǒng)換擋方式和換擋機(jī)構(gòu)不同，當(dāng)駕駛?cè)瞬倏v瞬時(shí)換擋桿換擋時(shí)，集成在換擋總成中的擋位傳感器會(huì)檢測(cè)到駕駛?cè)藪烊氲膿跷晃恢眯盘?hào)，并將該信號(hào)傳遞到混合動(dòng)力控制ECU，混合動(dòng)力控制ECU控制發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生最佳的驅(qū)動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。171相關(guān)理論一、換擋控制系統(tǒng)1.概述新能源汽車(chē)多采用緊湊型瞬時(shí)換擋桿，換擋后駕駛?cè)说氖炙砷_(kāi)，換擋桿會(huì)自動(dòng)返回初始位置，用指尖就可以換擋，符合人體工程學(xué)，操作簡(jiǎn)單、方便。以豐田普銳斯為例，其電子換擋控制系統(tǒng)使用線(xiàn)控?fù)Q擋技術(shù)，可根據(jù)各種傳感器和ECU提供的信息判斷車(chē)輛狀態(tài)，并根據(jù)駕駛?cè)瞬僮鞯膿Q擋桿總成和Ｐ擋位置開(kāi)關(guān)（變速器換擋主開(kāi)關(guān)）激活適當(dāng)?shù)膿Q擋控制，如圖所示。172173豐田普銳斯電子換擋控制系統(tǒng)2.組成豐田普銳斯換擋控制系統(tǒng)的組成如圖所示。174豐田普銳斯換擋控制系統(tǒng)的組成（1）換擋桿總成：由換擋桿位置傳感器和P擋位置開(kāi)關(guān)組成，是駕駛?cè)伺c換擋執(zhí)行器之間的接口，用于實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的換擋操作。（2）變速器控制ECU：在換擋控制系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理車(chē)輛的駐車(chē)功能，包括接收和發(fā)送駐車(chē)鎖止信號(hào)，控制換擋執(zhí)行器的工作，以確保駐車(chē)鎖止執(zhí)行器正確工作。（3）電源控制ECU：在換擋控制系統(tǒng)中負(fù)責(zé)控制換擋執(zhí)行器的工作，以保證車(chē)輛的動(dòng)力平穩(wěn)輸出。（4）駐車(chē)鎖止執(zhí)行器：由機(jī)械駐車(chē)鎖止機(jī)構(gòu)和換擋控制執(zhí)行器組成，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的駐車(chē)鎖止功能以及控制換擋執(zhí)行器的工作，以保證車(chē)輛在行駛過(guò)程中的換擋操作準(zhǔn)確無(wú)誤。（5）換擋位置指示燈：用于顯示車(chē)輛的當(dāng)前擋位狀態(tài)，包括P擋（停車(chē)擋）、R擋（倒車(chē)擋）、N擋（空擋）、D擋（前進(jìn)擋）等。175二、換擋控制系統(tǒng)的主要零部件1.換擋桿總成換擋時(shí)，當(dāng)駕駛?cè)说氖謴膿Q擋桿松開(kāi)時(shí)，換擋桿通過(guò)彈簧的反作用回到主擋位置，這種換擋桿稱(chēng)為點(diǎn)動(dòng)復(fù)位型換擋桿，在新能源汽車(chē)上廣泛應(yīng)用。換擋桿上包含一個(gè)換擋傳感器和一個(gè)擋位選擇傳感器，如圖所示，來(lái)檢測(cè)換擋桿的擋位（R、N、D或B）。176換擋傳感器和擋位選擇傳感器如圖所示，換擋傳感器向混合動(dòng)力控制ECU輸出變化的電壓來(lái)反映換擋桿的前后運(yùn)動(dòng)，該電壓隨著換擋桿的垂直運(yùn)動(dòng)在0～5V變化。以左側(cè)駕駛位為例，混合動(dòng)力控制ECU認(rèn)為換擋傳感器輸入高電壓時(shí)換擋桿在D擋或B擋，中間電壓信號(hào)時(shí)在主擋或N擋，低電壓時(shí)在R擋。177換擋傳感器輸出特性圖如圖所示，擋位選擇傳感器向混合動(dòng)力控制ECU輸出電壓信號(hào)，該電壓隨著換擋桿的水平運(yùn)動(dòng)在0～5V變化，混合動(dòng)力控制ECU認(rèn)為擋位選擇傳感器低電壓輸入在主擋或B擋，高電壓輸入在R、N或D擋?；旌蟿?dòng)力控制ECU根據(jù)換擋傳感器和擋位選擇傳感器的信號(hào)組合決定換擋桿位置。178擋位選擇傳感器輸出特性圖2.P擋位置開(kāi)關(guān)、P擋位置指示燈P擋位置開(kāi)關(guān)是瞬間型開(kāi)關(guān)，其打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)，會(huì)檢測(cè)駕駛?cè)藢?duì)P擋的操作情況，并發(fā)送到混合動(dòng)力控制ECU。當(dāng)駕駛?cè)税聪翽擋位置開(kāi)關(guān)時(shí)，P擋控制系統(tǒng)就會(huì)激活混合動(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋上的換擋控制執(zhí)行器來(lái)機(jī)械鎖止與駐車(chē)鎖連接的中間從動(dòng)齒輪，從而鎖止駐車(chē)鎖，反之則解鎖駐車(chē)鎖。1793.擋位指示器由于新能源汽車(chē)換擋桿大部分采用點(diǎn)動(dòng)復(fù)位型，因此當(dāng)前選擇的擋位需要通過(guò)組合儀表上的擋位指示器顯示，如圖所示，各擋位對(duì)應(yīng)顯示狀態(tài)見(jiàn)下表。180擋位指示器181各擋位顯示狀態(tài)4.駐車(chē)鎖止執(zhí)行器如圖所示，駐車(chē)鎖止執(zhí)行器安裝在混合動(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋的側(cè)面，它的作用是在收到變速器控制ECU的執(zhí)行信號(hào)后，其內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而移動(dòng)駐車(chē)鎖止裝置，再轉(zhuǎn)動(dòng)駐車(chē)鎖爪，使駐車(chē)鎖爪和安裝在中間軸從動(dòng)齒輪上的駐車(chē)齒輪嚙合，混合動(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋被鎖止或打開(kāi)。182駐車(chē)鎖止執(zhí)行器5.機(jī)械駐車(chē)鎖止機(jī)構(gòu)機(jī)械駐車(chē)鎖止機(jī)構(gòu)安裝在驅(qū)動(dòng)變速器中間軸的從動(dòng)齒輪上，其由駐車(chē)鎖桿、駐車(chē)制動(dòng)桿、駐車(chē)鎖爪和駐車(chē)齒輪等組成，如圖所示。當(dāng)駐車(chē)鎖止執(zhí)行器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)駐車(chē)鎖桿旋轉(zhuǎn)，然后推動(dòng)駐車(chē)鎖爪與駐車(chē)齒輪嚙合，此時(shí)變速驅(qū)動(dòng)橋被鎖止，如圖所示。183駐車(chē)鎖止機(jī)構(gòu)的安裝位置及其結(jié)構(gòu)組成駐車(chē)鎖止機(jī)構(gòu)鎖止?fàn)顟B(tài)三、換擋控制系統(tǒng)的工作原理1.換擋原理車(chē)輛正常行駛過(guò)程中使用R、N、D三個(gè)擋位，將駕駛?cè)瞬倏v換擋桿的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為執(zhí)行電信號(hào)傳遞給混合動(dòng)力控制ECU，經(jīng)過(guò)混合動(dòng)力控制ECU計(jì)算后向變速器控制ECU輸出對(duì)應(yīng)的擋位信號(hào)，完成車(chē)輛行駛擋位的變換，同時(shí)組合儀表上的擋位指示器所對(duì)應(yīng)的擋位信號(hào)燈亮起。184當(dāng)駕駛?cè)税聪翽擋位置開(kāi)關(guān)時(shí)，混合動(dòng)力控制ECU將采集到的執(zhí)行電信號(hào)經(jīng)計(jì)算傳遞給變速器控制ECU，變速器控制ECU通過(guò)磁阻式傳感器時(shí)刻采集駐車(chē)執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)以判定車(chē)輛是否處于靜止?fàn)顟B(tài)。若駐車(chē)執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角為0，則執(zhí)行駐車(chē)動(dòng)作，儀表盤(pán)駐車(chē)指示燈亮起；反之，變速器控制ECU檢測(cè)到駐車(chē)執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)不為0，駐車(chē)指令會(huì)被駁回到混合動(dòng)力控制ECU且無(wú)法完成車(chē)輛駐車(chē)動(dòng)作。采用電控系統(tǒng)控制變速器的換擋操作，可以有效防止人為誤操作，增強(qiáng)安全性。若變速器控制ECU檢測(cè)到不正確的操作時(shí)，會(huì)將擋位控制在安全范圍內(nèi)，并向駕駛?cè)税l(fā)出警告。1852.換擋控制只有當(dāng)駕駛?cè)瞬认轮苿?dòng)踏板時(shí)，才能從P擋掛入其他擋位；當(dāng)汽車(chē)向前行駛時(shí)，若駕駛?cè)藢Q擋桿掛入R擋，混合動(dòng)力控制ECU也會(huì)控制變速器置入空擋；當(dāng)汽車(chē)倒車(chē)時(shí)，若駕駛?cè)藢Q擋桿掛入D擋，混合動(dòng)力控制ECU也會(huì)控制變速器置入空擋；只有當(dāng)制動(dòng)踏板完全踩下時(shí)才能從R擋切換為D擋，各擋位之間的操作關(guān)系見(jiàn)下表。186187各擋位換擋關(guān)系3.拒絕功能除非選擇IG-ON模式且踩下制動(dòng)踏板，否則換擋鎖止機(jī)構(gòu)將禁止換擋桿切換至P位置以外的任何位置，有助于防止無(wú)意的加速操作。為了確保安全，即使駕駛?cè)瞬僮黢v車(chē)開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)也會(huì)防止換擋，當(dāng)換擋拒絕功能運(yùn)行時(shí)，蜂鳴器響起，見(jiàn)下表。188拒絕功能四、換擋桿總成的拆裝1.準(zhǔn)備工作（1）做好車(chē)輛安全防護(hù)與隔離。（2）準(zhǔn)備常用工具套裝、絕緣工具套裝、數(shù)字萬(wàn)用表、內(nèi)飾板拆裝工具等。（3）關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。2.換擋桿總成的拆裝以豐田普銳斯車(chē)型為例，換擋桿總成的拆裝見(jiàn)下表。189190換擋桿總成的拆裝步驟191換擋桿總成的拆裝步驟192換擋桿總成的拆裝步驟193換擋桿總成的拆裝步驟194換擋桿總成的拆裝步驟195換擋桿總成的拆裝步驟課題二換擋桿的檢修196學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握換擋桿總成的操作過(guò)程。2.掌握換擋傳感器的工作原理。3.掌握擋位選擇傳感器的工作原理。4.能對(duì)換擋桿總成進(jìn)行檢修。任務(wù)描述某新能源汽車(chē)不能正常掛擋，經(jīng)維修技師檢查后，發(fā)現(xiàn)該車(chē)輛裝配瞬時(shí)電子換擋裝置，操縱換擋桿進(jìn)行換擋時(shí)，擋位不能變換，故障碼為P082F。該如何進(jìn)行檢測(cè)與維修呢？197任務(wù)分析當(dāng)駕駛?cè)瞬倏v瞬時(shí)換擋桿換擋時(shí)，集成在換擋桿總成中的換擋傳感器會(huì)檢測(cè)到駕駛?cè)藪烊氲膿跷晃恢眯盘?hào)，并將該信號(hào)傳遞到混合動(dòng)力控制ECU，混合動(dòng)力控制ECU控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生最佳的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。198相關(guān)理論一、換擋傳感器和擋位選擇傳感器的電路分析換擋桿控制單元總成集成了換擋傳感器和擋位選擇傳感器，其工作電路如圖所示，兩個(gè)傳感器都采用霍爾元件，都有主信號(hào)、子信號(hào)，各擋位主信號(hào)、子信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)下表。199200換擋傳感器和擋位選擇傳感器工作電路z6—換擋傳感器z5—擋位選擇傳感器L5—混合動(dòng)力控制ECU201換擋傳感器各擋位主信號(hào)、子信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值202擋位選擇傳感器各擋位位置主信號(hào)、子信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值二、換擋桿總成的檢修1.準(zhǔn)備工作（1）做好車(chē)輛安全防護(hù)與隔離。（2）準(zhǔn)備常用工具套裝、絕緣工具套裝、數(shù)字萬(wàn)用表、內(nèi)飾板