自动变速器电子控制系统.ppt

电子控制系统 知识要点 1 自动变速器电子控制系统的组成 2 节气门位置传感器 车速传感器的结构和工作原理 3 自动变速器电控单元的功能 4 自动变速器电子控制系统执行器的结构 5 电子控制自动变速器的控制过程 通过机械方式将节气门开度和汽车车速转变为液压信号 然后再将液压信号施加到换挡阀上 控制换挡阀的工作 一 概述 一 电子控制系统 利用节气门位置传感器和车速传感器来监测节气门开度和汽车车速 转变为电信号输送到电控单元 ECU根据其内存的程序对输入的信号进行比较 判断后 向控制换挡阀工作的电磁阀输出信号 控制换挡阀的工作 二 电子控制的优点 控制过程更准确 并且还能根据其他传感器输入的信号 综合考虑各影响因素 从而更好 更精确地控制自动变速器换挡时刻和变矩器锁止时刻 使换挡过程和变矩器的锁止过程更平顺 使汽车能获得更好的经济性和动力性 三 电子控制系统的组成 电控系统包括传感器 ECU和执行元件 二 传感器 1 节气门位置传感器 检测发动机节气门开度 并以电信号的形式输向ECU 通常采用线性可变电阻型的节气门位置传感器 由一个线性电位计和一个怠速开关组成 节气门轴带动线性电位计及怠速开关的滑动触点 节气门关闭时 怠速开关接通 节气门开启时 怠速开关断开 当节气门处于不同位置时 电位计的电阻不同 输出不同的电信号 将节气门开度变化大小及快慢转变为电信号输送给ECU 思考 节气门位置传感器为什么采用多触点 数目多 能更精确地反映发动机负荷的变化 IDLACC1ACC2PSW 发动机控制 IDLL1L2L3 自动变速器控制 输出特性 节气门处于不同的开度时 各个触点开闭状态的工作组合不同 全关闭时 IDL闭合 IDL端子输出低电位 节气门开度处于7 15 时 触点L3闭合 L3输出低电位 2 车速传感器 将汽车行驶速度转变为电信号输入ECU 安装位置 将两个传感器都安装在自动变速器上 主车速传感器安装在变速器上 辅助传感器安装在组合仪表内 种类 舌簧开关式和电磁感应式 正常情况下 2号工作 1号作为备用 1 舌簧开关式车速传感器 由旋转磁铁和舌簧开关管组成 旋转磁铁安装在变速器输出轴上 舌簧开关管安装在变速器壳体上 并靠近旋转磁铁 当旋转磁铁周期性接近和离开舌簧开关管 舌簧开关管内被磁化了的舌簧开关便在铁磁极的作用下周期性的通断 从而产生脉冲信号 磁铁每转一圈便产生4个脉冲信号 ECU根据单位时间内脉冲信号的数量就可计算出汽车的行驶速度 2 电磁感应式车速传感器 由永久磁铁和电磁感应线圈组成 电磁感应线圈绕在与磁铁相连的铁芯上 传感器安装在变速器壳上 并对准变速器输出轴上的齿轮 信号转子 当齿轮转动时 齿轮上的凸齿便不断地靠近和离开传感器 使磁路不断周期性地变化 通过感应线圈内的磁通量也不断周期性地变化 感应线圈因此产生了周期性的脉冲信号 3 挡位开关和空挡启动开关 安装在自动变速器手动阀摇臂轴上 由换挡杆带动与手动阀摇臂轴一起转动 1 挡位开关 检测换挡杆的位置 将换挡杆的位置转变为电信号输入电控单元 同时控制仪表板上挡位指示灯的工作 2 空挡启动开关 控制起动机只有在换挡杆处于P或N挡位时才能工作 才能起动 工作原理 当ECU的N 2或L端子接收到高电位时 便判断为换挡杆位于N 2或L挡位 当ECU的N 2或L端子都没有接收到高电位时 便判断为换挡杆位于D挡位 当换挡杆位于P挡位或N挡位时 空挡启动开关才能接通启动继电器的工作电路 起动机才能工作 4 行驶方式选择开关 用于选择自动变速器的控制模式 标准模式 正常模式 NORMAL模式 既考虑经济性 又考虑动力性 动力模式 POWER模式 仅仅考虑动力性 没有考虑经济性 当行驶方式选择开关打开时 行驶方式选择开关指示灯灭 ECU的PWR端子的电位为0 ECU控制自动变速器按标准模式工作 当行驶方式选择开关闭合时 行驶方式选择开关指示灯亮 ECU的PWR端子电位变为12V ECU选择动力模式工作 5 超速主开关 控制自动变速器超速挡的工作 安装在换挡杆上 将超速主开关按钮按下 超速主开关断开 O DOFF指示灯灭 ECU接受到12V信号 ECU控制自动变速器进入超速挡工作 当超速主开关接通时 O DOFF指示灯亮 电控单元的OD2端子接收到低电位信号 ECU控制自动变速器不能进入超速挡工作 6 降挡开关 自动跳合开关 检测节气门开度是否达到节气门全开的位置 大于85 当节气门开度达全开位置时 降挡开关便闭合 同时向ECU输入一个降挡信号 ECU控制变速器降低一个挡位 以满足汽车对动力性的要求 7 保持开关 保持开关通常安装在选档杆操纵手柄上 按下此开关后 自动变速器不能自动换挡 档位完全取决于选挡杆的位置 一般D档对应的是三挡 S档对应的是二档 L档对应的是一档 三 电控单元 ECU 接收传感器信号 并对其进行分析处理后 向执行器发出决策指令 控制自动变速器的换挡正时 锁止正时及油压 ECU还有超速挡控制 缓冲器背压控制 发动机转矩控制 故障自诊断和实效保护等功能 1 换挡正时的控制 2 自动换挡图 通过试验可得到自动变速器在各个节气门开度下的最佳换挡车速 把它们之间的关系用图线表示出来 就是自动变速器的自动换挡图 1 换挡时刻 自动变速器的换挡时刻 即换挡车速 包括升挡车速和降挡车速 对汽车的动力性和燃料经济性有很大影响 对于汽车的某一特定行驶工况来说 有一个与之相对应的最佳换挡时机或换挡车速 电脑应使自动变速器在汽车任何行驶条件下都按最佳换挡时刻进行换挡 从而使汽车的动力性和燃料经济性等各项指标达到最优 实线表示升挡规律 虚线表示降挡规律 由图可知 节气门开度越小 汽车的升挡车速和降挡车速越低 节气门开度越大 汽车的升挡车速和降挡车速越高 请大家思考 符合汽车的实际使用要求吗 当汽车在良好的路面上缓慢加速时 行驶阻力较小 油门开度也小 升挡车速可相应降低 即可以较早地升入高挡 从而让发动机在较低的转速范围内工作 减少汽车油耗 当汽车急加速或上坡时 行驶阻力较大 为保证汽车有足够的动力 油门开度应较大 换挡时刻相应延迟 也就是升挡车速相应提高 从而让发动机工作在较高的转速范围内 以发出较大的功率 提高汽车的加速和爬坡能力 答案如下 实线表示升挡规律 虚线表示降挡规律 ECU根据行驶方式选择开关和空挡启动开关输入的行驶方式信号和换挡杆的位置信号从存储器中选择相应的自动换挡图 然后再根据汽车行驶中节气门位置传感器和车速传感器提供的节气门开度信号和汽车车速信号 在选定的自动换挡图上确定最佳换挡时刻 在某节气门开度下 汽车达到ECU内存的最佳换挡车速时 电控单元向执行器 换挡电磁阀 发出指令 控制换挡 换档方式1适于城市市区和郊区公路 经济性好 油耗低 方式2适于车辆需要较大动力输出时 升降档车速均较高 方式3适于选档手柄位于2位置时 为防发动机超速 适当时可升入3档 方式4适于车辆在泥泞 雪地 沙漠等不良道路上行驶或需要较强的发动机制动 此模式变速器不能升档 2 变矩器锁止正时的控制 1 最佳锁止时刻 应能使汽车既能获得好的动力性和经济性 又能满足自动变速器的换挡要求 使汽车获得良好的行驶性 变矩器锁止时刻受节气门开度 汽车车速 冷却液温度 行驶方式 挡位的影响 通过试验可获得各种工况下的最佳锁止时刻 并将其编程存入ECU的存储器中 2 锁止时刻控制 ECU根据行驶方式选择开关盒挡位开关输入的行驶方式信号和挡位信号 选出相应的变矩器最佳锁止程序 然后再根据节气门位置传感器和车速传感器输入的信号 从变矩器锁止程序中确定最佳锁止时刻 并通过锁止电磁阀的开或关 控制锁止离合器动作 1 锁止条件 发动机水温正常 高于60 C 车辆在2档 3档或4档行驶时 车速高于规定车速 60Km h 油门开度小于85 手柄移入2 L位置时 2 分离条件 发动机水温低于60 C 制动灯开关接通时 发动机怠速时 手柄移入L位置时 油门开度大于85 车速低于规定车速 自动变速器升挡或降挡时 3 超速挡的控制 以下情况自动变速器不能升入超速挡工作 即便超速主开关断开 冷却液温度低于600C时 汽车使用CCS系统在超速挡行驶且其实际车速低于设定车速约4km h时 CCS控制单元向自动变速器控制单元输出指令 解除超速行驶 4 发动机转矩的控制 在ECU控制自动变速器换挡的同时 也控制推迟发动机的点火时刻或减小喷油量 减小发动机输出转矩 这样减小换挡冲击 换挡结束后 ECU又恢复点火或喷油量 5 故障自诊断 当ECU接收到来自传感器或执行器不正常信号时 ECU便认为此处有故障 于是点亮O DOFF故障指示灯 以故障代码的形式把故障信息存储起来 启动失效保护功能 6 失效保护功能 自动变速器电控单元检测到某传感器 执行器及其工作电路出现故障时 电控单元控制自动变速器按预先存储的程序继续工作 比如 丰田A340E型自动变速器 两个车速传感器 NO2换挡控制 NO1车速表控制 换挡备用信号 用于换挡控制的电磁阀有两个 第一电磁阀和第二电磁阀 锁止电磁阀 失效时 ECU停止锁止离合器的工作 变矩器锁止离合器一直处于分离状态 7 主油路压力控制 ECU根据节气门位置传感器信号控制主油压电磁阀 进而控制节气门油压 节气门油压控制主调压阀 主调压阀 导控油压 油压电磁阀是一种脉冲线性式电磁阀 电脑根据节气门位置传感器测得的节气门开度 计算并控制送往油压电磁阀的脉冲信号的占空比 以改变油压电磁阀排油孔的开度 产生随节气门开度变化的油压 即节气门油压 节气门开度越大 脉冲电信号的占空比越小 油压电磁阀的排油孔开度越小 节气门油压越大 除正常的主油路油压控制外 ECU还可以根据各个传感器测得的自动变速器的工作条件 在一些特殊情况下 对主油路油压作适当的修正 使油路压力控制获得最佳效果 在操纵手柄位于前进低挡 S L或2 1 位置时 由于汽车的驱动力相应较大 ECU自动使主油路油压高于前进挡时的油压 以满足传递的需要 为减小换挡冲击 ECU还在自动变速器换挡过程中按照换挡时节气门开度的大小 通过油压电磁阀适当减小主油路油压 以改善换挡感觉 ECU还可以根据液压油温度传感器信号 在液压油温度未达到正常工作温度时 低于60 将主油路油压调整为低于正常值 以防止因液压油在低温下粘度较大而产生换挡冲击 当液压油温度过低时 低于 10 或 30 电脑使主油路油压升到最大值 以加速离合器 制动器的接合 防止温度过低时因液压油粘度过大而导致换挡过程过于缓慢 在操纵手柄处于倒挡位置时提高节气门油压 使倒挡时的主油路油压升高 以满足倒挡时对主油路油压的需要 四 执行器 第一电磁阀 控制换挡动作第二电磁阀 控制换挡动作锁止电磁阀 控制变矩器锁止阀的动作油压电磁阀 控制主油路油压 使主油路油压随节气门开度的变化而变化 1 电磁阀的构造与工作原理 由电磁线圈 阀门 阀门弹簧等组成 电磁阀通电 电磁吸力吸动阀门 打开泄油口 使油路油压降低 电磁阀断电 无电磁吸力 泄油口关闭 使油路油压升高 2 电磁阀的种类 分为开关型电磁阀和脉冲线性电磁阀 根据计算机发出的指令信号 进行通电或断电 因此阀只有开和断两种状态 1 开关型电磁阀 2 脉冲线性电磁阀 控制信号为脉冲电信号 改变脉冲电信号的占空比可使