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自动变速器电子控制系统
自动变速器电子控制系统
电子控制系统的功能与组成
一、电子控制系统的组成
各型自动变速器电子控制系统都是由传感器(包括控制开关)、电子控制器(ECTECU)和执行器三部分组成。
不同型号或不同年代生产的自动变速器,其电子控制系统采用的传感器或控制开关不尽相同,常用的传感器与控制开关有节气门位置传感器、车速传感器、水温(冷却液温度)传感器、换档规律选择开关(驱动模式选择开关)、超速O/D开关、空档启动开关、制动灯开关等等。
执行器有No.1电磁阀、No.2电磁阀和No.3电磁阀。
二、电子控制系统的功能
电控自动变速器电子控制系统的主要功能有自动控制换档、失效保护和故障自诊断。
(1)自动控制换档功能,是指电子控制系统根据汽车车速和发动机负荷变换,自动控制变速器换档时机和液力变矩器锁止时机,使汽车获得良好的动力性和燃油经济性。
(2)失效保护功能,是指电子控制系统的部分重要部件(如电磁阀、车速传感器)或其线路失效时,控制系统能继续控制变速器排入部分档位,使汽车继续行驶。
(3)故障自诊断功能,是指车速传感器和电磁阀等控制部件或其线路发生故障时,控制系统能将故障部位编成代码存储在存储器中,以便维修时参考;与此同时,还将控制超速切断指示灯(“O/DOFF”LAMP)闪烁输出故障代码。
电控自动变速器的基本工作原理一.工作原理
自动变速器主要是指不用人的手力而能自动实现换挡功能的变速器。
当前轿车上使用的变速器有微机控制液力自动变速器和微机控制无级变速器两种。
微机控制自动变速器利用车速传感器和节气门位置传感器等反映发动机和汽车运行工况的传感器信号,并将车速和节流阀开关转换成电信号输入自动变速器微机控制单元(ECU)计算处理,再适时地输出给电磁阀,利用这些电磁阀来控制油压回路,以此来实现换挡的目的
把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑,作为换档控制的基本信号,经过电脑的分析、计算、判断,向电磁阀发出指令,驱动电磁阀工作,实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。
图1-2电液式自动变速器
电子控制系统控制部件的结构原理一、传感器与控制开关
(一)节气门位置传感器TPS
在选装电控自动变速器的电控系统中,节气门位置传感器的功用是将发动机负荷(对应于节气门开启角度)转换为电压信号输入ECTECU,作为确定变速器换档时机(换档点)和变矩器锁止时机的主要信号之一。
节气门位置传感器
作用:
获得节气门开度信号、变化速率信号。
位置:
节气门体上,与节气门联动
结构及原理:
线性可变电阻
(二)车速传感器VSS
在自动变速控制系统中,车速传感器VSS的功用是产生频率与车速成正比的信号电压,并输入ECTECU作为确定变速器换档时机和变矩器锁止时机的主要信号之一。
车速传感器一般都采用磁感应式和舌簧开关式。
车速传感器
类型:
电磁感应式;笛簧开关式;光电式
图1-5车速传感器安装位置
图1-6电磁感应式车速传感器工作原理示意图
作用:
获取车速信号。
位置:
变速器输出轴附近
结构及原理:
电磁感应原理
(三)换档规律(驱动模式)选择开关
在装备自动变速器的汽车上,发动机节气门开度与车速(或变速器输出辆转速)之间的关系,称为换档规律或驱动模式。
模式选择开关
位置:
换挡杆旁
作用:
用于选择AT的控制模式(换挡规律),以满足不同的使用要求模式:
经济模式(Economy)-使发动机经常处于经济转速范围,提高经济性
动力模式(Power/Sport)-使发动机经常处于大功率转速范围,提高动力性
普通模式(Normal)-两者之间
手动模式:
手自一体自动变速器
(四)超速(O/D)开关
在丰田(TOYOTA)、本田(HONDA)和日产(NISSAN)等电控自动变速器汽车上设有一个O/D开关,又称为超速开关或O/D总开关,其功用是控制自动变速器能否升到超速档(O/D)档。
超速挡开关(O/D)-日本/FORD/CHRYSLE
位置:
换挡杆/仪表台
作用:
在D位时控制超速挡的使用。
原理:
接通时,“O/DOFF”灯亮,不能上O/D;
切断时,“O/DOFF”灯熄灭,能上O/D
图1-12超速挡开关原理图
(五)空档启动开关NSW
空档启动开关NSW(NeutralStartSwitch)是一个由选档操纵手柄控制的多位多功能开关。
(六)制动灯开关
制动灯开关安装在制动踏板下面的支架上。
当驾驶员踩下制动踏板时,制动灯开关接通,制动灯发亮,并从制动灯开关信号输入端子STP(或BK)向ECTECU输入一个高电平(电源电压)信号。
ECTECU从STP(或BK)端接收到高电平信叼时,便知已经使用制动,立即发出解除液力变矩器锁止指令,使锁止离合器分离。
其目的是在车轮抱死制动时,防止发动机突然熄火。
.空挡起动开关(多功能开关)
位置:
手动阀摇臂轴
作用:
检测换挡杆的位置
控制AT工作
控制发动机起动-P/N起动开关
挡位指示灯
倒挡灯信号
图1-16空挡开关的位置
图1-17空挡起动开关与电路
(七)驻车制动灯开关
驻车制动灯开关又称为停车制动灯开关,受驻车制动手柄控制。
当驻车制动手柄放松时,停车制动开关断开,制动报警灯熄灭,电源电压经制动报警灯从驻车制动灯开关信号输入端子PKB向ECTECU输入一个高电平(12V)信号。
ECTECU接收到这一信号后,在起步和换档时,将控制减少车尾的下坐量。
当驾驶员拉紧驻车制动手柄制动时,停车制动开关接通,制动报警灯发亮,ECTECU的PKB端将接收到一个低电平(OV)信号,此信号告知ECTECU驻车制动手柄已经拉紧。
二、执行器
执行器的功用是根据ECTECU的控制指令,完成自动换档动作和动力传递任务。
电子控制自动变速系统的执行器包括电磁阀和液压控制系统的换档阀、换档离合器与制动器、变速齿轮机构、锁止信号阀、锁止继动阀、锁上离合器等等。
就电子控制系统而言,其执行器是电磁阀。
在电子控制系统工作过程中,电磁阀接受电子控制器的控制指令后,再控制液压控制系统各执行器完成自动换档和动力传递任务。
(一)电磁阀
自动变速器的电子控制系统执行器是电磁阀。
电磁阀的结构:
由电磁铁机构、阀芯和复位弹簧组成。
电磁阀分为开关式电磁阀和脉冲式电磁阀。
(1)开关式电磁阀
结构:
电磁线圈,衔铁,回位弹簧等。
作用:
开/关油路。
工作:
通电时,衔铁下行,泄油口关,油路加压;
断电时,衔铁回位,泄油口开,油路泄压
图1-20开关式电磁阀
(2)脉冲线性式电磁阀
结构:
电磁线圈,衔铁等。
作用:
控制油压。
原理:
改变占空比,精确控制油压。
概念:
占空比
脉冲线性式电磁阀示意图
(三)电子控制装置(ECTECU)
ECTECU是电控自动变速系统的控制中心。
在ECTECU的存储器中,除了存储有进行数学计算和逻辑判断所需的控制参数和控制程序之外,还存储有变速器换档规律和变矩器控制程序。
虽然各种控制系统的硬件结构大同小异,但其软件程序千差万别。
1、控制电路
自动变速器型号不同,其控制电路也不相同,ECTECU各接线端子的代号及其含义如下:
(1)+B:
ECTECU备用电源端子。
(2)IG:
ECTECU电源端子。
(3)STP(或BR):
制动信号输入端子。
(4)PWR:
换档规律(驱动模式)选择开关信号输入端子。
(5)IDL:
节气门位置传感器TPS怠速触点闭合信号输入端子。
(7)OD1:
超速与锁止解除信号输入端子。
(8)OD2:
超速切断信号输入端。
(9)GND:
ECU搭铁端子。
(10)DG(或ECT)故障自诊断测试触发端子。
(11)PKB:
驻车制动信号输入端子。
(12)SP1、SP2:
No.1、No.2车速传感器信号输入端子。
(13)SP1、SP2:
No.1、No.2车速传感器信号输出端子。
(14)L、2、N:
空档启动开关信号输入端子。
控制电路图2、电控单元
1)换挡时刻控制
目的:
使AT在任意行驶条件下均按最佳换挡时刻进行换挡,?
经济性/动力性
因素:
节气门开度
换挡杆、模式开关
实现:
2,3个换挡电磁阀组合控制
图1-19自动换挡规律图
2)主油路油压控制
控制:
主油路调压阀-取决于节气门油压
节气门阀-机械式/真空式(传统,淘汰)
油压电磁阀-脉冲线性式电磁阀
工作:
(1)油门加大时。
(2)倒挡时。
(3)特殊修正。
a、前进低挡(如:
S、L或2、1)时,驱动力较大,升高主油压
b、换挡时,降低主油压,减少冲击
c、油温低时(<60度),降低主油压,减少冲击
d、海拔较高时,升高主油压,减少冲击
3)锁止离合器控制
原理:
由ECU根据行驶状况,通过锁止电磁阀来控制。
因素:
档位、模式、节气门开度、车速、油温等满足条件=>锁止禁止工况:
油温<60度;V<140km/h且怠速开关接通;制动。
控制:
锁止电磁阀
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