自动变速器电点子控系统1.ppt

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1、自动变速器电子控系统,主讲天津工程师范学院汽车工程系 魏 健 2008年9月,一、概述,ECT是利用现代电子技术来进行控制的自动变速器，它与全液控自动变速器相比，ECT有如下优点： 1、驾驶员可以选择自己喜欢的运行模式。如：经济模式、动力模式及常规模式。 2、减小换档冲击。精确控制换入高、低档及离合器的锁止正时。可控制喷油、点火、断缸降低瞬时发动机输出扭矩使换档平顺。取消换档正时阀使结构简单。,3、减小油耗。ECU可根据行驶条件，以最佳的方式控制换入高档或低档的正时，所以在低速范围内，锁止离合器也能工作，从而降低油耗。 4、自我诊断及存储功能。将电控系统可能发生的任何故障存储在存储器内，以帮助

2、维修人员对故障进行分析和检测。 5、失效保护功能。保证电子控制系统出现故障时也能保证行驶。 电子控制系统方框图,二、电子控制部件,1、电子控制系统的组成：,2.1行驶模式开关,1、作用： 行驶模式选择开关是供驾驶员所需的行驶模式的开关。 2、常见模式： 动力模式（PWR）、经济模式（ECONOMIC）、普通模式(NORMAL)、雪地模式(SNOW)即P 、 E 、 N 、S。,3、工作过程：当开关接通（动力），12V电压施加到ECU的PWR端子，于是ECU判定选择动力模式；当开关接通NORMAL， PWR端子电压为零，ECU判定选择常规模式。同时该开关的触点还接通行驶模式灯告知驾驶员。如图：,

3、返回,2.2空档启动开关（档位传感器）,1、作用：ECU从空档启动开关传感器中获得变速器所在档位的信息，确定相应的换档方式。 2、控制过程：1)如果ECU的端子N、2或L端子E接通，ECU便分别确定变速器位于“N”、“2”或“L”档位。否则ECU便确定变速器位于“D”档位。该开关的触点还用于接通对应档位开关的指示灯告诉驾驶员换档杆所处位置。,2)只有当换档杆位于“P”或“N”档位，端子B与NB接通，才能接通启动电路。如图：,3）空档启动开关触点通断一览表：,返回,值得注意 的是，在“P”、 “D” 及 ”R” (有些型号不包 括“R”)挡位， 空挡启动开关 不向ECU发送 有关换挡杆位 置的信

4、号.,2.3节气门位子传感器,1、作用： 用于检测节气门的开度，然后将有关数据（以电压的形式）传递给ECU，以控制变速器换档和锁止的正时。 注：节气门位置信号相当于全液控自动变速器中的节气门阀。不过ECT中的节气门阀仅用来控制主油路油压。,2、类型： ）间接型 工作过程：以A140E为例发动机ECU位于节气门位置传感器和ECT的ECU之间。该节气门位置传感器线性地将节气门开度转换为电压信号。来自发动机ECU的恒定电压（5V）作用在端子Vc上，由于触点随节气门开度延变阻器滑动。VTA端子上电压与节气门开度成正比。如图：,）直接型（仅某些车型适用）节气门开启信号直接从节气门位置传感器输入ECT的E

5、CU。如图：,内部结构图,返回,2.4水温传感器：,1、作用：防止发动机冷却液低于设定温度时，将变速器换入超速档，使发动机性能及车辆乘坐的舒适性就会受到影响。 2、工作过程：如果水温传感器检测到冷却液温度低于设定温度（60），发动机ECU会发送一个信号至ECT的OD1端子，以防止变速器换入超速档，并防止锁止离合器工作。 3、结构及接线图：,返回,注意：超速挡或变矩器离合器锁止与OD1，端子电压的对应关系,发动机ECU还有失效保护功能， 如果水温传感器由于短路或断路而不工 作，不管冷却液实际温度如何，发动机 ECU都会将冷却液温度认作80。 在某些车型上，水温传感揣将其信 号直接送至ECT的EC

6、U的OD1端子，还有一些车型，如果冷却液温度低于60，发动机的ECU还可防止换挡过程中点火正时的延迟,2.5车速传感器：,1、作用：车速传感器产生的车速信号相当于全液控自动变速器中的调速器油压，ECT的ECU用它来控制换档点和锁止离合器的运作。 注：ECT的ECU获得的正确车速信息是由两个车速传感器输入的，为进一步确保信息的精确性，ECT的ECU不断将两个信号比较，看是否相同。如图：,2、组成： 一号车速传感器（备用车速传感器） 如图： 二号车速传感器（主车速传感器） 如图： 3、类型： 簧片开关型车速传感器 感应线圈型车速传感器 如图： 磁阻元件式车速传感器 如图： 4、车速传感器自检测控制

7、,原理图,电路图,返回,原理图,返回,转子轴每转一转，l号车速传感器就输出20个脉冲信号,转子轴是由变速器输出轴通过从动齿轮传动的，这信号在组合仪表中由脉冲电路转换为脉冲信号，然后到发动机和ECT的ECU，ECU根据这些脉冲的频率确定车速。在ECT中，1号车速传感器作为在2号车速传感故障时的备用传感器。,2号车速传感器用来测量变速器输出轴转速，并将信号送至发动机和ECT的ECU。 ECU根据这些信号确定车速。当安装在输出轴上的转子转动时，2号车速传感器线圈中产生交变电压并送至ECU.ECU根据来自该车速传感器的信号和节气门位置传感器的信号控制换挡位置和锁定定时。如果2号车速传感器发生故障，EC

8、U则利用来自作为备用信号的1号车速传感器的输入信号。,返回,如果两个车速信号均正确， 来自2号车速传感器的信号在与1号车速传感器的输出比较以后，用于换挡正时控制。,如果来自2号车速传感器的信号是错误的。 ECU立即停止使用该信号，改而使用来自1号车速传感器的信号控制换挡正时。如果发生这种情况 它便输出第62号故障代码。此外如果1号车速传感器不正常，那么便显示故障代码42.,2.6制动灯开关：,1、作用：当制动踏板被踩下时，取消变矩器锁止离合器工作；当制动踏板被踩下时，取消“N”至“D”占驻控制。 2、控制过程：制动灯开关安装在知道踏板支架上。当踩下制动踏板时，开关接通，STP端子电压为12V；

9、当松开踏板时，开关断开，STP端子电压为0V。,3、在某些车型中，制动开关信号也从驻车制动器开关输入，用作对锁止离合器取消锁止的信号。如图：,返回,2.7超速档主开关,1、作用：由驾驶员操作控制，使ECT可以或是不可以进入超速档行驶。 2、控制过程：开关在“ON”位时（触点断开），ECU的OD2端子电压为12V，变速器能换入超速档。如图： 在“OFF”位时（触点闭合），电流从蓄电池电流至接地，ECU的OD2端子电压为0V，ECU不允许挂入超速档，同时O/D灯亮。如图：,返回,2.8巡航控制：,1、作用：如果实际车速降至巡航控制车速以下大约10km/h，巡航控制ECU传送一个信号至ECT的ECU

10、，命令锁止离合器分离，同时不能挂入超速档。 2、备注：,返回,在LEX400凌志中，ECUJ执行如下控制任务： 当汽车以超速挡爬坡，而速度却降至超速挡切断速度以下(较设定速度约低4KM/H）时，ECU便取消超速挡，以防止车速进步下降(超速挡切断速度设置为SET/COAST或ACCEL（设定/滑行或加速）运行 7S后较设定速度约低8km/h时） 一旦超速挡取消，而车速上升至超速挡恢复速度(较设定速度约低：2km/h)以上时，ECU便判断(根据来自执行器电位器的信号)汽车已经完成爬坡ECU在大约6s之后恢复超速挡。 当汽车以巡航控制方式行驶时，巡航控制ECU传送一个信号给至发动机及ECT的ECU收

11、报这个信号时，发动机及ECT的ECU便转换为常规换挡方式，在节气门位置传感器的怠速运转点接通(如下坡行驶等)时，巡航控制ECU也能防止变速器的锁止取消，这样，就可以确保巡航控制系统的控制下平顺行驶。,2.9电磁阀：,1、作用：装于阀体，由来自ECU的电信号控制接通或断开，使各种油压的油路按工作所需进行切换，使变速器从某一个档位换入令一个档位；控制锁止离合器工作；使换档平顺。 2、以A340E变速器为例有四个电磁阀。分别为1、2号换档电磁阀、锁止离合器电磁阀和蓄压器电磁阀。 注：1、2号电磁阀为通断电磁阀，锁止、蓄压器电磁阀为频率阀。如图：,1、2号电磁阀工作过程： 电磁阀通电时， 可移动铁心被

12、线圈向 上吸，阀被打开，使 主油路油压排出。 阀结构如图： 换档阀与各档关系：,锁止、蓄压器控制电磁阀,1、工作过程：来自ECU的信号控制接通或关断，从而控制锁止油路压力或蓄压器背压。 2、结构原理如图： 3、备注：在A340E、A340H、A540E和A540H中，当3号电磁阀接通时，主油路油压作用在锁止继动阀顶部，使锁止离合器接合。 A341E和A342E中的3号及4号电磁阀是按顺序逐渐打开和关闭的，以减少换挡的冲击。,返回,三、ECT的ECU控制功能,1.换挡正时控制 (1)ECT的ECU将换档杆在各个挡位（“D”、“2”或“L”)及每个行驶模式(常规或动力）下的最佳换挡模式编程存入存储

13、器中如图所示，ECU根据适当的换档模式，根据来自车速传感器的车速信号，以及来自节气门位置传感器的节气门开启信号打开或关闭1号和2号电磁阀。这样，ECU可以通过操纵各电磁阀，打开或关闭通往离合器及制动器的油路，使变速器得以换入高挡或抵挡。,值得注意的是，ECU仅在汽车前进时才提供换档正时及锁止控制。在倒挡（A341E及A342E）、驻车及空挡中，变速器是用机械的方法控制的，而不是用电子的方法控制。 （2）换档方式。ECU编有程序，根据行驶模式及换档杆位置选择换档方式。不过每个挡位的换档方式及行驶模式因车而异。 1）“D”挡位、常规方式。适用于市区、郊区及公路行驶，燃油消耗低、加速性能良好。 2)

14、“D”挡位、动力方式。这种模式加速性能最好。因此，在同一节气门开度下，变速器换高挡或低挡的车速会高于常规的方式。,3) “2”挡位方式(与行驶模式无关)。它相当于传统自动变速器中的“2”挡位。如图所示，这个方式的速度挡位之间的范围很广；如果输出轴的转速升至规定转速以上时，为了防止发动机超速运转，变速器自动换入第3挡。这个方式还有一个优点，当汽车在山路上行驶时，可以实现发动机制动。,4)“L”挡位方式（与行驶模式无关）。这个方式只能换抵挡、不能换高挡，如图示，在这个方式中，变速器位于第一挡时，可以实现发动机制动。,(3)取消超速挡。在正常行驶中，ECT的ECU按照前文所述的换挡方式换高挡。但是，

15、若图中的传感器的情况发生变化，超速挡将被取消。 1)超速挡主开关。如果这个开关被驾驶员有意关断，超速挡便被取消，变速器不会换高挡至超速挡。变速器如果已在超速挡，则换低挡至第3挡。 2)巡航控制ECU。车辆在以超速挡行驶时，如果车速降至比巡航控制中设定的速度低约10kmh，巡航控制ECU便传送一个信号至ECT的ECU，以脱离超速挡，并防止变速器换回超速挡，直至车速达到巡航控制ECU存储器中的设定速度才恢复超速挡。 3)发动机的ECU(来自水温传感器)。如果在冷却液温度低的时候超速行驶，发动机会发生爆震，不能提供足够的动力。因此，要预先在发动机ECU中设定超速挡取消温度，如果冷却液温度降至设定温度

16、以下，发动机ECU便向ECT的ECU发出个信号(0D1，端子电压为0V)。这时，ECT的ECU将不会换高挡至超速挡.,返回,2锁止正时控制 (1)ECT的ECU将各种行驶模式(常规及运动)下锁止离合器的运作方式编程存入存储器中。如图所示。ECU按照车速信号及节气门开度信号打开或关闭3号电磁阀，使锁止继动阀(由锁止信号阀控制)改变作用在变矩器上油压油路的走向，以接合或分离锁止离合器。 (2)锁止工作条件。如果下列三个条件同时满足，ECT的ECU就会接通3号电磁阀，可动铁芯被线圈吸上，排出油口被打开，使锁止离合器处于接合状态 1)汽车以第2挡、第3挡或超速挡(“D”挡位)行驶。 2)车速等于或高于

17、规定值，节气门开启度等于或高于规定值。 3)ECU没有收到锁止系统的强制取消信号。 (3)锁止控制。ECU控制锁止系统，其方法是在常规模式时接合的车速比在运动 模式时接合的车速要低。ECU也控制锁止正时，以便在换挡时减少冲击。如果变速器在锁止系统工作时换高挡或换低挡，则ECU使锁止离合器暂时分离，这样有助于减小换挡冲击。在换高挡或换低挡完成以后，ECU使锁止离合器重新接合。,返回,值得注意的是，在第2、第3和“D”挡位的超速挡能进行锁止。但是，只有当车速达到规定速度(这取决于节气门的开启度)时，锁止才开始工作。各挡位以及行驶模式下的锁止方式会因车型不同而异。 (4)锁止的强制取消。若符合下列条

18、件中的任何一项，ECU就关断3号电磁阀，使锁止离合器分离： 1)制动灯开关接通(制动时)。 2)节气门位置传感器的IDL触点闭合。 3)冷却液温度低于60(仅某些车型)。 4)当巡航控制系统工作时，车速降至设定速度以下至少10km/h。 上述1)和2)的目的是在后轮被抱死时可防止发动机熄火。3)的目的是改善车辆的行驶性能，加速变速器油的预热。4）的目的液力变矩器工作，起增扭作用。,3 故障诊断 ECU有个内置式的自我诊断系统，使维修人员在为ECT进行故障分析排除时， 能够迅速准确地找到有故障的部件或电路。 ECU不断监控车速传感器、电磁阀及其电路，当有故障时，它能使0/D OFF灯 闪烁，以提

19、醒驾驶员；并将故障内容以故障代码的形式储存在其存储器中，维修时能显 示诊断代码，指示出故障的性质。 (1)警告灯。警告灯位于仪表板上，如图所示。其功能如下： 1)如果车速传感器(第1号或第2号)，或1号、2号电磁阀、或其电路被ECU 检测出有故障，那么O/D OFF警告灯便按图（b）所示的方式闪烁；维修人员 将ECT端子(在某些车型上是DG端子)接地，数O/D OFF警告灯的闪烁规律，即 可确定诊断代码。 2)当故障排除后，O/D OFF灯将停止闪烁，不过故障代码仍会保留在ECU储存 器中。 3)当超速挡主开关接通(触点断开)时，若有故障，O/D OFF灯将继续亮着， 但是不闪烁。,返回,4)

20、如果3号电磁阀(用于锁止离合器控制)坏了，ECU将不使0/D 0FF灯闪 烁，以使驾驶员警觉。但是，它将以故障代码64的形式记录故障，故障代码64在维修 时可以显示出来。 (2)存储功能 1)一旦在ECU存储系统中储存了一个故障信号，即使在故障排除以后，它仍将保 留，除非人工手动将它从存储器中消掉。 2)蓄电池始终向ECU端子B提供12V电压。因此，一旦ECU储存了一个故障信号，即使点火开关关断，来自蓄电池的后备电流仍将使其保留在存储器中。 3)车速传感器、电磁阀及其电路的所有故障，均保留在存储器中。 4)人工手动消除ECU存储器中故障代码的方法是将点火开关关断，取下规定的保 险丝约10s即可

21、： (3)故障代码 故障代码是按O/D 0FF灯闪烁的次数及时间间隔确定的。,4，失效保护 ECT的ECU有几个失效保护功能，以保证汽车在行驶过程中，即使电气系统发生 故障，也能继续行驶； (1)电磁阀后备功能。如果l号或2号电磁阀发生故障，ECU仍然可以通过操纵 其他电磁阀来控制变速器，使变速器处于一个合适的挡位，让汽车能继续行驶。 例如，在表中，如果汽车在“D“挡位第1挡行驶时，1号电磁阀发生故障， 那么失效保护功能可使变速器只能换入第3挡，而不能换入超速挡(若没有失效保护功 能，就会换入超速挡)。 此外，如果两个电磁阀都发生故障，驾驶员仍然可以用手动操纵换挡杆，安全地进 行驾驶。,返回,

22、(2)后备车速传感功能。车速传感器有两个：2号车速传感器位于变速器延伸壳上或传动桥壳上；1号车速传感器位于车速里程表内。所以，即使2号车速传感器发生某种故障，ECU可利用来自1号车速传感器的信号得知车速。,5“N”至“D”占驻控制 在变速器从“N”挡位换至“D”挡位时，占驻控制系统为防止变速器直接换入第1挡，先使其换入第2挡或第3挡，然后再换入第1挡。这样做的目的是为了减小换挡冲击和车尾下坐。占驻控制系统构成如图所示。只有当下列所有条件同时满足时，占驻控制才工作。,1)汽车暂时停车； 2)制动灯开关接通； 3)IDL触点接通； 4)变速器从“N”挡位换 至“D” 挡位； 5)冷却液预热。,返回,6，发动机扭矩控制(仅某些车型) 为了防止换挡的冲击，在换挡过程中，点火正时被暂时延迟，以减小发动机的扭矩。 发动机扭矩控制系统的构成如图所示。发动机及ECT的ECU根据换挡杆位置（D、2、L）所选择的换档及锁止方式，以及行驶模式（常规或动力）控制换挡；同时根据发动机转速信号(NE)及变速器输出轴的转速信号(SP2）判断驾驶条件，然后根据换挡方式(1+2、2+3、3+超速，超速+3、3+2、2+1)及节气门开启度确定点火正时延迟的最佳值。,返回,本讲内容结束， 谢谢大家！,