汽車電子雷克薩斯ES350電子控制變速系統(tǒng)介紹

1、第一章 雷克薩斯es350電子控制變速系統(tǒng)介紹1.1變速器的發(fā)展變速器是汽車傳動(dòng)系中用來傳遞和改變由發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩和轉(zhuǎn)速的裝置，它是汽車中決定整車性能的核心部件之一。自汽車誕生以來，變速器象其它所有機(jī)械裝置一樣經(jīng)歷了純機(jī)械結(jié)構(gòu)向機(jī)電一體化的演變；經(jīng)歷了人工手動(dòng)操縱向電子控制自動(dòng)操縱方向的發(fā)展。 普遍熟悉的手動(dòng)換檔機(jī)械式變速器(mt)是由若干組齒輪組成的機(jī)械結(jié)構(gòu)有級(jí)變速器，換檔通過人工操作結(jié)合套或齒輪的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。存在眾所周知的諸多缺點(diǎn)，如因機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，變速比級(jí)數(shù)有限(一般為3-5檔，重型車上為310檔)，因此很難獲得與發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳匹配，很難得到理想的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的協(xié)調(diào)。因是

2、機(jī)械換檔，容易造成沖擊、摩擦，使零部件壽命縮短。因是人工手動(dòng)換檔，駕車者要頻繁地踩踏離合器踏板、制動(dòng)踏板和油門踏板，變換變速桿位置等，操作技能要求高且使駕車者極易疲勞。自動(dòng)變速器(at)是指按照車輛的行駛條件而自動(dòng)改變傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)矩的變速器。一般來說，汽車驅(qū)動(dòng)輪所需的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，與發(fā)動(dòng)機(jī)所能提供的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩有較大差別，因而需要傳動(dòng)系統(tǒng)來改變從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)比，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)而方便地傳至驅(qū)動(dòng)輪，以便能夠適應(yīng)外界負(fù)載與道路條件變化的需要。此外，停車、倒車等也靠傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。適時(shí)地協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀況，充分地發(fā)揮動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的潛力，使其達(dá)到最佳的匹配，這是變速控制系統(tǒng)的根本任

3、務(wù)。自動(dòng)變速能夠根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部和外部的狀態(tài)，以及行駛工況的需求，自動(dòng)地選擇合適的傳動(dòng)比，具有這種功能的變速箱稱為自動(dòng)變速箱，而采用電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)控制變速系統(tǒng)，已經(jīng)成為當(dāng)前汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速功能的主要方法。1.2自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)（1） 操作簡單，行車安全只控制加速踏板，無頻繁的手腳動(dòng)作，注意力集中，處理行車情況，可安全避險(xiǎn)。（2）傳力柔和，舒服性好液力式無級(jí)傳力，行駛平順，無換擋沖擊的感覺。（3）電腦和液壓系統(tǒng)控制換擋，換擋點(diǎn)準(zhǔn)確敏捷，對(duì)道路的適應(yīng)性能好。（4）多種駕駛模式，可以根據(jù)路況的好壞，利用開關(guān)進(jìn)行選擇，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性好（如norm正常模式、pwr動(dòng)力模式、econ經(jīng)濟(jì)模式

4、、snow雪地模式等）。（5） 有報(bào)警、自診和失效自動(dòng)保護(hù)功能，并可快速診斷排除，維修方便。1.3雷克薩斯es350自動(dòng)變速器雷克薩斯es350帶有順序換檔功能的6速手自一體智能電子控制自動(dòng)變速系統(tǒng)(ecti)，英文為electronic controlled transmission intelligent,意思是智慧型電子控制自動(dòng)變速箱.它能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和扭矩來自動(dòng)調(diào)整齒輪比，調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出性能，經(jīng)濟(jì)而方便地傳送動(dòng)力，較好地適應(yīng)外界負(fù)載與道路條件的需要。能保證最佳的換擋規(guī)律，換擋的精確性好，能獲得良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和滿意的動(dòng)力性，減少污染；而且換擋靈便，換擋過程平穩(wěn)，無沖擊

5、和振動(dòng)，換擋品質(zhì)好，行駛舒適，換擋動(dòng)作準(zhǔn)確、及時(shí)；操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊振動(dòng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預(yù)自動(dòng)換擋，以適應(yīng)復(fù)雜的交通情況和地形條件；控制系統(tǒng)具有自我修正換擋和高度靈敏的自我診斷功能；操縱容易，在交通擁擠時(shí)可大大提高車輛行駛的安全性及可靠性。從而使換檔更順暢，即使在崎嶇的山路上也能為駕駛者帶來更加自信愉悅的駕駛感受。第二章 變速器系統(tǒng)組成及功用電子控制自動(dòng)變速器通常由液力變矩器、行星齒輪變速系統(tǒng)、換擋執(zhí)行器、液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)五部分組成2.1.液力變矩器液力變矩器是電子控制自動(dòng)變速器不可缺少的核心組成部分，它能將輸入軸的扭矩連續(xù)

6、自動(dòng)地傳給輸出軸，是典型的液力傳動(dòng)裝置。目前轎車上廣泛采用由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪組成的單級(jí)綜合式液力變矩器，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、性能良好。液力變矩器實(shí)際上是一個(gè)能無級(jí)(連續(xù)地)自動(dòng)進(jìn)行變矩的液力自動(dòng)變速器。變矩器除了上述三個(gè)主要元件外，有的還具有鎖止離合器。鎖止離合器位于渦輪前端，是一個(gè)液壓直接控制的全自動(dòng)離合器。它的工作由電腦控制系統(tǒng)控制，即由電腦控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器輸入的信號(hào)，控制一個(gè)電磁閥，而電磁閥則通過控制通向變矩器的油道中工作液(atf)的流向，使鎖止離合器閉鎖或分離。 液力變矩器2.2齒輪變速系統(tǒng) 液力變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，但變扭比不大，變速范圍不

7、寬，遠(yuǎn)不能滿足汽車使用工況的需要，為此在液力變矩器后面又裝一個(gè)輔助變速裝置-齒輪變速系統(tǒng)，多數(shù)是行星齒輪變速系統(tǒng)，也可以是平行軸式（固定軸線式)齒輪變速系統(tǒng)，用以進(jìn)一步增大扭矩，擴(kuò)大其變速范圍，提高汽車的適應(yīng)能力。行星齒輪變速系統(tǒng)是一種常嚙合傳動(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過分離與結(jié)合離合器或制動(dòng)器而方便地實(shí)現(xiàn)，特別有利于動(dòng)力換擋或自動(dòng)換擋。電子控制自動(dòng)變速器的行星齒輪變速系統(tǒng)一般由雙排行星輪或三排行星輪組成，并廣泛采用三自由度變速器。該變速器在同一軸上有前后兩個(gè)單排行星輪，兩排行星輪由一個(gè)公共的空心太陽輪相連，該太陽輪與兩行星排的行星輪嚙合，這種雙排行星輪變速器具有前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋，常裝在前置發(fā)動(dòng)機(jī)后

8、驅(qū)動(dòng)的(fr)汽車上。2.3換擋執(zhí)行器行星輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離合器。換擋離合器為濕式多片離合器，由液壓來控制其結(jié)合與分離，通常由若干交錯(cuò)排列的主從動(dòng)離合器片組成。換擋制動(dòng)器是將行星輪變速器中某一元件(太陽輪、行星輪架或齒圈)固定，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成新的動(dòng)力傳遞路線，換上新的擋位，得到新的傳動(dòng)比。它和換擋離合器一樣由液壓操縱。換擋制動(dòng)器通常有兩種形式：一種是濕式多片制動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)與上述濕式多片離合器相同，不同點(diǎn)是離合器連接兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件并傳遞動(dòng)力，而制動(dòng)器連接的一個(gè)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件，另一個(gè)是固定不動(dòng)的變速器殼體，作用是剎住轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件，使其不能傳動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形式是

9、帶式制動(dòng)器。行星輪變速器中單向離合器的作用是確保平順地?zé)o沖擊換擋，它與液力變矩器中的單向離合器結(jié)構(gòu)相同，均由內(nèi)、外圈及兩者之間的楔塊組成。2.4液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)通常由供油、手動(dòng)選擋、參數(shù)調(diào)節(jié)、換擋時(shí)刻控制、換擋品質(zhì)控制等部分組成。供油部分包括供油泵、油濾清器、主油路調(diào)壓閥、第二調(diào)壓閥、油冷卻器等。供油泵和主油路調(diào)壓閥是液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)的動(dòng)力源，第二調(diào)壓閥也稱變矩器補(bǔ)償壓力調(diào)節(jié)閥。參數(shù)調(diào)節(jié)部分主要有兩方面：一是節(jié)氣門壓力調(diào)節(jié)閥(簡稱節(jié)氣門閥)，作用是根據(jù)節(jié)氣門開度產(chǎn)生加速踏板控制液壓，并將此控制液壓加在1-2擋、2-3擋、3-4擋三個(gè)換擋閥(變速閥)的一端，當(dāng)節(jié)氣門開度變大時(shí)，加

10、速踏板控制液壓升高；二是速控調(diào)壓閥(又稱調(diào)速器)，作用是根據(jù)車速產(chǎn)生由車速控制的液壓，并將此速控液壓加在各換擋閥的另一端，車速增大時(shí)，速控液壓增大。換擋閥即根據(jù)以上兩參數(shù)變換擋位。在電子控制自動(dòng)變速器中，節(jié)氣門開度和車速這兩個(gè)參數(shù)分別由節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器采集成電信號(hào)，送至電腦，電腦則通過電磁閥操縱換擋閥使之自動(dòng)變換擋位。換擋時(shí)刻控制部分主要是換擋閥，在電子控制自動(dòng)變速器中，換擋閥根據(jù)電子控制器確定的換擋點(diǎn)及換擋信號(hào)工作，進(jìn)行自動(dòng)換擋。換擋品質(zhì)控制機(jī)構(gòu)的作用是控制換擋過程，使升降擋更加平穩(wěn)、柔和、無沖擊，防止產(chǎn)生大的動(dòng)載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時(shí)閥、執(zhí)行力調(diào)節(jié)閥

11、等。2.5自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)2.5.1自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)組成自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)主要由電子控制器ecu、傳感器輸入、輸出控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。（一）電子控制器由中央處理器、程序存儲(chǔ)器、故障診斷電路、顯示器驅(qū)動(dòng)電路、電磁閥組驅(qū)動(dòng)電路、檔位選擇器接口電路、油溫傳感器接口電路、轉(zhuǎn)速傳感器接口電路、位移量傳感器接口電路、開關(guān)量傳感器接口電路組成；（二）傳感器輸入由駕駛操作傳感器和變速器工作狀態(tài)傳感器組成；（）駕駛操作傳感器包括檔位選擇器、模式選擇開關(guān)、油門踏板位移傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、制動(dòng)狀態(tài)傳感器、應(yīng)急檔傳感器；（）變速器工作狀態(tài)傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、渦輪轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、油

12、溫傳感器、油壓傳感器、油壓差傳感器、油壓差傳感器；（三）輸出控制由顯示器、安全啟動(dòng)連鎖控制電路、高速響應(yīng)電磁閥組組成；（）顯示器包括排檔顯示、故障代碼顯示、動(dòng)力型模式指示燈、經(jīng)濟(jì)型模式指示燈、手動(dòng)型模式指示燈、應(yīng)急指示燈、溫度指示燈、壓力指示燈、壓差指示燈、壓差指示燈；（）安全啟動(dòng)連鎖控制電路由個(gè)繼電器開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成；（）高速響應(yīng)電磁閥組包括個(gè)變矩器閉鎖控制高速響應(yīng)電磁閥和個(gè)自動(dòng)換檔控制高速響應(yīng)電磁閥；（四）執(zhí)行器的功用是根據(jù)ect ecu的控制指令，完成自動(dòng)換檔動(dòng)作和動(dòng)力傳遞任務(wù)。電子控制自動(dòng)變速系統(tǒng)的執(zhí)行器包括電磁閥和液壓控制系統(tǒng)的換檔閥、換檔離合器與制動(dòng)器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、鎖止信號(hào)閥

13、、鎖止繼動(dòng)閥、鎖上離合器等等。就電子控制系統(tǒng)而言，其執(zhí)行器是電磁閥。在電子控制系統(tǒng)工作過程中，電磁閥接受電子控制器的控制指令后，再控制液壓控制系統(tǒng)各執(zhí)行器完成自動(dòng)換檔和動(dòng)力傳遞任務(wù)（五）各部分間的主要連接關(guān)系如下：（）程序存儲(chǔ)器與中央處理器相連；（）顯示器的排檔顯示、故障代碼顯示、動(dòng)力型模式指示燈、經(jīng)濟(jì)型模式指示燈、手動(dòng)型模式指示燈、應(yīng)急指示燈、溫度指示燈均經(jīng)過顯示器驅(qū)動(dòng)電路與中央處理器相連；（）高速響應(yīng)電磁閥組的各個(gè)高速響應(yīng)電磁閥均經(jīng)過電磁閥組驅(qū)動(dòng)電路與中央處理器相連，同時(shí)電磁閥組驅(qū)動(dòng)電路輸出端還經(jīng)過故障診斷電路與中央處理器相連；（）安全啟動(dòng)連鎖控制電路的繼電器開關(guān)經(jīng)過其驅(qū)動(dòng)電路與中央處理器

14、相連；（）模式選擇開關(guān)、檔位選擇器經(jīng)檔位選擇器接口電路與中央處理器相連；（）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、渦輪轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器均經(jīng)過轉(zhuǎn)速傳感器接口電路與中央處理器相連；（）油門踏板位移傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器均經(jīng)位移量傳感器接口電路與中央處理器相連；（）制動(dòng)狀態(tài)傳感器、應(yīng)急檔傳感器均經(jīng)開關(guān)量傳感器接口電路與中央處理器相連；（）油溫傳感器經(jīng)過油溫傳感器接口電路與中央處理器相連；（）油壓傳感器與顯示器的壓力指示燈相連，油壓差傳感器與顯示器的壓差指示燈相連，油壓差傳感器與顯示器的壓差指示燈相連；（）電源與各部分的電源端相連。 2.5.2電子控制系統(tǒng)功能電子控制系統(tǒng)的電腦ect、換擋電磁閥ab、tcc電磁閥

15、、pwm電磁閥和10個(gè)控制信號(hào)，具備了8項(xiàng)功能2.5.3電子控制系統(tǒng)換擋過程速度傳感器和節(jié)氣門位置傳感器將車速和節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入電子控制器ecu，由ecu 根據(jù)預(yù)先編制并存入存儲(chǔ)器rom的換擋程序，進(jìn)行比較計(jì)算，確定換擋點(diǎn)和變矩器閉鎖離合器閉鎖時(shí)間，向電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，以控制電磁閥線圈電流的通斷，再由電磁閥控制液動(dòng)的換擋閥，換擋閥移動(dòng)，切換換擋執(zhí)行器(換擋離合器和制動(dòng)器)的油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。換言之，各換擋閥的移動(dòng)方向由電磁閥控制，而電磁閥線圈通電與否由電子控制系統(tǒng)控制，電子控制系統(tǒng)又是根據(jù)反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的節(jié)氣門位置傳感器和反映車速的速度傳感器輸入電子控制系統(tǒng)的電信號(hào)，向電磁閥發(fā)

16、出控制指令，從而控制換擋閥來換擋。第三章 總結(jié)電子控制技術(shù)利用微機(jī)控制變速器，不僅使換擋程序更加符合駕駛員的意愿，而且還能利用模糊控制理論，解決特殊情況下變速程序的復(fù)雜問題，使自動(dòng)變速器的控制能力及可靠性大幅度提高?，F(xiàn)代電子控制自動(dòng)變速器的主要特點(diǎn)是一機(jī)(微機(jī))多參數(shù)、多規(guī)律性的控制。多參數(shù)指輸入微機(jī)的控制參數(shù)多元化，即控制參數(shù)不僅有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開度等信號(hào)，而且又反映發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器工作環(huán)境和行駛等信號(hào)。可見控制參數(shù)多元化,更能全面的反映發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的實(shí)際工況;多規(guī)律是指控制微機(jī)中間時(shí)存儲(chǔ)多種不同的換擋規(guī)律，如最佳經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，各種加速行駛時(shí)的最佳經(jīng)濟(jì)性、最佳排放量等，駕駛員可按需要調(diào)用相應(yīng)的規(guī)律實(shí)現(xiàn)最佳控制。總之電子控