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汽车修理技能知识:自动变速器电子控制系统

2023-07-11 云南安全培训网 120

自动变速器电控系统利用电子自动控制原理,通过传感器将汽车行驶速度和发动机负荷等参数转变为电信号,电脑根据这些电信号作出是否需要换挡的判断,并按照设定的控制程序发出换挡指令,操纵各种电磁阀换挡电磁阀、油压电磁阀等)去控制阀板总成中各个控制阀的工作(接通或切断换挡控制油路),驱动离合器制动器、锁止离合器等液力执行元件,从而实现对自动变速器的全面控制。

一、传感器

电子控制装置中常用的传感器有节气门位置传感器、车速传感器、输入轴转速传感器、液压油温度传感器等。

二、控制开关

电子控制装置中的控制开关有:空挡启动开关、自动跳合开关(降挡开关)、制动灯开关、超速挡开关、模式开关、挡位开关等。

三、执行器

电子控制装置中的执行器是各种电磁阀。常见的有开关式电磁阀和脉冲线性式电磁阀两种。

1.开关式电磁阀

开关式电磁阀的作用是开启或关闭液压油路,通常用于控制换挡阀及变矩器锁止控制阀的工作。开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、复位弹簧、阀芯和阀球所组成(图3-1-62)。它有3种工作方式:一种是让某一条油路保持油压或泄空,如图3-1-62a),即当电磁线圈不通电时,阀芯被油压推开,打开泄油孔,该油路的液压油经电磁阀泄空,油路压力为零;当电磁阀线圈通电时,电磁阀使阀芯下移,关闭泄油孔,使油路油压上升。另一种是开启或关闭某一条油路,即当电磁线圈不通电时,油压将阀芯推开,阀球在油压作用下关闭泄油孔,打开进油孔,使主油路压力油进入控制油道,如图3-1-62b);当电磁线圈通电时,电磁力使阀芯下移,推动阀球关闭进油孔,打开泄油孔,控制油道内的压力油由泄油孔泄空,如图3-1-62c)。

2.脉冲线性式电磁阀

脉冲线性式电磁阀的结构与电磁式相似,也是由电磁线圈、衔铁、阀芯或滑阀等组成(图3-1-63)。它通常用来控制油路中的油压。当电磁线圈通电时,电磁力使阀芯或滑阀开启,液压油经泄油孔排出,油路压力随之下降。当电磁线圈断电时,阀芯或滑阀在弹簧弹力的作用下将泄油孔关闭,使油路压力上升。脉冲线性式电磁阀和开关式电磁阀的不同之处在于控制它的电信号不是恒定不变的电压信号,而是一个固定频率的脉冲电信号。

电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启和关闭泄油孔,电脑通过改变每个脉冲周期内电流接通和断开的时间比率(称为占空比,变化范围为0%~100%),改变电磁阀开启和关闭时间的比率,来控制油路的压力。占空比越大,经电磁阀泄出的液压油越多,油路压力就越低;反之,占空比越小,油路压力就越大。脉冲线性式电磁阀一般安装在主油路或减振器背压油路上,电脑通过这种电磁阀在自动变速器升挡或降挡的瞬间使油压下降,进一步减少换挡冲击,使挡位的变换更加柔和。

四、自动变速器电控系统实例

广州本田雅阁轿车MAXA型自动变速器的电子控制系统主要由动力系统控制模块(PCM)、传感器和电磁阀等组成。

电子控制系统将根据各传感器的输入信号通过电磁阀对变速器实现换挡和锁止控制,因而大大地改善了自动变速器的使用性能。该自动变速器在车辆行驶过程中,根据需要具有换挡控制、锁止控制和坡度逻辑控制的功能,其电路如图3-1-65所示。

1.换挡控制

换挡控制是由PCM控制的A/T离合器液压控制电磁阀,依据发动机的转矩而进行的。行车中,当PCM接收到各传感器的输入信号需要实施换挡时,PCM将控制换挡电磁阀A、B、C以及A/T离合器控制电磁阀A、B。前三者将变换换挡阀的位置确定所选择的挡位,后两者则调节其自身的压力,并视情给某一离合器的油路增压,以使相关齿轮组工作,从而实现变速器低、高速挡间的准确而平顺的变换。另外,当换挡操纵手柄在D或D3位置,而车辆处于坡道上时,PCM中的坡度逻辑控制系统还将控制车辆在上、下坡或减速时进行准确而平顺的换挡。

各挡位及挡位变换时换挡控制电磁阀的工作情况。

汽车的最佳换挡车速主要取决于汽车行驶时的节气门开度。不同节气门开度下的最佳换挡车速可以用自动换挡图来表示。节气门开度越小,汽车的升挡车速和降挡车速越低;反之,节气门开度越大,汽车的升挡车速和降挡车速越高。这种换挡规律十分符合汽车的实际使用要求。例如,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,即可以较早地升人高挡,从而让发动机在较低的转速范围内工作,减少汽车油耗;反之,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。

汽车自动变速器的操纵手柄或模式开关处于不同位置时,对汽车的使用要求也有所不同,因此其换挡规律也应作相应的调整。电脑将汽车在不同使用要求下的最佳换挡规律以自动换挡图的形式储存在存储器中。在汽车行驶中,电脑根据挡位开关和模式开关的信号从存储器内选择出相应的自动换挡图,再将车速传感器和节气门位置传感器测得的车速、节气门开度与自动换挡图进行比较;根据比较结果,在达到设定的换挡车速时,电脑便向换挡电磁阀发出电信号,以实现挡位的自动变换,如图3-1-67所示。

2.坡度逻辑控制

1)坡度逻辑控制工作程序

动力系统控制模块PCM根据A/T中间轴转速传感器、节气门位置传感器、发动机冷却液温度传感器、制动开关和换挡操纵手柄位置等输入的信号,将实际行驶条件进行运算并与存储在PCM中的行驶条件进行比较,以便选择合适的换挡模式,即:正常模式(即平路模式);上坡模式(采用模糊逻辑方式);下坡模式(分缓坡下坡模式和陡坡下坡模式);减速模式。从而控制车辆在爬坡、下坡或减速时的换挡。

2)上坡换挡控制模式

当PCM测知车辆在D4和D3位置处于上坡行驶状态时,系统扩展2挡和3挡的驱动范围,以防止自动变速器在2挡和3挡以及3挡和4挡之间的频繁换挡,从而是车辆行驶平稳;而且在需要时能够提供更多的动力。存储在PCM中的2挡和3挡以及3挡和4挡间的变速数据可以使PCM的模糊逻辑根据坡度的大小自动选择最合适的挡位;模糊逻辑是一种人工智能形式,即让计算机模拟人脑,以对变化的条件作出反映。图3-1-69是上坡换挡控制模式。

3)下坡换挡控制模式

当PCM测知车辆在D4和D3位置处于下坡行驶状态时,由3挡向4挡和2挡向3挡(当节气门关闭时)的急速会比在平路上加速要快,以扩展3挡和2挡的驱动范围。与由减速锁止而导致的发动机制动相结合,使车辆减速时平稳。按照在PCM中所存储的坡度的大小,对于3挡不同的驱动区域和2挡的驱动区域,有3种下坡换挡控制模式。当车辆处于4挡,且在陡坡上制动减速时,自动变速器将降至3挡。而当加速时,自动变速器恢复高挡位。

4)减速换挡控制模式

当车辆行驶至道路拐角处,需先减速然后再加速时,PCM设定数据用于控制减速,以减少自动变速器的换挡总次数。当车辆由高于43km/h的速度减速时,PCM将使自动变速器从4挡换至2挡,比普通换挡要提前,以适应紧随其后的加速。

3.电子车速控制

电子车速控制系统能自动控制车速,使汽车按选定的速度稳定行驶,无需驾驶员反复调节节气门开度。当然,在必要时也可脱开这种自动方式,转而由驾驶员控制车速。电子车速控制系统由以电脑为主的电子控制单元(ECU)和真空执行机构组成,后者包括真空调节器、节气门驱动伺服膜盒、车速控制开关和制动踏板上的真空解除开关等部分。



电脑按车速传感器提供的车速信号,控制真空机构工作。根据电脑的输出信号,电磁滑阀可调节控制进入该机构的新鲜空气量,从而能控制作用于伺服膜盒内的真空度。当车速低时,真空调节器供给的空气量减少,使伺服膜盒内的真空度增加,通过膜片的移动,使节气门开大。反之,当车速高于控制车速时,真空调节器供给的空气量就会增加,伺服膜盒内的真空度降低,使节气门开度减小。

正常行驶时,在发动机进气管负压和真空调节器供给定量空气的共同作用下,伺服膜盒内保持一定的真空度,控制汽车按预定速度稳定行驶。

当汽车以巡航方式在超速挡行驶时,若实际行驶车速低于标准车速4km/h以上,巡航控制单元将向ECU发出信号,要求自动退出超速挡。这种控制功能还可以防止自动变速器在发动机冷却液温度低于60℃时进入超速挡工作。

电脑在进行自动模式选择控制时,主要参考操纵手柄的位置及加速踏板被踩下的速率高低,以判断驾驶员的操作目的,自动选择控制模式。

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