自动变速器液压及电子控制系统

第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修任务六“人机”控制系统第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修学习情景一丰田汽车控制系统第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修一、手控阀•1、手控阀作用•自动变速器选档手柄每一档位对应手控阀的一个位置，可控制阀体上不同油路的导通和关闭。液压系统档位变换的控制，要在该油路基础上进行。•2、手控阀控制原理•手控阀在P、R、N、D、2、L不同位置时，油路的导通情况如图所示。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修驾驶员通过操纵手柄拨动手动阀，当操纵手柄位于不同位置时，手动阀也随之移至相应的位置，使进入手动阀的主油路与不同的控制油路接通，或直接将主油路压力油送入相应的换挡执行元件（如前进离合器、倒挡离合器等），并使不参加工作的控制油路与泄油孔接通，这些油路中的压力油泄空，从而使控制系统及自动变速器处于不同挡位的工作状态。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修§5.4液压控制系统——组成及功用B3C2第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修§5.4液压控制系统——组成及功用第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修§5.4液压控制系统——组成及功用第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修§5.4液压控制系统——组成及功用第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修§5.4液压控制系统——组成及功用第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修§5.4液压控制系统——组成及功用第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修二、节气门阀•1.节气门阀的作用形成和调节负荷油压，并使之随发动机负荷的变化而变化。（1）根据发动机负荷的变化，改变负荷油压，用于调节主油压和变矩器油压；（2）根据发动机负荷的变化，改变负荷油压，作用于换档阀进行自动换档控制。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修2、节气门阀的工作情况•1）调压原理依靠阀上下方作用力的平衡关系来调节主油。使阀下行的作用力：弹簧弹力、负荷油压、断流压力阀下方：负荷油压第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修2）调压过程•（1）主油压进入节气门阀中部，由于进油口的节流作用，使出油口的压力下降，形成负荷油压。•（2）节气门开度增大时，进油口开度增大，油压升高。同时，油压作用在阀的上方，产生向下的压力，使阀下移，使阀稳定在某一位置。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修止回阀•止回阀的作用：根据变速器工况，调节节气门输出压力。•(车速反馈阀)P、R、N挡时，止回阀位于上端，节气门压力增加；•D、2、L挡时，止回阀位于下端，节气门压力减少。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修原理：降挡柱塞上移，使节气门阀上移，开通油泵压力油路，形成节气门压力。此压力作用与初、次级调节阀和各换挡阀，同时作用于节气门阀上部，当上部压力较大时，会使节气门阀复位。车速越高，止回阀越向下移，作用在节气门阀上端压力越大，节气门油压降低。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修3、开关电磁阀和脉冲电磁阀•4速自动变速器通常有三个或者四个电磁阀•NO.1和NO.2控制换挡，NO.3用来控制锁止，NO.4用来控制蓄压器背压。•NO.3由电脑通过脉冲信号可以使锁止离合器由部分打滑锁止到完全锁止。•NO.4也可以通过脉冲信号控制背压油压大小用来控制换挡执行器的结合速度。•换挡电磁阀都是开关型电磁阀。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修（三）蓄压器1、作用蓄压器的作用是缓和换档冲击2、原理活塞内部有弹簧，外侧环槽有油压，蓄压器下方的进油口与相应的执行元件进油口并联。在执行元件充油时，油也进入相应的蓄压器，弹簧被压缩的同时能吸收油压的压力脉动，避免造成换档冲击。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修8、蓄压器在离合器C1、C2和制动器B2的油路上，分别设有蓄压器，结构基本相同，尺寸略有差异。作用：满足离合器和制动器接合过程中工作压力的增长先快后慢的要求，使之接合平稳，并吸收冲击，保持压力稳定。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修学习情景二自动变速器电子控制系统第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修1、电控变速器与液控自动变速器的对比1）换档信号液控换档信号取决于节气门开度和车速；电控换档信号包括发动机温度、节气门开度、车速进气管真空度等。2）阀板液控变速器：阀板结构复杂，液压回路多，控制阀多；电控变速器：减少回路和阀板的数量，阀板结构简单。3）控制液控变速器：换档时刻不精确，换档有冲击和振动；电控变速器：换档精确，减少换档冲击和振动。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修4）性能液控变速器：工作相应慢，经济性动力性较差，可靠性低；电控变速器：工作相应迅速，经济性和动力性提高，系统可靠性提高。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修2、电控系统的组成电控系统包括传感器、ECU和执行元件。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修1）传感器的作用检测对变速器产生影响的汽车、发动机在不同工况下的各种信息，并将得到的信息转换为计算机能接受的电信号，为计算机工作提供可靠、真实的信息。2）ECU的作用用来接收、存储、处理和发送信息。3）执行元件的作用接受计算机输出的指令，完成设定的任务。将电控形式的指令转变为控制目标的物理运动。常用执行元件有电磁阀和步进电机。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修（一）电子控制单元1）作用根据计算机中存储的程序，对传感器和控制开关输入的信号进行运算、分析和判断，形成相应的控制指令，控制有关执行器产生与控制指令相对应的动作，使被控制系统实现快速、准确的自动控制。对电子控制系统进行实时监测，一旦出现故障，即发出警告、存储故障信息，并进行相应的控制2）组成从硬件物理结构上，可分为壳体、接口、电路板和电路等；从功能方面可分为恒定电源、输入转换电路、微处理器和输出驱动电路。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修1、微处理器是计算机的计算和决策芯片。用来接收、存储、处理和发送信息，用户可通过程序设定达到特定的功能要求。1）程序设定指使微处理器对外部事件进行判定，对收集到的信息进行分析处理，并产生相应的输出指令。2）存储器程序以编码的形式存于存储器中，通电后即可调取，实现控制功能。分为：只读存储器ROM、随即存储器RAM、电擦除可编程只读存储器EPROM和可保持存储器KAM。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修①只读存储器ROM其中的信息只能被读取，不能写入和擦除；②随即存储器RAM暂时存储所需信息，断电后消失；③电擦除可编程只读存储器EPROM用于存放一些用于不同车型的专用程序，可即插即用，可更换；④可保持存储器KAM点火开关断开时，信息仍可保存，但当汽车电源与计算机断开时，信息被擦除。2、输入转换电路用来接收、转换和处理信息，使之成为微处理器能够处理的信号。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修3、输出驱动电路用来输出、转换和放大信息，使之驱动执行装置，实现控制目的。4、软件1）软件与硬件匹配部分输入输信号的调制、滤波、放大，电控单元的初始化等。2）软件的控制功能部分根据系统需要实现控制功能。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修4）自诊断和测试通信程序系统特性数据的存储和校正数据的存储，便于微处理器调取。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修（二）信息输入装置信息输入装置包括传感器和信号转换电路。为控制装置提供准确的运行状态信息，通过传感器转化为电量，输入转化电路，产生能为微处理器识别的数字信号。传感器为将系统的各种物理量转化为电量，输入转化电路，产生能为微处理器识别的数字信号。这些物理量包括：转速、加速度、压力、位置、温度及各种开关等。传感器分为有源式传感器和无源式传感器。有源式传感器：不需外加电源，随被测量变化而能产生电量。热电式、压电式、磁电式等传感器。无源式传感器：必须外加电源，某个电参量随被测量变化而变化。电位计、热敏电阻、电容式传感器等传感器。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修1、车速传感器用于检测变速器输出轴转速，一般电控系统有两个车速信号传感器。1号车速传感器：位于仪表板车速表处。2号车速传感器：位于变速器输出轴处。正常情况下，变速器电控系利用2号传感器的信号进行换档控制和锁止控制，1号传感器的信号作为备用。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修磁感应式车速传感器由转子和传感头组成。传感头由永久磁铁和电磁线圈组成。（1）磁感应式车速传感器第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修转子旋转时，会引起感应线圈中磁通量的变化，从而产生交流感应信号电压。根据感应信号电压脉冲频率的大小来计算出车速。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修（2）簧片式车速传感器由固定的簧片和随转子旋转的磁铁组成。根据簧片闭合的次数计算转速。1号传感器有四块磁铁，随里程表软轴驱动。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修2、输入轴转速传感器用于提供输入轴转速传。用于精确控制换档过程；ECU将此信号和发动机转速信号对比，用于油路压力控制和锁止离合器的优化控制。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修3、空档起动开关第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修工作电路电压12V。①在P、N位时，接通起动机电路，可以起动发动机；②接通档位指示灯电路，显示变速器所处档位；③向ECU提供各档位信号（N、2、L档），用于控制换档。在P、R、D时无信号，ECU可按D档控制电磁阀，而油路由手控阀在各档时控制。④2、L档时，电控单元对响应档位进行限制控制。N档可用于汽车后坐控制。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修4、油温和水温传感器（1）油温传感器第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修作用ECU提供5V参考电压，根据油温变化，输出变化电压信号。此信号用来修正主油压、选择合适换档程序及锁止离合器控制。类型内部主要为热敏电阻，随温度变化，电阻会变化。负温度特性（NTC）：电阻随温度升高而下降；热敏电阻以NiO、CoO、MnO等金属氧化物为主要成分，温度特性程指数函数规律变化。正温度特性(PTC)：电阻随温度升高而上升。热敏电阻以BaTiO3为主要成分，与金属氧化物混合烧结而成，电阻移3位数急剧变化。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻的电阻值变化特点第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修（1）水温传感器作用用于对超速档、锁止离合器、及换档时间进行器控制。若水温较低，ECU控制变速器不能升入超速档、锁止离合器不能锁止，同时延迟换档时间。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修5、超速档开关第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修6、制动灯开关装在制动踏板支架上。当踩制动踏板时，制动灯点亮，同时信号电路接通，向电控单元提供12V信号电压。该开关用于锁止离合器控制和后坐控制。当超速档开关ON时，向电控单元提供12V信号电压。此时，O/DOFF指示灯熄灭。当超速档开关OFF时，不向电控单元提供电压信号。此时，O/DOFF指示灯点亮。该开关用于超速档控制。第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修7、行驶模式选择开关第六章“人机”控制系统自动变速器原理与检修根据开关的不同位置，在汽车行驶时，按照不同的规律进行换档。PWR为动力模式，以获得最大动力性为目标来设计换档规律，汽车行驶时，发动机经常在大功率范围运行，汽车动力性好；ECON为经济模式，以获得最佳燃油经济性为目标，变速器的换档规律能使发动机在汽车行驶中，经常处于经济转速范围，从而提高汽车的燃