汽車(chē)電子控制技術(shù)-5

7.汽車(chē)電子控制技術(shù)Electronic

Control

Technologyfor

Automobile5第七章自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器概述液力變矩器變速齒輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)變速器供油系統(tǒng)自動(dòng)變速器操縱機(jī)構(gòu)典型自動(dòng)變速器無(wú)級(jí)變速電子控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介第五節(jié)自動(dòng)變速器操縱機(jī)構(gòu)一、電子控制系統(tǒng)㈠信號(hào)輸入裝置㈡執(zhí)行器㈢ECU㈣換擋控制過(guò)程

二、自動(dòng)變速理論三、自動(dòng)變速器換擋圖一、電子控制系統(tǒng)信號(hào)輸入裝置、ECU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)㈠信號(hào)輸入裝置傳感器：節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車(chē)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)、空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān)等。1.傳感器⑴節(jié)氣門(mén)位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU共用一個(gè)節(jié)氣門(mén)位置傳感器，其形式多為可變電阻式（怠速觸點(diǎn)、電位計(jì)）。V傳感器與ECU連接傳感器工作電壓Vc=5節(jié)氣門(mén)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(mén)開(kāi)度信號(hào)端子VTA輸出Us=0.5V；節(jié)氣門(mén)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(mén)開(kāi)度信號(hào)端子VTA輸出Us略＞0.5V；節(jié)氣門(mén)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(mén)開(kāi)度信號(hào)端子VTA輸出Us=+5V；節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，ECU則判定為大負(fù)荷。⑵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。⑶車(chē)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(chē)車(chē)速，作為換擋控制的主要依據(jù)。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(chē)速表軟軸驅(qū)動(dòng)的磁極控制，從而產(chǎn)生隨車(chē)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⑷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。⑸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)。⒉控制開(kāi)關(guān)⑴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/D

OFF”指示燈，用于顯示超速擋開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。功用：汽車(chē)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；

節(jié)氣門(mén)開(kāi)度85%以上；

車(chē)速60Km/h；變速器油溫70℃以上。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)電磁閥通電打開(kāi)，來(lái)自手控閥的油壓不能進(jìn)入3-4擋換擋閥上端，3-4檔換擋閥將始終處于上位，變速器只能工作在3擋。按下超速擋開(kāi)關(guān)后，超速擋控制電磁閥通電打開(kāi)，同時(shí)2號(hào)電磁閥斷電關(guān)閉，來(lái)自手控閥的控制油壓進(jìn)入

3-4擋換擋閥上端，迫使3-4擋換擋閥下移，接通通往制動(dòng)器B0的油壓通路，變速器才能進(jìn)入超速擋工作。手控閥的控制油壓進(jìn)入3-4擋換擋閥上端，迫使3-4擋換擋閥下移，接通通往制動(dòng)器B0的油壓通路，變速器才能進(jìn)入超速擋工作。⑵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。⑶空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān)是多功能開(kāi)關(guān)：控制起動(dòng)繼電器，還可將變速器換擋桿位置信息送給ECU。將信號(hào)“N”、“2”、“L”信號(hào)（高電位有效）輸入ECU，無(wú)信號(hào)輸入，判斷變速器處于“D”位。㈡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。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。㈢電子控制器ECU⒈ECU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(chē)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度等），并從存儲(chǔ)器中“讀出”預(yù)置的該節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下的最佳換擋點(diǎn)速度，與當(dāng)時(shí)采樣的車(chē)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。①快松油門(mén)，提前換高擋；②急踩油門(mén)，提前降低擋；③將擋位桿置于低位，限制換擋范圍。⒉ECU的功能⑴換擋正時(shí)的控制（換擋點(diǎn)控制）換擋規(guī)律—換擋車(chē)速與節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的關(guān)系是通過(guò)實(shí)驗(yàn)事先確定好的。①經(jīng)濟(jì)換擋規(guī)律②標(biāo)準(zhǔn)換擋規(guī)律③動(dòng)力換擋規(guī)律經(jīng)濟(jì)換擋規(guī)律標(biāo)準(zhǔn)換擋規(guī)律動(dòng)力換擋規(guī)律⑵變矩器鎖止離合器閉鎖正時(shí)控制ECU存儲(chǔ)了不同擋位不同換擋模式下的閉鎖工作程序，通過(guò)控制鎖止電磁閥來(lái)控制鎖止離合器的結(jié)合與分離。注：以下四種情況將會(huì)強(qiáng)制解除閉鎖：①I(mǎi)DL觸點(diǎn)接通；②冷卻水溫低于70℃；③CCS工作，車(chē)速低于預(yù)置車(chē)速，但高于10km/h；④制動(dòng)開(kāi)關(guān)接通。⑶超速行駛控制選擋桿置于“D”位，超速開(kāi)關(guān)接通，在符合超速行駛條件下，汽車(chē)超速行駛。優(yōu)點(diǎn)：降低油耗，減少噪聲。

以下兩種條件將解除超速行駛：冷卻水溫低于70℃CCS工作，車(chē)速低于預(yù)置車(chē)速，但高于10km/h。⑷發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制換擋時(shí)，為使換擋平順，會(huì)暫時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間滯后，點(diǎn)火延遲，使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩下降。⑸自診斷功能⑹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1#、2#均失效D位—“1擋”或“OD”擋2位—“1擋”或“3擋”L位—“1擋”或“2擋”

D位—“OD”擋2位—“3擋”L位—“1擋”主車(chē)速傳感器失效，啟用輔助車(chē)速傳感器。㈣換擋控制過(guò)程⒈手動(dòng)閥功用：依選擋桿位置不同：“L”、“2”、“D”、“N”、“R”、“P”，分別將主油路油壓導(dǎo)入

相應(yīng)的管路。結(jié)構(gòu)：手動(dòng)滑閥；通過(guò)連桿與變速器選擋桿連接；控制滑閥移動(dòng)進(jìn)行油路切換。

控制過(guò)程（見(jiàn)以下控制過(guò)程圖）⒉換擋閥自動(dòng)變速器通常采用三個(gè)換擋閥，分別由三個(gè)換擋電磁閥來(lái)控制，并通過(guò)三個(gè)換擋閥之間油路互鎖作用，實(shí)現(xiàn)四個(gè)擋位的變換。⑴

1－2換擋閥⑵

2－3換擋閥⑶

3－4換擋閥⑴

1－2換擋閥作用：控制自動(dòng)變速器在1檔和2檔之間變換。工作：當(dāng)ECU不對(duì)電磁閥②通電時(shí)，管路壓力作用在閥芯上端，迫使閥芯下移，變速器進(jìn)入1檔。當(dāng)ECU對(duì)電磁閥②通電時(shí)，作用在閥上端管路壓力由電磁閥②排放掉，閥芯在彈簧作用下上移，變速器進(jìn)入2檔。⑵

2－3換擋閥作用：控制變速器在2檔和3檔之間變換。工作：當(dāng)ECU對(duì)電磁閥①通電時(shí)，作用在閥芯上端管路壓力由電磁閥①排放掉，閥芯在彈簧作用下上移，變速器進(jìn)入2檔。當(dāng)ECU使電磁閥①斷電時(shí)，管路壓力作用在閥芯上端，使閥芯下移，變速器進(jìn)入3檔。⑶

3－4換擋閥作用：控制變速器在3檔和4（OD）檔之間變換。工作：當(dāng)ECU對(duì)電磁閥②通電時(shí)，作用在閥芯上端管路壓力由電磁閥②排放掉，閥芯在彈簧作用下上移，變速器進(jìn)入3檔。當(dāng)ECU使電磁閥②斷電時(shí)，管路壓力作用在閥芯上端，使閥芯下移，變速器進(jìn)入4檔。⑷三個(gè)換擋閥在不同擋位時(shí)閥芯所處位置電◆磁閥①②1-2閥2-3閥3-4閥1擋onoff1-2閥下位2-3閥上位3-4閥上位2擋onon1-2閥上位2-3閥上位3-4閥上位3擋offon1-2閥上位2-3閥下位3-4閥上位⒊綜合控制過(guò)程⒋鎖止離合器控制閥鎖止離合器控制閥包括：鎖止電磁閥、鎖止信號(hào)閥、鎖止繼動(dòng)閥。⑴鎖止電磁閥NO.3鎖止電磁閥采用脈沖式。ECU通過(guò)控制輸出脈沖信號(hào)占空比的大小，調(diào)節(jié)鎖止電磁閥的開(kāi)度，以控制作用在鎖止信號(hào)閥和鎖止繼動(dòng)閥上的油壓。⑵鎖止信號(hào)閥由滑閥和彈簧組成。受控于鎖止電磁閥，控制來(lái)自B2

的管路壓力，何時(shí)作用于鎖止繼動(dòng)閥。⑶鎖止繼動(dòng)閥由滑閥和彈簧組成。根據(jù)鎖止信號(hào)閥的鎖止信號(hào)，通過(guò)改變通往變矩器的ATF的流向，使液力變矩器內(nèi)

的鎖止離合器適時(shí)地結(jié)合與分離。⑷鎖止控制原理及控制過(guò)程鎖止電磁閥通電，閥門(mén)打開(kāi)泄壓，鎖止信號(hào)閥閥芯上移，使B2

的管路油壓作用于鎖止繼動(dòng)閥下端，使閥芯上移，鎖止離合器結(jié)合。鎖止電磁閥斷電，閥門(mén)關(guān)閉，鎖止信號(hào)閥閥芯在管路油壓作用下下移，B2

的管路油壓不再作用于鎖止繼動(dòng)閥下端，而油泵來(lái)的管路油壓作用于鎖止繼動(dòng)閥上端，使閥芯下移，使通向液力變矩器的

ATF改變流向，鎖止離合器分離。自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)（18m）二、自動(dòng)變速理論⒈自動(dòng)換擋規(guī)律：就是各擋位間的自動(dòng)換擋時(shí)刻隨換擋參數(shù)變化的規(guī)律。換擋控制的要求：⑴主要控制要求是動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性按動(dòng)力性確定的換擋規(guī)律為最佳動(dòng)力性換擋規(guī)律；按經(jīng)濟(jì)性確定的換擋規(guī)律為最佳競(jìng)技性換擋規(guī)律。⑵滿足各種道路和各種行駛工況的要求雪地行駛、坡道行駛、短時(shí)超車(chē)加速行駛等。⑶能體現(xiàn)個(gè)性，符合駕駛愿望⒉換擋參數(shù)反映發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)工作情況的參數(shù)是油門(mén)開(kāi)度

和車(chē)速。這兩個(gè)參數(shù)作為確定擋位的基本換擋參數(shù)。⑴用油門(mén)開(kāi)度和車(chē)速可以分析動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性按動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性確定換擋規(guī)律⑵發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為輔助參數(shù)鎖止離合器的打滑控制中的主要控制參數(shù)，另外當(dāng)車(chē)速傳感器失效時(shí)作為替代參數(shù)。三、自動(dòng)變速器換擋圖⒈換擋圖的識(shí)讀⒉換擋圖的運(yùn)用⒈換擋圖的識(shí)讀⑴簡(jiǎn)化換擋圖：不帶鎖止裝置

的四擋自動(dòng)變

速器換擋圖。換擋是由油門(mén)開(kāi)度和車(chē)速來(lái)

確定的，因此，換擋圖一般以節(jié)氣門(mén)的相對(duì)開(kāi)度為縱坐標(biāo)，車(chē)速

(或輸出軸轉(zhuǎn)速)為橫坐來(lái)作出。⑵換擋曲線分布的一般規(guī)律換擋曲線：實(shí)線為換上擋線、升擋曲線、換高檔曲線；虛線為換下?lián)蹙€、降擋曲線、換低擋曲線。①換高檔曲線位于換低擋曲線之右方；②換高檔曲線位于換低擋曲線之下方；③換低擋曲線位于同級(jí)換高檔曲線之左上方，有些AT換低擋曲線甚至位于次級(jí)換高檔曲線之左上方。

這樣的設(shè)計(jì)是通過(guò)降擋“滯遲”避免在換擋點(diǎn)附近的頻繁換擋。⑶鎖定圖及其讀圖方法自動(dòng)變速器往往帶有液力變矩器鎖止離合器，其換擋圖均含有鎖止離合器工作曲線——鎖定圖。最簡(jiǎn)單的鎖定圖可與換擋曲線合為一體，僅在某

擋換擋曲線相應(yīng)車(chē)速處作出標(biāo)記，沒(méi)有繪鎖定曲線。鎖定一般只受車(chē)速的控制，只要車(chē)速達(dá)到設(shè)定值，

就接通鎖止離合器，接實(shí)現(xiàn)“鎖定”；當(dāng)車(chē)速降至

某一值，即解除鎖定。圖2中：當(dāng)變速器由3擋換入0／D擋運(yùn)行時(shí)，只要車(chē)速超過(guò)60km／h，鎖止離合器便被鎖定；而為了避免繁頻的鎖止-釋放動(dòng)作，鎖止解除的車(chē)速(虛線)要較3→O／D曲線為低，以實(shí)現(xiàn)鎖定解除的“滯遲”。現(xiàn)代EC—AT換擋鎖定圖通常采用陰影法表示⒉換擋圖的運(yùn)用⑴在換擋圖上確定正確換擋點(diǎn)換擋圖最主要的功用是作為評(píng)價(jià)實(shí)際自動(dòng)變速器換擋性能的依據(jù)，即變速器實(shí)際換擋動(dòng)作是否發(fā)生在各換擋曲線之上。如果是(或發(fā)生在其附近)，則變速器換擋性能良好；如果偏離曲線較多，則變速器換擋性能不良，便應(yīng)找出其原因，并予以排除，否則將影響汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，及變速器的使用壽命。實(shí)際換擋點(diǎn)正好落在換擋曲線上的情況是很少的，這是由于節(jié)氣門(mén)設(shè)定誤差、車(chē)速誤差、操作誤差、換擋動(dòng)作誤差等多種因素造成的。一般實(shí)際換擋車(chē)速與換擋圖的換擋車(chē)速誤差在10％以內(nèi)是可以接受的，15％以上應(yīng)視為不正常。確定換擋點(diǎn)的方法在換擋圖上尋找正確換擋點(diǎn)的方法很簡(jiǎn)單，先設(shè)定汽車(chē)行駛的油門(mén)開(kāi)度(如20％)，用直尺從縱坐標(biāo)該節(jié)氣門(mén)開(kāi)度(20％)處引一根與橫坐標(biāo)平行的直線，該直線與各換擋曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值即為自動(dòng)變速器按該曲線進(jìn)行換擋的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)速。⑵運(yùn)用鎖定圖檢驗(yàn)鎖止?fàn)顟B(tài)與換擋圖一樣，節(jié)