汽車底盤電控技術-自動變速器(電子液壓控制系統(tǒng))

1、第五章第五章 電子控制液壓換檔系統(tǒng)電子控制液壓換檔系統(tǒng)主要內容：主要內容：1、概述2、電子控制部件3、的控制功能4、豐田A140E自動變速器電子控制系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述ECT是利用電子計算機控制換擋的自動變速器，是利用電子計算機控制換擋的自動變速器，換擋執(zhí)行機構仍是液壓的。換擋執(zhí)行機構仍是液壓的。1969年法國雷諾年法國雷諾R16TA轎車首先裝用了電子轎車首先裝用了電子控制液壓換擋系統(tǒng)?？刂埔簤簱Q擋系統(tǒng)。它與全液控自動變速器相比，它與全液控自動變速器相比，ECT有如下優(yōu)點：有如下優(yōu)點：1、駕駛員可以選擇自己喜歡的運行模式駕駛員可以選擇自己喜歡的運行模式。如：。如：經(jīng)濟模式、動力模式及常規(guī)

2、模式。經(jīng)濟模式、動力模式及常規(guī)模式。2、減小換檔沖擊減小換檔沖擊。精確控制換入高、低檔及離合。精確控制換入高、低檔及離合器的鎖止正時。可控制噴油、點火、斷缸降低瞬器的鎖止正時?？煽刂茋娪汀Ⅻc火、斷缸降低瞬時發(fā)動機輸出扭矩使換檔平順。結構更簡單。時發(fā)動機輸出扭矩使換檔平順。結構更簡單。3、減小油耗減小油耗。ECU可根據(jù)行駛條件，以最佳的可根據(jù)行駛條件，以最佳的方式控制換入高檔或低檔的正時，所以在低速范方式控制換入高檔或低檔的正時，所以在低速范圍內，鎖止離合器也能工作，從而降低油耗。圍內，鎖止離合器也能工作，從而降低油耗。4、自我診斷及存儲功能自我診斷及存儲功能。將電控系統(tǒng)可能發(fā)生。將電控系統(tǒng)可能

3、發(fā)生的任何故障存儲在存儲器內，以幫助維修人員對的任何故障存儲在存儲器內，以幫助維修人員對故障進行分析和檢測。故障進行分析和檢測。5、失效保護功能失效保護功能。保證電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。保證電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也能保證行駛。時也能保證行駛。第二節(jié)第二節(jié) 電子控制部件電子控制部件1、電子控制系統(tǒng)的組成：行駛模式開關空檔啟動開關節(jié)氣門位置傳感器水溫傳感器車速傳感器制動燈開關超速檔開關巡航控制電磁閥2.1行駛模式開關1、作用： 行駛模式選擇開關是供駕駛員所需的行駛模式的開關。2、常見模式： 動力模式（PWR）、經(jīng)濟模式（ECONOMIC）、普通模式(NORMAL)、雪地模式(SNOW)即P 、 E

4、、 N 、S、3、工作過程：當開關接通（動力），12V電壓施加到ECU的PWR端子，于是ECU判定選擇動力模式；當開關接通NORMAL， PWR端子電壓為零，ECU判定選擇常規(guī)模式。同時該開關的觸點還接通行駛模式燈告知駕駛員。如圖：2.2空檔啟動開關（檔位傳感器）1、作用：ECU從空檔啟動開關傳感器中獲得變速器所在檔位的信息，確定相應的換檔方式。2、控制過程：1)如果ECU的端子N、2或L端子接通，ECU便分別確定變速器位于“N”、“2”或“L”檔位。否則ECU便確定變速器位于“D”檔位。該開關的觸點還用于接通對應檔位開關的指示燈告訴駕駛員換檔桿所處位置。2)只有當換檔桿位于“P”或“N”檔位

5、，端子B與NB接通，才能接通啟動電路。如圖：3）空檔啟動開關觸點通斷一覽表：2.3節(jié)氣門位置傳感器1、作用： 用于檢測節(jié)氣門的開度，然后將有關數(shù)據(jù)（以電壓的形式）傳遞給ECU，以控制變速器換檔和鎖止的正時。注：節(jié)氣門位置信號相當于全液控自動變速器中的節(jié)氣門閥。不過ECT中的節(jié)氣門閥僅用來控制主油路油壓。2、類型：）間接型 工作過程：以A140E為例發(fā)動機ECU位于節(jié)氣門位置傳感器和ECT的ECU之間。該節(jié)氣門位置傳感器線性地將節(jié)氣門開度轉換為電壓信號。來自發(fā)動機ECU的恒定電壓（5V）作用在端子Vc上，由于觸點隨節(jié)氣門開度延變阻器滑動。VTA端子上電壓與節(jié)氣門開度成正比。如圖：）直接型（僅某些

6、車型適用）節(jié)氣門開啟信號直接從節(jié)氣門位置傳感器輸入ECT的ECU。如圖：2.4水溫傳感器：1、作用：防止發(fā)動機冷卻液低于設定溫度時，將變速器換入超速檔，使發(fā)動機性能及車輛乘坐的舒適性就會受到影響。2、工作過程：如果水溫傳感器檢測到冷卻液溫度低于設定溫度（60），發(fā)動機ECU會發(fā)送一個信號至ECT的OD1端子，以防止變速器換入超速檔，并防止鎖止離合器工作。3、結構及接線圖：注：2.5車速傳感器：1、作用：車速傳感器產(chǎn)生的車速信號相當于全液控自動變速器中的調速器油壓，ECT的ECU用它來控制換檔點和鎖止離合器的運作。注：ECT的ECU獲得的正確車速信息是由兩個車速傳感器輸入的，為進一步確保信息的精

7、確性，ECT的ECU不斷將兩個信號比較，看是否相同。如圖：2、組成：一號車速傳感器（備用車速傳感器） 如圖：二號車速傳感器（主車速傳感器） 如圖：3、類型：簧片開關型車速傳感器 如圖感應線圈型車速傳感器 如圖：磁阻元件式車速傳感器 如圖：4、車速傳感器自檢測控制簧片開關型車速傳感器工作原理簧片開關型車速傳感器工作原理2.6制動燈開關：1、作用：當制動踏板被踩下時，取消變矩器鎖止離合器工作。2、控制過程：制動燈開關安裝在制動踏板支架上。當踩下制動踏板時，開關接通，STP端子電壓為12V；當松開踏板時，開關斷開，STP端子電壓為0V。3、在某些車型中，制動開關信號也從駐車制動器開關輸入，用作對鎖止

8、離合器取消鎖止的信號。如圖：2.7超速檔主開關1、作用：由駕駛員操作控制，使ECT可以或是不可以進入超速檔行駛。2、控制過程：開關在“ON”位時（觸點斷開），ECU的OD2端子電壓為12V，變速器能換入超速檔。如圖：在“OFF”位時（觸點閉合），電流從蓄電池電流至接地，ECU的OD2端子電壓為0V，ECU不允許掛入超速檔，同時O/D燈亮。如圖：2.8巡航控制：1、作用：如果實際車速降至巡航控制車速以下大約10km/h，巡航控制ECU傳送一個信號至ECT的ECU，命令鎖止離合器分離，同時不能掛入超速檔。2、備注：2.9電磁閥：1、作用：裝于閥體，由來自ECU的電信號控制接通或斷開，使各種油壓的油

9、路按工作所需進行切換，使變速器從某一個檔位換入令一個檔位；控制鎖止離合器工作；使換檔平順。2、以A340E變速器為例有四個電磁閥。分別為1、2號換檔電磁閥、鎖止離合器電磁閥和蓄壓器電磁閥。注：注：1、2號電磁閥為通斷電磁閥，鎖止、蓄壓器電號電磁閥為通斷電磁閥，鎖止、蓄壓器電磁閥為頻率閥。磁閥為頻率閥。如圖如圖：1、2號電磁閥工作過程： 電磁閥通電時，可移動鐵心被線圈向上吸，閥被打開，使主油路油壓排出。閥結構如圖：換檔閥與各檔關系：鎖止、蓄壓器控制電磁閥1、工作過程：來自ECU的信號控制接通或關斷，從而控制鎖止油路壓力或蓄壓器背壓。2、結構原理如圖：3、備注：第三節(jié)第三節(jié) ECTECT的的ECU

10、ECU控制功能控制功能換檔正時控制鎖止正時控制故障診斷失效保護“N”至“D”占駐控制發(fā)動機減扭控制第四節(jié)第四節(jié) 豐田豐田A140EA140E自動變速器的工作原理自動變速器的工作原理一、豐田豐田A140EA140E自動變速器的結構特點自動變速器的結構特點A140E為四速電控自動變速器；為四速電控自動變速器；液力變矩器為三元件單級二相式，帶鎖止離合器；液力變矩器為三元件單級二相式，帶鎖止離合器；行星齒輪變速器為三排、辛普森式，超速排在后；行星齒輪變速器為三排、辛普森式，超速排在后；10個換擋執(zhí)行機構個換擋執(zhí)行機構(C0 C1 C2 B0 B1 B2 B3 F0 F1 F2)；選擋桿位置：選擋桿位置

11、：P、R、N、D、2、L2個換擋電磁閥，個換擋電磁閥，1個鎖止電磁閥；個鎖止電磁閥；駕駛模式：動力模式、經(jīng)濟模式駕駛模式：動力模式、經(jīng)濟模式A140E各擋工作狀況各擋工作狀況二、二、A140E行星齒輪變速器的結構和工作原理行星齒輪變速器的結構和工作原理各擋傳動路線和傳動比各擋傳動路線和傳動比( 1=1.821, 2=2.296 0=0.706)1擋擋D1、21和和L1擋擋C0、C1、C2、F0、F2作用，作用，L1擋時擋時B3作用作用 0)1 (13112111nnn0)1 (23222221nnn前后行星排運動特征方程：（超速派前后行星排運動特征方程：（超速派i0=0）n11=n21，n23

12、=0，n13=n22 得：得：i1=n12/n22=2.8102擋擋D2、22和和L2擋擋C0、C1、B2、F0、F1作用，作用，22和和L1擋時擋時B1作用作用 0)1 (13112111nnn前行星排運動特征方程：（只有前排參加工作）前行星排運動特征方程：（只有前排參加工作）n11=0 得：得：i1=n12/n13=1.549傳動路線：傳動路線：輸入軸輸入軸C1 前齒圈前齒圈前行星輪前行星輪前行星架前行星架超速排超速排輸出軸輸出軸3擋擋D3擋（直接擋擋（直接擋 i3=1）C0、C1、C2、B2、F0作用作用 傳動路線：傳動路線：輸入軸輸入軸C1、C2 前后行星排前后行星排超速排超速排輸出軸

13、輸出軸4擋擋D4擋（超速擋）擋（超速擋）C1、C2、B0、B2作用作用 傳動路線：傳動路線：輸入軸輸入軸C1、C2 前后行星排前后行星排超速行星架超速行星架超速行星輪超速行星輪超速齒圈超速齒圈輸出軸輸出軸n01=0 得：得：i0=n03/n02=0.706（前后行星排傳動比為（前后行星排傳動比為1）倒擋倒擋C0、C2、B3作用作用 0)1 (23222221nnn前行星排運動特征方程：（只有后排參加工作）前行星排運動特征方程：（只有后排參加工作）n23=0 得：得：i1=n21/n22=2.296傳動路線：傳動路線：輸入軸輸入軸C2 后太陽輪后太陽輪后行星輪后行星輪后齒圈后齒圈超速排超速排輸出

14、軸輸出軸三、三、A140E自動變速器電子控制系統(tǒng)的組成和原理自動變速器電子控制系統(tǒng)的組成和原理A140E電控系統(tǒng)線路圖電控系統(tǒng)線路圖ECT ECU的功能：的功能：1）換擋正時的控制）換擋正時的控制 選擇換擋模式后，選擇換擋模式后，EC根據(jù)車速和節(jié)氣門信號控制根據(jù)車速和節(jié)氣門信號控制1、2號換號換擋閥，既而控制離合器、制動器油路。擋閥，既而控制離合器、制動器油路。2）鎖止離合器閉鎖正時的控制）鎖止離合器閉鎖正時的控制 鎖止解除：換擋期間；制動；鎖止解除：換擋期間；制動；IDL閉合；水溫低于閉合；水溫低于70；實；實際車速低于巡航預置車速。際車速低于巡航預置車速。3）超速控制）超速控制 條件：超速

15、開關條件：超速開關ON，D位。位。 解除：水溫低于解除：水溫低于70；實際車速低于巡航預置車速。；實際車速低于巡航預置車速。4）發(fā)動機轉矩控制）發(fā)動機轉矩控制 需要換擋時，暫時點火延遲，使扭矩下降。需要換擋時，暫時點火延遲，使扭矩下降。5）自診斷功能）自診斷功能 電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可通過電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可通過“OD OFF”燈顯示燈顯示故障碼。通過專業(yè)程序消除故障碼。故障碼。通過專業(yè)程序消除故障碼。6）失效保護功能）失效保護功能 1、2號電磁閥都失效時，可進行手動換擋號電磁閥都失效時，可進行手動換擋 L、2、D位變速器分別在位變速器分別在1、3、超速擋工作。、超速擋工作。電控執(zhí)行元件的結

16、構和原理：電控執(zhí)行元件的結構和原理：換擋執(zhí)行元件：換擋執(zhí)行元件：1、2號電磁閥、鎖止電磁閥號電磁閥、鎖止電磁閥1、2號電磁閥號電磁閥: 通過控制泄油口，改變油路。通過控制泄油口，改變油路。鎖止電磁閥：控制鎖止信號閥和鎖止閥鎖止電磁閥：控制鎖止信號閥和鎖止閥 電磁閥通電，泄油口打開，鎖止離合器接合；電磁閥通電，泄油口打開，鎖止離合器接合； 電磁閥斷電，泄油口關閉，鎖止離合器分離；電磁閥斷電，泄油口關閉，鎖止離合器分離；四、四、A140E自動變速器液壓控制元件的組成和原理自動變速器液壓控制元件的組成和原理（一）供油調壓部分的組成（一）供油調壓部分的組成 和原理和原理1、主調壓閥、主調壓閥 據(jù)車速、

17、節(jié)氣門開度、擋位據(jù)車速、節(jié)氣門開度、擋位控制主油路油壓?？刂浦饔吐酚蛪?。 2、次調壓閥、次調壓閥 調節(jié)變矩器和潤滑油路調節(jié)變矩器和潤滑油路油壓。油壓。 3、節(jié)氣門閥、節(jié)氣門閥反應節(jié)氣門開度，調節(jié)主油反應節(jié)氣門開度，調節(jié)主油路油壓。路油壓。 4、車速反饋閥、車速反饋閥 2擋后，將油壓作用于節(jié)擋后，將油壓作用于節(jié)氣門閥，使節(jié)氣門油壓降氣門閥，使節(jié)氣門油壓降低，最終使主油路油壓降低，最終使主油路油壓降低，以減少油泵負荷和能低，以減少油泵負荷和能耗。耗。 5、節(jié)氣門調壓閥、節(jié)氣門調壓閥 調節(jié)節(jié)氣門油壓，并將節(jié)氣調節(jié)節(jié)氣門油壓，并將節(jié)氣門油壓作用于主調壓閥和蓄門油壓作用于主調壓閥和蓄壓器調壓閥。壓器調壓

18、閥。 （二）換擋控制部分的組成和原理（二）換擋控制部分的組成和原理1、手動閥、手動閥P、R、N位的擋位、執(zhí)行元件的工作決定于手控閥；位的擋位、執(zhí)行元件的工作決定于手控閥；D、2、L位的擋位、執(zhí)行元件的工作決定于手控閥和換擋閥。位的擋位、執(zhí)行元件的工作決定于手控閥和換擋閥。手動閥共有五道油路：第二油道進油手動閥共有五道油路：第二油道進油P、N位：第二油道進油關閉；位：第二油道進油關閉；R位：連通第一油道，經(jīng)位：連通第一油道，經(jīng)1-2換擋閥至換擋閥至B3，經(jīng)，經(jīng)2-3換擋閥至換擋閥至C2；D位：連通第三油道，至位：連通第三油道，至B2、C22位：連通三、四油道，至位：連通三、四油道，至C1、C2、

19、B1、B2；L位：連通三、四、五油道，至位：連通三、四、五油道，至C1、B1、B2； 2、1-2換擋閥換擋閥受控于受控于2號電磁閥，控制號電磁閥，控制B1、B2、B3 P、R、N、D2D4、22、23、L2擋處上位；擋處上位；D1、21、L1處下位處下位 3、2-3換擋閥換擋閥受控于受控于1號電磁閥，控制號電磁閥，控制C2 D3、D4擋處下位；擋處下位；P、R、N、D1、D2、22、L處上位處上位 4、3-4換擋閥換擋閥受控于受控于2號電磁閥，控制號電磁閥，控制C0、B0 D4擋處下位；其余擋處上位。擋處下位；其余擋處上位。 5、改善換擋品質的控制閥、改善換擋品質的控制閥1）蓄壓器調壓閥）蓄壓

20、器調壓閥受節(jié)氣門液壓控制，穩(wěn)定蓄受節(jié)氣門液壓控制，穩(wěn)定蓄壓器背壓。壓器背壓。節(jié)氣門開度大時，節(jié)氣門油節(jié)氣門開度大時，節(jié)氣門油壓增大，使蓄壓器背壓增大，壓增大，使蓄壓器背壓增大，使蓄壓器減振能力降低，而使蓄壓器減振能力降低，而使換擋加快，防止大負荷時使換擋加快，防止大負荷時換擋執(zhí)行元件打滑。換擋執(zhí)行元件打滑。 2）低擋調壓閥和中間擋調壓閥）低擋調壓閥和中間擋調壓閥分別減緩制動器分別減緩制動器B1、B3的油壓沖擊。的油壓沖擊。 1擋時，油道擋時，油道3無液壓油，無液壓油，車速達到一定時，鎖止車速達到一定時，鎖止電磁閥通電，經(jīng)油道電磁閥通電，經(jīng)油道7向鎖止閥提供壓力油。向鎖止閥提供壓力油。（三）鎖止

21、離合器控制部分的組成和原理（三）鎖止離合器控制部分的組成和原理1、鎖止信號閥、鎖止信號閥 2）鎖止閥）鎖止閥 下位時，次級調壓閥壓力油下位時，次級調壓閥壓力油經(jīng)油道經(jīng)油道4流向變矩器活塞端，流向變矩器活塞端，鎖止離合器分離；鎖止離合器分離；上位時，次級調壓閥壓力油上位時，次級調壓閥壓力油經(jīng)油道經(jīng)油道5流向變矩器葉輪端，流向變矩器葉輪端，鎖止離合器接合；鎖止離合器接合； 五、五、A140E自動變速器工作過程自動變速器工作過程C0和和B0液壓油不經(jīng)過手動閥；液壓油不經(jīng)過手動閥；ECU主要根據(jù)選擋桿位置、節(jié)氣門開度和車速，通主要根據(jù)選擋桿位置、節(jié)氣門開度和車速，通過控制換擋電磁閥和鎖止電磁閥來控制自

22、動換擋。過控制換擋電磁閥和鎖止電磁閥來控制自動換擋。1、P、N位工作過程位工作過程 C0作用作用手動閥進油路（第二油道）關閉。手動閥進油路（第二油道）關閉。油路走向如下：油路走向如下： P、位、位2、R位工作過程位工作過程 C0、C2、B3作用作用手動閥第一油道連通；個換擋閥處于上位。手動閥第一油道連通；個換擋閥處于上位。油路走向如下：油路走向如下： R位位3、D位工作過程位工作過程 手動閥第三油道連通；手動閥第三油道連通； C1 作用。作用。1）D1擋擋C0、C1、F0、F2作用；作用；1號電磁閥通電，號電磁閥通電，2號電磁閥號電磁閥斷電；斷電；1-2擋換擋閥下位，擋換擋閥下位，2-3、3-4擋換擋閥上位。擋換擋閥上位。油路走向如下：油路走向如下： 1擋擋2）D2擋擋C0、C1、B2、F0、F1作用；作用；1號、號、2號電磁閥通電；號電磁閥通電；1-2、2-3、3-4擋換擋閥上位。擋換擋閥上位。油路走向如下：油路走向如下： 2擋擋3）D3擋擋C0、C1、C2、B2、F0作用；作用；1號電磁閥斷電，號電磁閥斷電，2號電號電磁閥通電；磁閥通電； 2-3擋換擋閥下位，擋換擋閥下位，1-2、3-4擋換擋閥上位擋換擋閥上位油路走向如下：油路走向如下： 3擋擋4）D4擋擋C