自動變速器電子控制系統(tǒng).ppt

1、電子控制系統(tǒng),知識要點：,1、自動變速器電子控制系統(tǒng)的組成；,2、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理；,3、自動變速器電控單元的功能；,4、自動變速器電子控制系統(tǒng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)；,5、電子控制自動變速器的控制過程。,通過機(jī)械方式將節(jié)氣門開度和汽車車速轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤盒盘枺缓笤賹⒁簤盒盘柺┘拥綋Q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)氣門位置傳感器和車速傳感器來監(jiān)測節(jié)氣門開度和汽車車速，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔偷诫娍貑卧?，ECU根據(jù)其內(nèi)存的程序?qū)斎氲男盘栠M(jìn)行比較、判斷后，向控制換擋閥工作的電磁閥輸出信號，控制換擋閥的工作 。,（二）電子控制的優(yōu)點：,控制過程更準(zhǔn)確，并且還能

2、根據(jù)其他傳感器輸入的信號，綜合考慮各影響因素，從而更好、更精確地控制自動變速器換擋時刻和變矩器鎖止時刻，使換擋過程和變矩器的鎖止過程更平順、使汽車能獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和動力性。,（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)氣門位置傳感器,檢測發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度，并以電信號的形式輸向ECU。,通常采用線性可變電阻型的節(jié)氣門位置傳感器，由一個線性電位計和一個怠速開關(guān)組成。,節(jié)氣門軸帶動線性電位計及怠速開關(guān)的滑動觸點； 節(jié)氣門關(guān)閉時，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)氣門處于不同位置時，電位計的電阻不同，輸出不同的電信號，將節(jié)氣門開度變化大小及快慢

3、轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔徒oECU。,思考,節(jié)氣門位置傳感器為什么采用多觸點？,數(shù)目多，能更精確地反映發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化。,IDL ACC1 ACC2 PSW,發(fā)動機(jī)控制,IDL L1 L2 L3,自動變速器控制,輸出特性：,節(jié)氣門處于不同的開度時，各個觸點開閉狀態(tài)的工作組合不同。,全關(guān)閉時：IDL閉合，IDL端子輸出低電位；,節(jié)氣門開度處于7%15%時：觸點L3閉合，L3輸出低電位；,2、車速傳感器,將汽車行駛速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎隕CU。,安裝位置：,將兩個傳感器都安裝在自動變速器上；,主車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：,舌簧開關(guān)式和電磁感應(yīng)式,正常情況下，2號工作，1號作

4、為備用,（1）舌簧開關(guān)式車速傳感器,由旋轉(zhuǎn)磁鐵和舌簧開關(guān)管組成，旋轉(zhuǎn)磁鐵安裝在變速器輸出軸上，舌簧開關(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舌簧開關(guān)管，舌簧開關(guān)管內(nèi)被磁化了的舌簧開關(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。,磁鐵每轉(zhuǎn)一圈便產(chǎn)生4個脈沖信號，ECU根據(jù)單位時間內(nèi)脈沖信號的數(shù)量就可計算出汽車的行駛速度。,（2）電磁感應(yīng)式車速傳感器,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，并對準(zhǔn)變速器輸出軸上的齒輪（信號轉(zhuǎn)子）。,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時，齒輪上的凸齒便不斷地靠近和離開傳感器，使磁路不斷周期性地變化，通過感應(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。,3、擋位開關(guān)和空擋啟動開關(guān),安裝在自動變速器手動閥搖臂軸上，由換擋桿帶動與手動閥搖臂軸一起轉(zhuǎn)動。,（1）擋位開關(guān),檢測換擋桿的位置，將換擋桿的位置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎腚娍貑卧?，同時控制儀表板上擋位指示燈的工作。,（2）空擋啟動開關(guān),控制起動機(jī)只有在換擋桿處于P或N擋位時才能工作，才能起動。,工作原理,當(dāng)ECU的N、2或L端子接收到高電位時，便判斷為換擋桿位于N、2或L擋位；當(dāng)ECU的N、2或L端子都沒有接收到高電位時，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，空擋啟動開關(guān)才能接通啟動繼電器的工作電路，起動機(jī)才能

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

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

8、器發(fā)出決策指令，控制自動變速器的換擋正時、鎖止正時及油壓，ECU還有超速擋控制、緩沖器背壓控制、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制、故障自診斷和實效保護(hù)等功能。,1、換擋正時的控制,（2）自動換擋圖,通過試驗可得到自動變速器在各個節(jié)氣門開度下的最佳換擋車速，把它們之間的關(guān)系用圖線表示出來，就是自動變速器的自動換擋圖。,（1）換擋時刻,自動變速器的換擋時刻（即換擋車速，包括升擋車速和降擋車速）對汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性有很大影響。,對于汽車的某一特定行駛工況來說，有一個與之相對應(yīng)的最佳換擋時機(jī)或換擋車速。電腦應(yīng)使自動變速器在汽車任何行駛條件下都按最佳換擋時刻進(jìn)行換擋，從而使汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性等各項指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)

9、。,實線表示升擋規(guī)律； 虛線表示降擋規(guī)律；,由圖可知： 節(jié)氣門開度越?。浩嚨纳龘踯囁俸徒祿踯囁僭降?； 節(jié)氣門開度越大：汽車的升擋車速和降擋車速越高。,請大家 思考？,符合汽車的實際使用要求嗎？,當(dāng)汽車在良好的路面上緩慢加速時，行駛阻力較小，油門開度也小，升擋車速可相應(yīng)降低，即可以較早地升入高擋，從而讓發(fā)動機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，減少汽車油耗。,當(dāng)汽車急加速或上坡時，行駛阻力較大，為保證汽車有足夠的動力，油門開度應(yīng)較大，換擋時刻相應(yīng)延遲，也就是升擋車速相應(yīng)提高，從而讓發(fā)動機(jī)工作在較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，以發(fā)出較大的功率，提高汽車的加速和爬坡能力。,答案如下：,實線表示升擋規(guī)律； 虛線表示降擋規(guī)律；

10、,ECU根據(jù)行駛方式選擇開關(guān)和空擋啟動開關(guān)輸入的行駛方式信號和換擋桿的位置信號從存儲器中選擇相應(yīng)的自動換擋圖，然后再根據(jù)汽車行駛中節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器提供的節(jié)氣門開度信號和汽車車速信號，在選定的自動換擋圖上確定最佳換擋時刻。在某節(jié)氣門開度下，汽車達(dá)到ECU內(nèi)存的最佳換擋車速時，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適于車輛需要較大動力輸出時，升降檔車速均較高；,方式3適于選檔手柄位于2位置時，為防發(fā)動機(jī)超速，適當(dāng)時可升入3檔；,方式4適于車輛在泥濘、雪地、沙漠等不良道路上行駛或需要較強(qiáng)的發(fā)動機(jī)制動，此模式變速器不

11、能升檔。,2、變矩器鎖止正時的控制,（1）最佳鎖止時刻,應(yīng)能使汽車既能獲得好的動力性和經(jīng)濟(jì)性，又能滿足自動變速器的換擋要求，使汽車獲得良好的行駛性。,變矩器鎖止時刻受節(jié)氣門開度、汽車車速、冷卻液溫度、行駛方式、擋位的影響。通過試驗可獲得各種工況下的最佳鎖止時刻，并將其編程存入ECU的存儲器中。,（2）鎖止時刻控制,ECU根據(jù)行駛方式選擇開關(guān)盒擋位開關(guān)輸入的行駛方式信號和擋位信號，選出相應(yīng)的變矩器最佳鎖止程序，然后再根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器輸入的信號，從變矩器鎖止程序中確定最佳鎖止時刻，并通過鎖止電磁閥的開或關(guān)，控制鎖止離合器動作。,1）鎖止條件 發(fā)動機(jī)水溫正常（高于60C）； 車輛在2

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

13、，減小發(fā)動機(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)點火或噴油量。,5、故障自診斷,當(dāng)ECU接收到來自傳感器或執(zhí)行器不正常信號時，ECU便認(rèn)為此處有故障，于是點亮O/D OFF故障指示燈,以故障代碼的形式把故障信息存儲起來，啟動失效保護(hù)功能。,6、失效保護(hù)功能,自動變速器電控單元檢測到某傳感器、執(zhí)行器及其工作電路出現(xiàn)故障時，電控單元控制自動變速器按預(yù)先存儲的程序繼續(xù)工作。,比如：豐田A340E型自動變速器,兩個車速傳感器：NO2換擋控制；NO 1車速表控制，換擋備用信號。,用于換擋控制的電磁閥有兩個：第一電磁閥和第二電磁閥。,鎖止電磁閥：失效時，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)氣門位置傳感器信號控制主油壓電磁閥，進(jìn)而控制節(jié)氣門油壓，節(jié)氣門油壓控制主調(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)氣門位置傳感器測得的節(jié)氣門開度，計算并控制送往油壓電磁閥的脈沖信號的占空比，以改變油壓電磁閥排油孔的開度，產(chǎn)生隨節(jié)氣門開度變化的油壓（即節(jié)氣門油壓）。節(jié)氣門開度越大，脈沖電信號的占空比越小，油壓電磁閥的排油孔開度越小，節(jié)氣門油壓越大。,除正常的主油路油壓控制外，ECU還可以根據(jù)各個傳感器測得的自動變速器的工作條件，在一些特殊情況下，對主油路油壓作適當(dāng)?shù)男拚褂吐穳毫刂偏@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，由于汽車的驅(qū)動力相應(yīng)較大，ECU自動使主油路油壓高于前進(jìn)擋時的油壓，以滿足傳遞的需要。,為減小換擋沖擊，ECU還在自動變速器換擋過程中按照換擋時節(jié)氣門開度的大小，通過油壓電磁閥適當(dāng)減小主油路油壓，以改善換擋感覺。,ECU還可以根據(jù)液壓油溫度傳感器信號，在液壓油溫度未達(dá)到正常工作溫度時（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)液壓油溫度過低時（低于-10或-30），電腦使主油路油壓升到最大值，以加速離合器、制動器的接合，防止溫度過低時因液壓油粘度過大而導(dǎo)致?lián)Q擋過程過于緩慢。,在操縱手柄處于倒擋位置時提

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