自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng).ppt

1、電子控制系統(tǒng),知識(shí)要點(diǎn)：,1、自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)的組成；,2、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、車(chē)速傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理；,3、自動(dòng)變速器電控單元的功能；,4、自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)；,5、電子控制自動(dòng)變速器的控制過(guò)程。,通過(guò)機(jī)械方式將節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和汽車(chē)車(chē)速轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤盒盘?hào)，然后再將液壓信號(hào)施加到換擋閥上，控制換擋閥的工作。,一、概述,（一）電子控制系統(tǒng),利用節(jié)氣門(mén)位置傳感器和車(chē)速傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和汽車(chē)車(chē)速，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸送到電控單元，ECU根據(jù)其內(nèi)存的程序?qū)斎氲男盘?hào)進(jìn)行比較、判斷后，向控制換擋閥工作的電磁閥輸出信號(hào)，控制換擋閥的工作 。,（二）電子控制的優(yōu)點(diǎn)：,控制過(guò)程更準(zhǔn)確，并且還能

2、根據(jù)其他傳感器輸入的信號(hào)，綜合考慮各影響因素，從而更好、更精確地控制自動(dòng)變速器換擋時(shí)刻和變矩器鎖止時(shí)刻，使換擋過(guò)程和變矩器的鎖止過(guò)程更平順、使汽車(chē)能獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。,（三）電子控制系統(tǒng)的組成：,電控系統(tǒng)包括傳感器、ECU和執(zhí)行元件。,二、傳感器,1、節(jié)氣門(mén)位置傳感器,檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，并以電信號(hào)的形式輸向ECU。,通常采用線性可變電阻型的節(jié)氣門(mén)位置傳感器，由一個(gè)線性電位計(jì)和一個(gè)怠速開(kāi)關(guān)組成。,節(jié)氣門(mén)軸帶動(dòng)線性電位計(jì)及怠速開(kāi)關(guān)的滑動(dòng)觸點(diǎn)； 節(jié)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，怠速開(kāi)關(guān)接通；節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)，怠速開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。 當(dāng)節(jié)氣門(mén)處于不同位置時(shí)，電位計(jì)的電阻不同，輸出不同的電信號(hào)，將節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化大小及快慢

3、轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸送給ECU。,思考,節(jié)氣門(mén)位置傳感器為什么采用多觸點(diǎn)？,數(shù)目多，能更精確地反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化。,IDL ACC1 ACC2 PSW,發(fā)動(dòng)機(jī)控制,IDL L1 L2 L3,自動(dòng)變速器控制,輸出特性：,節(jié)氣門(mén)處于不同的開(kāi)度時(shí)，各個(gè)觸點(diǎn)開(kāi)閉狀態(tài)的工作組合不同。,全關(guān)閉時(shí)：IDL閉合，IDL端子輸出低電位；,節(jié)氣門(mén)開(kāi)度處于7%15%時(shí)：觸點(diǎn)L3閉合，L3輸出低電位；,2、車(chē)速傳感器,將汽車(chē)行駛速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入ECU。,安裝位置：,將兩個(gè)傳感器都安裝在自動(dòng)變速器上；,主車(chē)速傳感器安裝在變速器上，輔助傳感器安裝在組合儀表內(nèi)；,種類(lèi)：,舌簧開(kāi)關(guān)式和電磁感應(yīng)式,正常情況下，2號(hào)工作，1號(hào)作

4、為備用,（1）舌簧開(kāi)關(guān)式車(chē)速傳感器,由旋轉(zhuǎn)磁鐵和舌簧開(kāi)關(guān)管組成，旋轉(zhuǎn)磁鐵安裝在變速器輸出軸上，舌簧開(kāi)關(guān)管安裝在變速器殼體上，并靠近旋轉(zhuǎn)磁鐵。,當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁鐵周期性接近和離開(kāi)舌簧開(kāi)關(guān)管，舌簧開(kāi)關(guān)管內(nèi)被磁化了的舌簧開(kāi)關(guān)便在鐵磁極的作用下周期性的通斷，從而產(chǎn)生脈沖信號(hào)。,磁鐵每轉(zhuǎn)一圈便產(chǎn)生4個(gè)脈沖信號(hào)，ECU根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)脈沖信號(hào)的數(shù)量就可計(jì)算出汽車(chē)的行駛速度。,（2）電磁感應(yīng)式車(chē)速傳感器,由永久磁鐵和電磁感應(yīng)線圈組成，電磁感應(yīng)線圈繞在與磁鐵相連的鐵芯上，傳感器安裝在變速器殼上，并對(duì)準(zhǔn)變速器輸出軸上的齒輪（信號(hào)轉(zhuǎn)子）。,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪上的凸齒便不斷地靠近和離開(kāi)傳感器，使磁路不斷周期性地變化，通過(guò)感應(yīng)

5、線圈內(nèi)的磁通量也不斷周期性地變化，感應(yīng)線圈因此產(chǎn)生了周期性的脈沖信號(hào)。,3、擋位開(kāi)關(guān)和空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān),安裝在自動(dòng)變速器手動(dòng)閥搖臂軸上，由換擋桿帶動(dòng)與手動(dòng)閥搖臂軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。,（1）擋位開(kāi)關(guān),檢測(cè)換擋桿的位置，將換擋桿的位置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入電控單元，同時(shí)控制儀表板上擋位指示燈的工作。,（2）空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān),控制起動(dòng)機(jī)只有在換擋桿處于P或N擋位時(shí)才能工作，才能起動(dòng)。,工作原理,當(dāng)ECU的N、2或L端子接收到高電位時(shí)，便判斷為換擋桿位于N、2或L擋位；當(dāng)ECU的N、2或L端子都沒(méi)有接收到高電位時(shí)，便判斷為換擋桿位于D擋位。,當(dāng)換擋桿位于P擋位或N擋位時(shí)，空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)才能接通啟動(dòng)繼電器的工作電路，起動(dòng)機(jī)才能

6、工作。,4、行駛方式選擇開(kāi)關(guān),用于選擇自動(dòng)變速器的控制模式。,標(biāo)準(zhǔn)模式（正常模式，NORMAL模式）：,既考慮經(jīng)濟(jì)性，又考慮動(dòng)力性。,動(dòng)力模式（POWER模式）：,僅僅考慮動(dòng)力性，沒(méi)有考慮經(jīng)濟(jì)性。,當(dāng)行駛方式選擇開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，行駛方式選擇開(kāi)關(guān)指示燈滅，ECU的PWR端子的電位為0，ECU控制自動(dòng)變速器按標(biāo)準(zhǔn)模式工作；,當(dāng)行駛方式選擇開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，行駛方式選擇開(kāi)關(guān)指示燈亮，ECU的PWR端子電位變?yōu)?2V，ECU選擇動(dòng)力模式工作。,5、超速主開(kāi)關(guān),控制自動(dòng)變速器超速擋的工作，安裝在換擋桿上。,將超速主開(kāi)關(guān)按鈕按下，超速主開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，O/D OFF指示燈滅，ECU接受到12V信號(hào)，ECU控制自動(dòng)變速器進(jìn)

7、入超速擋工作；,當(dāng)超速主開(kāi)關(guān)接通時(shí)， O/D OFF指示燈亮，電控單元的OD2端子接收到低電位信號(hào)，ECU控制自動(dòng)變速器不能進(jìn)入超速擋工作。,6、降擋開(kāi)關(guān)（自動(dòng)跳合開(kāi)關(guān)）,檢測(cè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度是否達(dá)到節(jié)氣門(mén)全開(kāi)的位置（大于85%）。當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度達(dá)全開(kāi)位置時(shí)，降擋開(kāi)關(guān)便閉合，同時(shí)向ECU輸入一個(gè)降擋信號(hào)，ECU控制變速器降低一個(gè)擋位，以滿足汽車(chē)對(duì)動(dòng)力性的要求。,7、保持開(kāi)關(guān),保持開(kāi)關(guān)通常安裝在選檔桿操縱手柄上，按下此開(kāi)關(guān)后，自動(dòng)變速器不能自動(dòng)換擋，檔位完全取決于選擋桿的位置：一般D檔對(duì)應(yīng)的是三擋，S檔對(duì)應(yīng)的是二檔，L檔對(duì)應(yīng)的是一檔。,三、電控單元（ECU）,接收傳感器信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行分析處理后，向執(zhí)行

8、器發(fā)出決策指令，控制自動(dòng)變速器的換擋正時(shí)、鎖止正時(shí)及油壓，ECU還有超速擋控制、緩沖器背壓控制、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制、故障自診斷和實(shí)效保護(hù)等功能。,1、換擋正時(shí)的控制,（2）自動(dòng)換擋圖,通過(guò)試驗(yàn)可得到自動(dòng)變速器在各個(gè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下的最佳換擋車(chē)速，把它們之間的關(guān)系用圖線表示出來(lái)，就是自動(dòng)變速器的自動(dòng)換擋圖。,（1）換擋時(shí)刻,自動(dòng)變速器的換擋時(shí)刻（即換擋車(chē)速，包括升擋車(chē)速和降擋車(chē)速）對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性有很大影響。,對(duì)于汽車(chē)的某一特定行駛工況來(lái)說(shuō)，有一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的最佳換擋時(shí)機(jī)或換擋車(chē)速。電腦應(yīng)使自動(dòng)變速器在汽車(chē)任何行駛條件下都按最佳換擋時(shí)刻進(jìn)行換擋，從而使汽車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)

9、。,實(shí)線表示升擋規(guī)律； 虛線表示降擋規(guī)律；,由圖可知： 節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越?。浩?chē)的升擋車(chē)速和降擋車(chē)速越低； 節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大：汽車(chē)的升擋車(chē)速和降擋車(chē)速越高。,請(qǐng)大家 思考？,符合汽車(chē)的實(shí)際使用要求嗎？,當(dāng)汽車(chē)在良好的路面上緩慢加速時(shí)，行駛阻力較小，油門(mén)開(kāi)度也小，升擋車(chē)速可相應(yīng)降低，即可以較早地升入高擋，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，減少汽車(chē)油耗。,當(dāng)汽車(chē)急加速或上坡時(shí)，行駛阻力較大，為保證汽車(chē)有足夠的動(dòng)力，油門(mén)開(kāi)度應(yīng)較大，換擋時(shí)刻相應(yīng)延遲，也就是升擋車(chē)速相應(yīng)提高，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，以發(fā)出較大的功率，提高汽車(chē)的加速和爬坡能力。,答案如下：,實(shí)線表示升擋規(guī)律； 虛線表示降擋規(guī)律；

10、,ECU根據(jù)行駛方式選擇開(kāi)關(guān)和空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)輸入的行駛方式信號(hào)和換擋桿的位置信號(hào)從存儲(chǔ)器中選擇相應(yīng)的自動(dòng)換擋圖，然后再根據(jù)汽車(chē)行駛中節(jié)氣門(mén)位置傳感器和車(chē)速傳感器提供的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)和汽車(chē)車(chē)速信號(hào)，在選定的自動(dòng)換擋圖上確定最佳換擋時(shí)刻。在某節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下，汽車(chē)達(dá)到ECU內(nèi)存的最佳換擋車(chē)速時(shí)，電控單元向執(zhí)行器（換擋電磁閥）發(fā)出指令，控制換擋。,換檔方式1適于城市市區(qū)和郊區(qū)公路，經(jīng)濟(jì)性好，油耗低。,方式2適于車(chē)輛需要較大動(dòng)力輸出時(shí)，升降檔車(chē)速均較高；,方式3適于選檔手柄位于2位置時(shí)，為防發(fā)動(dòng)機(jī)超速，適當(dāng)時(shí)可升入3檔；,方式4適于車(chē)輛在泥濘、雪地、沙漠等不良道路上行駛或需要較強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，此模式變速器不

11、能升檔。,2、變矩器鎖止正時(shí)的控制,（1）最佳鎖止時(shí)刻,應(yīng)能使汽車(chē)既能獲得好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，又能滿足自動(dòng)變速器的換擋要求，使汽車(chē)獲得良好的行駛性。,變矩器鎖止時(shí)刻受節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、汽車(chē)車(chē)速、冷卻液溫度、行駛方式、擋位的影響。通過(guò)試驗(yàn)可獲得各種工況下的最佳鎖止時(shí)刻，并將其編程存入ECU的存儲(chǔ)器中。,（2）鎖止時(shí)刻控制,ECU根據(jù)行駛方式選擇開(kāi)關(guān)盒擋位開(kāi)關(guān)輸入的行駛方式信號(hào)和擋位信號(hào)，選出相應(yīng)的變矩器最佳鎖止程序，然后再根據(jù)節(jié)氣門(mén)位置傳感器和車(chē)速傳感器輸入的信號(hào)，從變矩器鎖止程序中確定最佳鎖止時(shí)刻，并通過(guò)鎖止電磁閥的開(kāi)或關(guān)，控制鎖止離合器動(dòng)作。,1）鎖止條件 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫正常（高于60C）； 車(chē)輛在2

12、檔、3檔或4檔行駛時(shí)； 車(chē)速高于規(guī)定車(chē)速（60Km/h）； 油門(mén)開(kāi)度小于85%； 手柄移入2、L位置時(shí)；,2）分離條件 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫低于60C； 制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)接通時(shí)； 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)； 手柄移入L位置時(shí)； 油門(mén)開(kāi)度大于85%； 車(chē)速低于規(guī)定車(chē)速； 自動(dòng)變速器升擋或降擋時(shí)。,3、超速擋的控制,以下情況自動(dòng)變速器不能升入超速擋工作（即便超速主開(kāi)關(guān)斷開(kāi)）：,冷卻液溫度低于600C時(shí)；,汽車(chē)使用CCS系統(tǒng)在超速擋行駛且其實(shí)際車(chē)速低于設(shè)定車(chē)速約4km/h時(shí)，CCS控制單元向自動(dòng)變速器控制單元輸出指令，解除超速行駛。,4、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制,在ECU控制自動(dòng)變速器換擋的同時(shí)，也控制推遲發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)刻或減小噴油量

13、，減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，這樣減小換擋沖擊，換擋結(jié)束后，ECU又恢復(fù)點(diǎn)火或噴油量。,5、故障自診斷,當(dāng)ECU接收到來(lái)自傳感器或執(zhí)行器不正常信號(hào)時(shí)，ECU便認(rèn)為此處有故障，于是點(diǎn)亮O/D OFF故障指示燈,以故障代碼的形式把故障信息存儲(chǔ)起來(lái)，啟動(dòng)失效保護(hù)功能。,6、失效保護(hù)功能,自動(dòng)變速器電控單元檢測(cè)到某傳感器、執(zhí)行器及其工作電路出現(xiàn)故障時(shí)，電控單元控制自動(dòng)變速器按預(yù)先存儲(chǔ)的程序繼續(xù)工作。,比如：豐田A340E型自動(dòng)變速器,兩個(gè)車(chē)速傳感器：NO2換擋控制；NO 1車(chē)速表控制，換擋備用信號(hào)。,用于換擋控制的電磁閥有兩個(gè)：第一電磁閥和第二電磁閥。,鎖止電磁閥：失效時(shí)，ECU停止鎖止離合器的工作，變矩器鎖

14、止離合器一直處于分離狀態(tài)。,7、主油路壓力控制,ECU根據(jù)節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)控制主油壓電磁閥，進(jìn)而控制節(jié)氣門(mén)油壓，節(jié)氣門(mén)油壓控制主調(diào)壓閥。,主調(diào)壓閥,導(dǎo)控油壓,油壓電磁閥是一種脈沖線性式電磁閥，電腦根據(jù)節(jié)氣門(mén)位置傳感器測(cè)得的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，計(jì)算并控制送往油壓電磁閥的脈沖信號(hào)的占空比，以改變油壓電磁閥排油孔的開(kāi)度，產(chǎn)生隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化的油壓（即節(jié)氣門(mén)油壓）。節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大，脈沖電信號(hào)的占空比越小，油壓電磁閥的排油孔開(kāi)度越小，節(jié)氣門(mén)油壓越大。,除正常的主油路油壓控制外，ECU還可以根據(jù)各個(gè)傳感器測(cè)得的自動(dòng)變速器的工作條件，在一些特殊情況下，對(duì)主油路油壓作適當(dāng)?shù)男拚?，使油路壓力控制獲得最佳效果。,在操

15、縱手柄位于前進(jìn)低擋（S、L或2、1）位置時(shí)，由于汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力相應(yīng)較大，ECU自動(dòng)使主油路油壓高于前進(jìn)擋時(shí)的油壓，以滿足傳遞的需要。,為減小換擋沖擊，ECU還在自動(dòng)變速器換擋過(guò)程中按照換擋時(shí)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的大小，通過(guò)油壓電磁閥適當(dāng)減小主油路油壓，以改善換擋感覺(jué)。,ECU還可以根據(jù)液壓油溫度傳感器信號(hào)，在液壓油溫度未達(dá)到正常工作溫度時(shí)（低于60），將主油路油壓調(diào)整為低于正常值，以防止因液壓油在低溫下粘度較大而產(chǎn)生換擋沖擊。,當(dāng)液壓油溫度過(guò)低時(shí)（低于-10或-30），電腦使主油路油壓升到最大值，以加速離合器、制動(dòng)器的接合，防止溫度過(guò)低時(shí)因液壓油粘度過(guò)大而導(dǎo)致?lián)Q擋過(guò)程過(guò)于緩慢。,在操縱手柄處于倒擋位置時(shí)提

16、高節(jié)氣門(mén)油壓，使倒擋時(shí)的主油路油壓升高，以滿足倒擋時(shí)對(duì)主油路油壓的需要。,四、執(zhí)行器,第一電磁閥：控制換擋動(dòng)作 第二電磁閥：控制換擋動(dòng)作 鎖止電磁閥：控制變矩器鎖止閥的動(dòng)作 油壓電磁閥：控制主油路油壓，使主油路油壓隨節(jié) 氣門(mén)開(kāi)度的變化而變化。,1、電磁閥的構(gòu)造與工作原理,由電磁線圈、閥門(mén)、閥門(mén)彈簧等組成。,電磁閥通電，電磁吸力吸動(dòng)閥門(mén)，打開(kāi)泄油口，使油路油壓降低；,電磁閥斷電，無(wú)電磁吸力，泄油口關(guān)閉，使油路油壓升高。,2、電磁閥的種類(lèi),分為開(kāi)關(guān)型電磁閥和脈沖線性電磁閥。,根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令信號(hào)，進(jìn)行通電或斷電，因此閥只有開(kāi)和斷兩種狀態(tài)。,（1）開(kāi)關(guān)型電磁閥,（2）脈沖線性電磁閥,控制信號(hào)為脈沖電信號(hào)，改變脈沖電信號(hào)的占空