汽車底盤電控技術(shù)-自動變速器(電子液壓控制系統(tǒng))

第五章電子控制液壓換檔系統(tǒng)主要內(nèi)容：1、概述2、電子控制部件3、ＥＣＴ的ＥＣＵ控制功能4、豐田A140E自動變速器電子控制系統(tǒng)第一節(jié)概述ECT是利用電子計(jì)算機(jī)控制換擋的自動變速器，換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍是液壓的。1969年法國雷諾R16TA轎車首先裝用了電子控制液壓換擋系統(tǒng)。它與全液控自動變速器相比，ECT有如下優(yōu)點(diǎn)：1、駕駛員可以選擇自己喜歡的運(yùn)行模式。如：經(jīng)濟(jì)模式、動力模式及常規(guī)模式。2、減小換檔沖擊。精確控制換入高、低檔及離合器的鎖止正時(shí)?？煽刂茋娪汀Ⅻc(diǎn)火、斷缸降低瞬時(shí)發(fā)動機(jī)輸出扭矩使換檔平順。結(jié)構(gòu)更簡單。3、減小油耗。ECU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(shí)，所以在低速范圍內(nèi)，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。將電控系統(tǒng)可能發(fā)生的任何故障存儲在存儲器內(nèi)，以幫助維修人員對故障進(jìn)行分析和檢測。5、失效保護(hù)功能。保證電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也能保證行駛。電子控制系統(tǒng)方框圖第二節(jié)電子控制部件1、電子控制系統(tǒng)的組成：行駛模式開關(guān)空檔啟動開關(guān)節(jié)氣門位置傳感器水溫傳感器車速傳感器制動燈開關(guān)超速檔開關(guān)巡航控制電磁閥2.1行駛模式開關(guān)1、作用：行駛模式選擇開關(guān)是供駕駛員所需的行駛模式的開關(guān)。2、常見模式：動力模式（PWR）、經(jīng)濟(jì)模式（ECONOMIC）、普通模式(NORMAL)、雪地模式(SNOW)即P、E、

N、S、3、工作過程：當(dāng)開關(guān)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(dāng)開關(guān)接通NORMAL，PWR端子電壓為零，ECU判定選擇常規(guī)模式。同時(shí)該開關(guān)的觸點(diǎn)還接通行駛模式燈告知駕駛員。如圖：返回2.2空檔啟動開關(guān)（檔位傳感器）1、作用：ECU從空檔啟動開關(guān)傳感器中獲得變速器所在檔位的信息，確定相應(yīng)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(guān)的觸點(diǎn)還用于接通對應(yīng)檔位開關(guān)的指示燈告訴駕駛員換檔桿所處位置。2)只有當(dāng)換檔桿位于“P”或“N”檔位，端子B與NB接通，才能接通啟動電路。如圖：3）空檔啟動開關(guān)觸點(diǎn)通\斷一覽表：返回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(guān)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(shí)。注：節(jié)氣門位置信號相當(dāng)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：ⅰ）間接型工作過程：以A140E為例發(fā)動機(jī)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(zhuǎn)換為電壓信號。來自發(fā)動機(jī)ECU的恒定電壓（5V）作用在端子Vc上，由于觸點(diǎn)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：ⅱ）直接型（僅某些車型適用）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：內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖返回2.4水溫傳感器：1、作用：防止發(fā)動機(jī)冷卻液低于設(shè)定溫度時(shí)，將變速器換入超速檔，使發(fā)動機(jī)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(shè)定溫度（60°），發(fā)動機(jī)ECU會發(fā)送一個(gè)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(jié)構(gòu)及接線圖：注：返回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(dāng)于全液控自動變速器中的調(diào)速器油壓，ECT的ECU用它來控制換檔點(diǎn)和鎖止離合器的運(yùn)作。注：ECT的ECU獲得的正確車速信息是由兩個(gè)車速傳感器輸入的，為進(jìn)一步確保信息的精確性，ECT的ECU不斷將兩個(gè)信號比較，看是否相同。如圖：2、組成：ⅰ一號車速傳感器（備用車速傳感器）如圖：ⅱ二號車速傳感器（主車速傳感器）如圖：3、類型：ⅰ簧片開關(guān)型車速傳感器如圖ⅱ感應(yīng)線圈型車速傳感器如圖：ⅲ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(guān)型車速傳感器工作原理返回原理圖電路圖返回原理圖返回返回2.6制動燈開關(guān)：1、作用：當(dāng)制動踏板被踩下時(shí)，取消變矩器鎖止離合器工作。2、控制過程：制動燈開關(guān)安裝在制動踏板支架上。當(dāng)踩下制動踏板時(shí)，開關(guān)接通，STP端子電壓為12V；當(dāng)松開踏板時(shí)，開關(guān)斷開，STP端子電壓為0V。3、在某些車型中，制動開關(guān)信號也從駐車制動器開關(guān)輸入，用作對鎖止離合器取消鎖止的信號。如圖：返回2.7超速檔主開關(guān)1、作用：由駕駛員操作控制，使ECT可以或是不可以進(jìn)入超速檔行駛。2、控制過程：ⅰ開關(guān)在“ON”位時(shí)（觸點(diǎn)斷開），ECU的OD2端子電壓為12V，變速器能換入超速檔。如圖：ⅱ在“OFF”位時(shí)（觸點(diǎn)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(shí)O/D燈亮。如圖：返回2.8巡航控制：1、作用：如果實(shí)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(gè)信號至ECT的ECU，命令鎖止離合器分離，同時(shí)不能掛入超速檔。2、備注：返回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，使各種油壓的油路按工作所需進(jìn)行切換，使變速器從某一個(gè)檔位換入令一個(gè)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(gè)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：1、2號電磁閥為通斷電磁閥，鎖止、蓄壓器電磁閥為頻率閥。如圖：1、2號電磁閥工作過程：

電磁閥通電時(shí)，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(jié)構(gòu)如圖：換檔閥與各檔關(guān)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(guān)斷，從而控制鎖止油路壓力或蓄壓器背壓。2、結(jié)構(gòu)原理如圖：3、備注：返回第三節(jié)ECT的ECU控制功能換檔正時(shí)控制鎖止正時(shí)控制故障診斷失效保護(hù)“N”至“D”占駐控制發(fā)動機(jī)減扭控制返回返回返回返回返回返回第四節(jié)豐田A140E自動變速器的工作原理一、豐田A140E自動變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A140E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；行星齒輪變速器為三排、辛普森式，超速排在后；10個(gè)換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)(C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2)；選擋桿位置：P、R、N、D、2、L2個(gè)換擋電磁閥，1個(gè)鎖止電磁閥；駕駛模式：動力模式、經(jīng)濟(jì)模式A140E各擋工作狀況二、A140E行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理各擋傳動路線和傳動比(1=1.821,2=2.2960=0.706)1擋—D1、21和L1擋C0、C1、C2、F0、F2作用，L1擋時(shí)B3作用前后行星排運(yùn)動特征方程：（超速派i0=0）n11=n21，n23=0，n13=n22

得：i1=n12/n22=2.8102擋—D2、22和L2擋C0、C1、B2、F0、F1作用，22和L1擋時(shí)B1作用前行星排運(yùn)動特征方程：（只有前排參加工作）n11=0得：i1=n12/n13=1.549傳動路線：輸入軸→C1→前齒圈→前行星輪→前行星架→超速排→輸出軸3擋—D3擋（直接擋i3=1）C0、C1、C2、B2、F0作用傳動路線：輸入軸→C1、C2→前后行星排→超速排→輸出軸4擋—D4擋（超速擋）C1、C2、B0、B2作用傳動路線：輸入軸→C1、C2→前后行星排→超速行星架→超速行星輪→超速齒圈→輸出軸n01=0得：i0=n03/n02=0.706（前后行星排傳動比為1）倒擋C0、C2、B3作用前行星排運(yùn)動特征方程：（只有后排參加工作）n23=0得：i1=n21/n22=－2.296傳動路線：輸入軸→C2→后太陽輪→后行星輪→后齒圈→超速排→輸出軸三、A140E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ECTECU的功能：1）換擋正時(shí)的控制

選擇換擋模式后，EC根據(jù)車速和節(jié)氣門信號控制1、2號換擋閥，既而控制離合器、制動器油路。2）鎖止離合器閉鎖正時(shí)的控制

鎖止解除：換擋期間；制動；IDL閉合；水溫低于70℃；實(shí)際車速低于巡航預(yù)置車速。3）超速控制條件：超速開關(guān)ON，D位。解除：水溫低于70℃；實(shí)際車速低于巡航預(yù)置車速。4）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制需要換擋時(shí)，暫時(shí)點(diǎn)火延遲，使扭矩下降。5）自診斷功能電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可通過“ODOFF”燈顯示故障碼。通過專業(yè)程序消除故障碼。6）失效保護(hù)功能

1、2號電磁閥都失效時(shí)，可進(jìn)行手動換擋

L、2、D位變速器分別在1、3、超速擋工作。電控執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)和原理：換擋執(zhí)行元件：1、2號電磁閥、鎖止電磁閥1、2號電磁閥: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(guān)閉，鎖止離合器分離；四、A140E自動變速器液壓控制元件的組成和原理（一）供油調(diào)壓部分的組成和原理1、主調(diào)壓閥據(jù)車速、節(jié)氣門開度、擋位控制主油路油壓。2、次調(diào)壓閥調(diào)節(jié)變矩器和潤滑油路油壓。3、節(jié)氣門閥反應(yīng)節(jié)氣門開度，調(diào)節(jié)主油路油壓。4、車速反饋閥2擋后，將油壓作用于節(jié)氣門閥，使節(jié)氣門油壓降低，最終使主油路油壓降低，以減少油泵負(fù)荷和能耗。5、節(jié)氣門調(diào)壓閥調(diào)節(jié)節(jié)氣門油壓，并將節(jié)氣門油壓作用于主調(diào)壓閥和蓄壓器調(diào)壓閥。（二）換擋控制部分的組成和原理1、手動閥P、R、N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。手動閥共有五道油路：第二油道進(jìn)油P、N位：第二油道進(jìn)油關(guān)閉；R位：連通第一油道，經(jīng)1-2換擋閥至B3，經(jīng)2-3換擋閥至C2；D位：連通第三油道，至B2、C22位：連通三、四油道，至C1、C2、B1、B2；L位：連通三、四、五油道，至C1、B1、B2；

2、1-2換擋閥—受控于2號電磁閥，控制B1、B2、B3

P、R、N、D2~D4、22、23、L2擋處上位；D1、21、L1處下位3、2-3換擋閥—受控于1號電磁閥，控制C2D3、D4擋處下位；P、R、N、D1、D2、22、L處上位4、3-4換擋閥—受控于2號電磁閥，控制C0、B0D4擋處下位；其余擋處上位。

5、改善換擋品質(zhì)的控制閥1）蓄壓器調(diào)壓閥受節(jié)氣門液壓控制，穩(wěn)定蓄壓器背壓。節(jié)氣門開度大時(shí)，節(jié)氣門油壓增大，使蓄壓器背壓增大，使蓄壓器減振能力降低，而使換擋加快，防止大負(fù)荷時(shí)換擋執(zhí)行元件打滑。2）低擋調(diào)壓閥和中間擋調(diào)壓閥分別減緩制動器B1、B3的油壓沖擊。1擋時(shí)，油道3無液壓油，車速達(dá)到一定時(shí)，鎖止電磁閥通電，經(jīng)油道7向鎖止閥提供壓力油。（三）鎖止離合器控制部分的組成和原理1、鎖止信號閥2）鎖止閥下位時(shí)，次級調(diào)壓閥壓力油經(jīng)油道4流向變矩器活塞端，鎖止離合器分離；上位時(shí)，次級調(diào)壓閥壓力油經(jīng)油道5流向變矩器葉輪端，鎖止離合器接合；五、A140E自動變速器工作過程C0和B0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C0作用手動閥進(jìn)油路（第二油道）關(guān)閉。油路走向如下：

P、Ｎ位2、R位工作過程C0、C2、B3作用手動閥第一油道連通；３個(gè)換擋閥處于上位。油路走向如下：

R位3、D位工作過程手動閥第三油道連通；C1作用。1）D1擋C0、C1、F0、F2作用；1號電磁閥通電，2號電磁閥斷電；1-2擋換擋閥下位，2-3、3-4擋換擋閥上位。油路走向如下：

Ｄ1擋2）D2擋C0、C1、B2、F0、F1作用；1號、2號電磁閥通電；1-2、2-3、3-4擋換擋閥上位。油路走向如下：

Ｄ2擋3）D3擋C0、C1、C2、B2、F0作用；1號電磁閥斷電，2號電磁閥通電；2-3擋換擋閥下位，1-2、3-4擋換擋閥上位油路走向如下：

Ｄ3擋4）D4擋C1、C2、B0、B2作用；1號、2