第5章電子控制系

第五章電子控制系統(tǒng)如今幾乎一切的轎車自動變速器都采用了電子控制系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)能按汽車行駛的需求選擇相應(yīng)的擋位，實現(xiàn)更復(fù)雜、更合理的控制，獲得更理想的經(jīng)濟(jì)性和動力性，并可簡化液壓控制系統(tǒng)，提高控制精度和反響速度，容易實現(xiàn)整車控制。它由電子控制安裝和閥板總成兩個部分組成。一、電子控制安裝電子控制安裝由傳感器、控制開關(guān)、執(zhí)行器及電子控制單元等組成。電子控制單元根據(jù)傳感器檢測所得節(jié)氣門開度、車速、油溫等運轉(zhuǎn)參數(shù)，以及各種控制開關(guān)送來的當(dāng)前形狀信號，經(jīng)運算比較和分析后按設(shè)定的程序，向各個執(zhí)行器發(fā)出指令，以支配閥板總成中各種控制閥的任務(wù)，從而最終實現(xiàn)對自動變速器的控制。1.傳感器構(gòu)造與任務(wù)原理〔1〕節(jié)氣門位置傳感器用以檢測發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度的大小，是自動變速器換擋控制的一個重要根據(jù)。自動變速器通常采用的線性節(jié)氣門位置傳感器。節(jié)氣門軸帶動線性電位計和怠速開關(guān)的滑動觸點。節(jié)氣門封鎖時，怠速開關(guān)接通；節(jié)氣門開啟時，怠速開關(guān)斷開。當(dāng)節(jié)氣門開度不同時，電位計電阻不同，這樣節(jié)氣門開度的變化被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮杌螂妷盒盘栞斎腚娮涌刂茊卧娮涌刂茊卧涂色@得節(jié)氣門變化的信號和變化的速率，以此作為其控制不同行駛條件下的擋位變換的重要根據(jù)?！?〕車速傳感器用于檢測自動變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，并換算成汽車行駛的車速，它也是自動變速器換擋控制的一個重要根據(jù)。電磁感應(yīng)式的車速傳感器，固定于自動變速器輸出軸附近的殼體上，接近安裝在輸出軸上的停車鎖止齒輪或感應(yīng)轉(zhuǎn)子。當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動時，停車鎖止齒輪或感應(yīng)轉(zhuǎn)子的凸齒不斷接近或分開車速傳感器，感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交流感應(yīng)電壓。電子控制單元根據(jù)感應(yīng)電壓脈沖頻率的大小計算出車速。〔3〕輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器用以檢測自動變速器輸入軸轉(zhuǎn)速信號，該信號使電子控制單元對換擋過程的控制更為準(zhǔn)確，同時該信號與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號比較可計算出液力變矩器的傳動比，優(yōu)化油路壓力控制過程和鎖止離合器的控制過程，改善換擋質(zhì)量，提高汽車的行駛性能。其構(gòu)造、任務(wù)原理與車速傳感器一樣〕?！?〕油溫傳感器用以檢測液壓油的溫度，作為電子控制單元進(jìn)展換擋控制、油壓控制和鎖止離合器控制的根據(jù)。油溫傳感器位于油底殼內(nèi)閥板上，內(nèi)部構(gòu)造為一熱敏電阻，其阻值隨溫度發(fā)生變化，通常溫度越高，阻值越小，電子控制單元根據(jù)其阻值的變化計算出油溫。2.控制開關(guān)電子控制安裝的控制開關(guān)有：超速擋開關(guān)、方式開關(guān)、擋位開關(guān)等?！?〕超速擋開關(guān)通常位于支配手柄上，用于控制自動變速器的超速擋。當(dāng)開關(guān)翻開時超速擋電磁閥通電，將使作用于３－４擋換擋閥高擋端的壓力油泄空，車速足夠高時可換入４擋，當(dāng)開關(guān)封鎖時超速擋電磁閥不通電，壓力油使３－４擋換擋閥鎖止在３擋位置，車速再高也無法升入４擋。在駕駛室儀表盤上，有“Ｏ/ＤOFF〞指示顯示超速擋開關(guān)的任務(wù)形狀。開關(guān)翻開，“Ｏ/ＤOFF〞燈滅；開關(guān)封鎖，那么“Ｏ/ＤOFF〞指示燈亮。〔2〕方式開關(guān)用于選擇自動變速器的換擋控制方式，不同的方式，換擋規(guī)律不同，常用的方式有動力方式(Power)、經(jīng)濟(jì)方式(Economy)、普通方式(Normal)。動力方式是以獲得最大動力性為目的設(shè)計換擋規(guī)律，升擋遲；經(jīng)濟(jì)方式以獲得最正確燃油經(jīng)濟(jì)為目的設(shè)計換擋規(guī)律，升擋早；普通方式那么介于兩者之間?！?〕擋位開關(guān)擋位開關(guān)位于手動閥搖臂軸上〔圖2－88〕或支配手柄下方，用以檢測支配手柄的位置，它由幾個觸點組成。當(dāng)支配手柄位于不同的位置時，相應(yīng)的觸點被接通。電子控制單元根據(jù)被接通的觸點，測得支配手柄的位置，從而按照不同的程序控制自動變速器的任務(wù)。3.執(zhí)行器電子控制安裝中的執(zhí)行器是各種電磁閥。常見電磁閥的有開關(guān)式和脈沖線性式兩種?！?〕開關(guān)式電磁閥開關(guān)式電磁閥的作用是開啟或封鎖自動變速器油路，可用于換擋及液力變矩器的鎖止離合器的控制。開關(guān)式電磁閥由電磁線圈、銜鐵、閥芯和回位彈簧等組成。它只需兩種任務(wù)形狀：全開或全關(guān)。當(dāng)線圈不通電時，閥芯被油壓推開，翻開泄油孔，該油路壓力泄為０；當(dāng)線圈通電時，電磁力將閥芯左移，封鎖泄油孔，油路壓力上升?！?〕脈沖線性式電磁閥脈沖線性式電磁閥的構(gòu)造與開關(guān)式電磁閥類似，也是由電磁線圈銜鐵、閥芯或滑閥等組成。脈沖線性式電磁閥用來控制油路中的油壓。通電后，電磁力使閥芯或滑閥開啟泄油孔，壓力下降；不通電，在彈簧作用下閥芯或滑閥封鎖泄油孔，壓力上升。其控制電信號為一個頻率固定的脈沖電信號，脈沖電信號使電磁閥不斷反復(fù)地開啟和封鎖泄油孔，電子控制單元經(jīng)過改動每個脈沖周期內(nèi)電流接通和斷開的時間比例即所謂的占空比來控制油路壓力。

占空比與油路壓力成反比關(guān)系。4.電子控制單元〔ECU〕及其控制

內(nèi)容自動變速器電子控制單元是電子控制系統(tǒng)的控制中心，它根據(jù)各傳感器及控制開關(guān)的信號和設(shè)定控制程序，經(jīng)過運算分析，向各個執(zhí)行器輸出控制信號，從而實現(xiàn)對自動變速器的控制。其根本構(gòu)造與汽車其他系統(tǒng)電子控制單元類似，它的控制內(nèi)容主要有如下方面：〔1〕換擋控制自動變速器支配手柄位于前進(jìn)擋位時自動換擋控制是自動變速器電子控制單元的最根本的控制內(nèi)容。自動換擋控制就是在汽車的行駛過程中，選擇最正確時辰換擋，即選擇最正確的換擋車速，以使汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性最正確。最正確的換擋車速與節(jié)氣門開度、支配手柄的位置、方式開關(guān)的位置有關(guān)。最正確的換擋車速與節(jié)氣門開度的關(guān)系可用自動換擋圖來表示。〔1〕換擋控制節(jié)氣門開度越大，升擋和降擋車速越高；節(jié)氣門開度越小，升擋和降擋車速越低，這種規(guī)律非常符合汽車的實踐運用要求。支配手柄的位置和方式開關(guān)的位置不同時，對汽車的運用要求也有所不同，因此其換擋規(guī)律應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。電子控制單元自動換擋的控制是由２個或３個開關(guān)式換擋電磁閥來完成的，其控制過程如下圖?！?〕主油路油壓控制主油路油壓由主油路調(diào)壓閥調(diào)理，早期的電子控制系統(tǒng)中由節(jié)氣門閥輸出油壓和倒擋油路油壓對其進(jìn)展反響控制。新型電子控制自動變速器由電子控制單元主要根據(jù)節(jié)氣門的開度、擋位、油溫及換擋等信號，計算得到相應(yīng)的主油路壓力值，并經(jīng)過輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號來控制油壓電磁閥的開、關(guān)比率，實現(xiàn)對主油路的控制。

節(jié)氣門開度越大，主油路油壓越高，節(jié)氣門開度越??；主油路油壓越低，倒擋進(jìn)主油路油壓較前進(jìn)擋高?！?〕自動方式控制新型自動變速器取消了手動選擇的方式開關(guān)，采用了電子控制單元自動方式變換控制，電子控制單元根據(jù)各個傳感器的信號測得汽車的行駛情況，根據(jù)支配手柄的位置和加速踏板踩下的速率來判別駕駛員的操作方式，經(jīng)運算分析，自動選擇采用經(jīng)濟(jì)方式、普通方式、動力方式來進(jìn)展換擋控制，以滿足不同的操作要求。①S、Ｌ〔或２、１〕位時，電子控制單元只選動力方式。②Ｄ位時，電子控制單元根據(jù)加速踏板踩下的速率來確定換擋方式，但在不同的車速和節(jié)氣門開度下，換擋方式轉(zhuǎn)換時加速踏板踩下速率是不同的，為此將車速和節(jié)氣門開度劃分成假設(shè)干小區(qū)，每個區(qū)域有不同的加速踏板踩下的速率的程序值，當(dāng)駕駛員踩下加速踏板的速率大于對應(yīng)區(qū)域的程序值時，電子控制單元選擇動力方式；反之，當(dāng)踩下加速踏板的速率小于對應(yīng)區(qū)域的程序值時，電子控制單元選擇經(jīng)濟(jì)方式。這些區(qū)域中節(jié)氣門開啟速率程序值的分布規(guī)律是：車速越低或節(jié)氣門開度越大，其程序值越小，即越容易選擇動力方式。③Ｄ位，電子控制單元選擇動力方式后，一旦節(jié)氣門開度低于１/８，電子控制單元將轉(zhuǎn)為選擇經(jīng)濟(jì)方式?！?〕鎖止離合器控制最理想的鎖止離合器控制是既能保證汽車的行駛要求，又能最大限制地提高變矩器的傳動效率，以降低油耗。電子控制單元中儲存有不同任務(wù)條件下的最正確鎖止離合器控制程序。任務(wù)中，電子控制單元根據(jù)擋位、方式等任務(wù)條件從存儲器內(nèi)選擇相應(yīng)的最正確控制程序，并與當(dāng)前車速、節(jié)氣門開度等進(jìn)展比較，當(dāng)車速及其他要素均滿足鎖止條件時，電子控制單元向鎖止離合器的鎖止電磁閥輸出控制信號，使鎖止離合器接合?！?〕發(fā)動機(jī)制動控制目前一些新型電子控制自動變速器的強(qiáng)迫離合器或強(qiáng)迫制動器的任務(wù)是由電子控制單元經(jīng)過電磁閥來控制。電子控制單元按照設(shè)定的發(fā)動機(jī)制動控制程序，在支配手柄位置、車速、節(jié)氣門開度等要素滿足一定條件〔如：支配手柄位于前進(jìn)低擋位置，且車速大于１０km/h，節(jié)氣門開度小于１/８〕時，向強(qiáng)迫離合器電磁閥或強(qiáng)迫制動器電磁閥發(fā)出電信號，翻開強(qiáng)迫離合器或強(qiáng)迫制動器的控制油路,使之接合，使自動變速器具有反向傳送動力的才干，從而在汽車滑行時實現(xiàn)發(fā)動機(jī)制動。〔6〕改善換擋質(zhì)量的控制電子控制單元采用多種方法來控制自動變速器的換擋過程，以改善換擋質(zhì)量，提高汽車的乘坐溫馨性。目前常見的改善換擋質(zhì)量的特殊控制功能有以下幾種：①換擋油壓控制：在擋位改換的瞬間，電子控制單元經(jīng)過油壓電磁閥適當(dāng)降低主油路油壓，以減小換擋沖擊，改善換擋質(zhì)量。也有的是在換擋時經(jīng)過電磁閥減小減速振器活塞的背壓，以減緩離合器或制動器液壓缸內(nèi)油壓的增長速度，到達(dá)減小換擋沖擊的目的。②減小扭矩控制：在換擋瞬間，經(jīng)過延遲發(fā)動機(jī)的點火時辰或減小噴油量，暫時減小發(fā)動機(jī)的輸出扭矩，以減小換擋沖擊和輸出軸的扭矩動搖。其控制過程是：自動變速器電子控制單元在換擋瞬間，向發(fā)動機(jī)電子控制單元發(fā)出減小扭矩控制信號，發(fā)動機(jī)電子控制單元接納到這一信號后，立刻延遲發(fā)動機(jī)的點火時辰或減小噴油量，執(zhí)行減小扭矩控制。③Ｎ－Ｄ換控制：這種控制是在支配手柄由Ｐ位或Ｄ位換至Ｄ位或Ｒ位時，經(jīng)過調(diào)整發(fā)動機(jī)的噴油量，將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速動搖減至最小程度，以改善換擋質(zhì)量。假設(shè)無這種控制時，在支配手柄由Ｐ位或Ｎ位與Ｄ位或Ｒ位之間相互變換時，因負(fù)荷的變化導(dǎo)致發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)大的動搖?！?〕輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器的控制目前一些新型電子控制自動變速器設(shè)有輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器，電子控制單元經(jīng)過這一傳感器檢測自動變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速，并由此計算出變矩器的傳動比以及發(fā)動機(jī)曲軸和自動變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速差，從而使電子控制單元更準(zhǔn)確地控制自動變速器的任務(wù)。特別是在電子控制單元進(jìn)展換擋油路壓力控制、減小扭矩控制、鎖止離合器控制時，利用這一參數(shù)進(jìn)展計算，可使這些控制的繼續(xù)時間更加準(zhǔn)確，從而獲得最正確的換擋質(zhì)量和乘坐溫馨性?！?〕缺點自診斷和失效維護(hù)在電子控制安裝中電子控制單元能不停地監(jiān)測一切傳感器和部分執(zhí)行器的任務(wù)，一旦發(fā)現(xiàn)某個傳感器或執(zhí)行器有缺點，任務(wù)不正常，它立刻采取以下幾種維護(hù)措施：①在汽車行駛時，儀表盤上的自動變速器缺點警告燈亮起，以提示駕駛員立刻將汽車送至修繕廠檢修。

②將檢測到的缺點內(nèi)容以缺點代碼的方式儲存在電子控制單元的存儲器中。③電子控制單元按設(shè)定的失效維護(hù)程序控制自動變速器的任務(wù)，以保證汽車的根本行駛才干。二、閥板構(gòu)造與任務(wù)原理電子控制系統(tǒng)中的閥板總成與液壓控制系統(tǒng)中的閥板總成類似，也是由各種控制閥組成。早期的電子控制系統(tǒng)中的閥板總成中的換擋閥和變矩器鎖止控制閥的任務(wù)是由電腦經(jīng)過電磁閥來控制，其他控制閥的構(gòu)造、任務(wù)原理與液壓控制系統(tǒng)根本一樣。目前新型的自動變速器電子控制系統(tǒng)還取消了節(jié)氣門閥，改由電腦控制的油壓電磁閥來產(chǎn)生節(jié)氣門閥油壓，并讓主油路調(diào)壓閥的任務(wù)受控于油壓電磁閥。下面引見這些控制閥的構(gòu)造和任務(wù)原理。1.主油路調(diào)壓閥它與液壓控制系統(tǒng)中的主油路調(diào)壓閥類似，只是將原來來自節(jié)氣門閥的反響油壓改為由油壓電磁閥控制的油壓。油壓電磁閥的占空比決議了反響的油壓。節(jié)氣門開度越大，占空比越大，電磁閥開度也越大，作用在主油路調(diào)壓閥的反響油壓越大，從而使主油路油壓隨著節(jié)氣門開度的增大而升高。２.換擋閥換擋閥的控制完全由換擋電磁閥控制。其控制方式有兩種：一種是施壓控制，即經(jīng)過開啟或封鎖換擋閥控制油路的進(jìn)油孔來控制換擋閥的動作；另一種是泄壓控制，即經(jīng)過開啟或封鎖換擋閥控制油路的泄油孔來控制換擋閥的動作。換擋閥的左端經(jīng)過油路和換擋電磁相通。當(dāng)電磁閥封鎖時，無油壓作用在換擋閥左端，換擋閥在右端彈簧的作用下移向左端(圖a)；當(dāng)電磁閥開啟時，主油路壓力油經(jīng)電磁閥作用在換擋閥左端，使換擋閥抑制彈簧作用力移向右端〔圖b〕。在換擋閥動作時，油路產(chǎn)生變化，實現(xiàn)換擋。３.鎖止離合器控制閥目前許多新型電子控制自動變速器采用脈沖線性式電磁閥來控制鎖止離合器任務(wù)。當(dāng)作用在鎖止電磁閥上的脈沖電信號的占空比為０是，電磁閥封鎖，沒有油壓作用在鎖止離合器控制右端，鎖止離合器壓盤左、右兩側(cè)的油壓一樣，鎖止離合器處于分別形狀；當(dāng)作用在鎖止電磁閥上的脈沖電信號的占空比較小時，電磁閥的開度和作用在鎖止離合器控制閥右端的油壓以及鎖止控制閥左移翻開泄油孔開度均較小，鎖止離合器壓盤左、右的壓差較小，因此鎖止離合器接合力也較小，使之處于半接合形狀。脈沖電信號的占空比越大，鎖止離合器壓盤左、右的壓差及鎖止離合器的接合力越大。當(dāng)脈沖電信號到達(dá)一定數(shù)值時，鎖止離合器即可完全接合。電腦在控制鎖止離合器接合時，能使接合過程更加柔和，以減少沖擊。2.9電控自動變速器的自診斷功能一、電控自動變速器缺點碼的調(diào)取和讀取

自診斷系統(tǒng)是依托車上的電子控制單元經(jīng)過實時記錄各種傳感器、執(zhí)行器的任務(wù)信號，經(jīng)過運算來確定缺點內(nèi)容和范圍，并存儲在電子控制單元的存儲器中，以缺點代碼的方式進(jìn)展顯示。

對于OBD－II型診斷系統(tǒng)，需求用公用儀器讀取缺點代碼。缺點代碼的讀取方法有人工按特定的步驟進(jìn)展讀取和公用儀器經(jīng)過公用接口進(jìn)展調(diào)取兩種。車型不同其讀取的方法也不一樣，根本的方法和步驟如下。1．自動變速器的自診斷步驟①自動變速器缺點指示燈出現(xiàn)缺點顯示或電子控制系統(tǒng)有缺點。②查找并確定診斷盒〔控制盒〕或診斷接口的位置。③確定缺點代碼顯示燈或銜接公用儀器。④檢查蓄電池電壓能否正常，假設(shè)不正常，修繕或改換蓄電池。⑤假設(shè)正常，檢查代碼顯示燈或診斷接口電路能否正常，假設(shè)不正常進(jìn)展改換或修繕。

⑥確定缺點代碼讀取或調(diào)取的操作步驟。⑦人工讀取或利用儀器調(diào)取缺點代碼。⑧根據(jù)缺點代碼并對照缺點代碼表，確定缺點的部位及修繕方法。⑨按照缺點緣由和部位，進(jìn)展排除法診斷，對確定缺點進(jìn)展修繕。⑩去除自動變速器電子控制單元ECU中存儲的缺點代碼。⑩進(jìn)展相關(guān)的實驗及路試，假設(shè)代碼和缺點景象同時消逝，闡明缺點已排除。2．缺點顯示信號檢查主要是針對儀表板上，有缺點代碼顯示的車輛。

系統(tǒng)正常時，接通點火開關(guān)〔“ON〞位置〕，缺點指示燈亮起，汽車行駛時自動熄滅。系統(tǒng)有缺點時，汽車行駛后缺點指示燈依然亮著或不斷閃爍。3．缺點代碼的讀取方法缺點代碼的調(diào)取或讀取根據(jù)車型的不同方法也不一樣，下面以豐田A－340E電控自動變速器為例進(jìn)展闡明：

〔1〕人工讀取

①接通點火開關(guān)，不要發(fā)動發(fā)動機(jī)，按下超速擋〔O/D〕開關(guān)至“ON〞位置。②運用跨接線銜接診斷接口的TE1和E1端子，如下圖。圖2-106豐田車缺點診斷插座及“O/DOFF〞指示燈③記錄下儀表板上超速指示燈“O/DOFF〞