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組成。,節(jié)氣門軸帶動線性電位計及怠速開關的滑動觸點； 節(jié)氣門關閉時，怠速開關接通；節(jié)氣門開啟時，怠速開關斷開。 當節(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)動機負荷的變化。,IDL ACC1 ACC2 PSW,發(fā)動機控制,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：,舌簧開關式和電磁感應式,正常情況下，2號工作，1號作

4、為備用,（1）舌簧開關式車速傳感器,由旋轉(zhuǎn)磁鐵和舌簧開關管組成，旋轉(zhuǎn)磁鐵安裝在變速器輸出軸上，舌簧開關管安裝在變速器殼體上，并靠近旋轉(zhuǎn)磁鐵。,當旋轉(zhuǎn)磁鐵周期性接近和離開舌簧開關管，舌簧開關管內(nèi)被磁化了的舌簧開關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）電磁感應式車速傳感器,由永久磁鐵和電磁感應線圈組成，電磁感應線圈繞在與磁鐵相連的鐵芯上，傳感器安裝在變速器殼上，并對準變速器輸出軸上的齒輪（信號轉(zhuǎn)子）。,當齒輪轉(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

5、線圈內(nèi)的磁通量也不斷周期性地變化，感應線圈因此產(chǎn)生了周期性的脈沖信號。,3、擋位開關和空擋啟動開關,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,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,控制起動機只有在換擋桿處于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。,當換擋桿位于P擋位或N擋位時，空擋啟動開關才能接通啟動繼電器的工作電路，起動機才能

6、工作。,4、行駛方式選擇開關,用于選擇自動變速器的控制模式。,標準模式（正常模式，NORMAL模式）：,既考慮經(jīng)濟性，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)濟性。,當行駛方式選擇開關打開時，行駛方式選擇開關指示燈滅，ECU的PWR端子的電位為0，ECU控制自動變速器按標準模式工作；,當行駛方式選擇開關閉合時，行駛方式選擇開關指示燈亮，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,控制自動變速器超速擋的工作，安裝在換擋桿上。,將超速主開關按鈕按下，超速主開關斷開，O/D OFF指示燈滅，ECU接受到12V信號，ECU控制自動變速器進

7、入超速擋工作；,當超速主開關接通時， 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入超速擋工作。,6、降擋開關（自動跳合開關）,檢測節(jié)氣門開度是否達到節(jié)氣門全開的位置（大于85%）。當節(jié)氣門開度達全開位置時，降擋開關便閉合，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,保持開關通常安裝在選檔桿操縱手柄上，按下此開關后，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檔對應的是三擋，S檔對應的是二檔，L檔對應的是一檔。,三、電控單元（ECU）,接收傳感器信號，并對其進行分析處理后，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)動機轉(zhuǎn)矩控制、故障自診斷和實效保護等功能。,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，有一個與之相對應的最佳換擋時機或換擋車速。電腦應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行換擋，從而使汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性等各項指標達到最優(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)氣門開度越小：汽車的升擋車速和降擋車速越低； 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，升擋車速可相應降低，即可以較早地升入高擋，從而讓發(fā)動機在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，減少汽車油耗。,當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，油門開度應較大，換擋時刻相應延遲，也就是升擋車速相應提高，從而讓發(fā)動機工作在較高的轉(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)行駛方式選擇開關和空擋啟動開關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)動機超速，適當時可升入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的發(fā)動機制動，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,應能使汽車既能獲得好的動力性和經(jīng)濟性，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)行駛方式選擇開關盒擋位開關輸入的行駛方式信號和擋位信號，選出相應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，控制鎖止離合器動作。,1）鎖止條件 發(fā)動機水溫正常（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)動機水溫低于60C； 制動燈開關接通時； 發(fā)動機怠速時； 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)動機的點火時刻或減小噴油量

13、，減小發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，這樣減小換擋沖擊，換擋結(jié)束后，ECU又恢復點火或噴油量。,5、故障自診斷,當ECU接收到來自傳感器或執(zhí)行器不正常信號時，ECU便認為此處有故障，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，啟動失效保護功能。,6、失效保護功能,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?shù)男拚褂吐穳毫刂偏@得最佳效果。,在操

15、縱手柄位于前進低擋（S、L或2、1）位置時，由于汽車的驅(qū)動力相應較大，ECU自動使主油路油壓高于前進擋時的油壓，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，泄油口關閉，使油路油壓升高。,2、電磁閥的種類,分為開關型電磁閥和脈沖線性電磁閥。,根據(jù)計算機發(fā)出的指令信號，進行通電或斷電，因此閥只有開和斷兩種狀態(tài)。,（1）開關型電磁閥,（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