理论教育 汽车自动变速器电液控制系统详解

汽车自动变速器电液控制系统详解

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:电液控制系统,由电子控制装置和阀体两大部分组成,即由电子元件控制液压元件的动作,简称电控自动变速器。自动变速器的电子控制系统由传感器、控制单元和执行元件三大部分组成,如图1-31所示。控制单元也称为控制模块或变速器控制电脑,一般用TCM或ECU表示,也有的比较先进的车型,发动机与自动变速器使用一个控制单元,称为动力系统控制模块。

汽车自动变速器电液控制系统详解

电液控制系统,由电子控制装置和阀体两大部分组成,即由电子元件控制液压元件的动作,简称电控自动变速器。自动变速器的电子控制系统由传感器、控制单元和执行元件三大部分组成,如图1-31所示。控制单元也称为控制模块或变速器控制电脑,一般用TCM或ECU表示,也有的比较先进的车型,发动机与自动变速器使用一个控制单元,称为动力系统控制模块(PCM)。控制单元将收到的各传感器的信号进行分析与计算,并与存储器中存储的数据比较,从而判断出自动变速器的状态及要执行的命令,给相应的执行器发出信号,选择不同的挡位。

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图1-31 电子控制系统

1.节气门位置信号

节气门位置信号的作用:一是用来确定换挡时刻和换挡曲线,一般情况是,当急踩加速踏板时,换挡延迟,以确保发动机的动力性;二是调节主油路压力。对于未采用一体化动力总成控制模块的车辆,TCM可以从节气门位置传感器本身或发动机控制模块(ECM)两种方式接收节气门位置信号。TCM从ECM获得节气门位置信号的方式有两种:一是通过专线得到节气门位置信号;二是通过数据总线(如CAN总线)得到节气门位置信号。

2.发动机转速信号

发动机转速信号也是由ECM传送给TCM,TCM将发动机转速信号与变速器输入轴转速信号进行比较以判断变矩器锁止离合器(TCC)的打滑状态,从而调整合适的TCC电磁阀的调制脉冲(脉冲的占空比)。发动机转速信号可以是由ECM通过专线传递给TCM,也可以通过数据总线传递给TCM。

3.车速信号

车速信号也就是变速器输出轴转速信号,有些车型的车速信号是由ECM传送给TCM的,有些车型则是由车速传感器直接送至TCM。车速信号的作用主要是确定换挡时刻,同时也用于定速巡航和帮助判断锁止离合器的打滑状态。

4.发动机温度信号

发动机温度信号由ECM传送给TCM,其作用有两个:一是确定换挡曲线,当发动机温度较低时,换挡延迟,使发动机以高速运转,以保证其动力性并尽快地暖机;二是控制锁止离合器的接合,一般情况下当发动机温度低于某值(视车型而定)时,锁止离合器不接合。

5.空挡/起动开关信号

大众车系将空挡/起动(P/N)开关称为多功能开关,它位于变速器壳体上,由变速杆控制,其作用是感知变速杆位置并将此状态信号送给控制模块。另外,它在电气方面还有两个作用:一是变速杆处于R位时接通倒车灯;二是变速杆位于P、N以外的位置时,起动机不工作。

6.输入轴转速信号

变速器控制模块用输入轴转速信号与输出转速(车速)信号比较,来计算出传动比是否在正常范围、感应换挡时刻,并进行换挡时的油压调节及推迟点火时刻,以减小换挡冲击。

7.变速器油温信号

变速器油温度传感器是一个负温度系数热敏电阻,浸在变速器油液中,它的电阻值随油温的升高而降低。当变速器油温高于一定值时(车型不同,此值也略不同,如大众01M型自动变速器为150℃、大宇新典雅是140℃),说明变速器内部机件损坏,TCM控制TCC的接合,如果温度还降不下来,则TCM控制变速器降低一个挡位。

8.制动灯开关信号

制动灯开关信号的作用有两个:一是控制变速杆锁止电磁阀的工作,只有在踩下制动踏板后,变速杆才能从P位拨出;二是控制变矩器锁止离合器的工作,锁止离合器在收到制动信号后释放。(www.daowen.com)

9.强制低速挡开关

强制低速挡开关也称强制降挡开关,安装在节气门拉索上。当节气门开度达到一定值时,此开关闭合,表示驾驶员要求较高的动力,TCM接到此信号后,将降低一个挡位或在发动机较高转速时才升入下一个高挡。某些车辆,如4T65E型自动变速器,已经取消了强制降挡开关,使用节气门位置传感器的信号来作为强制降挡信号。

10.模式开关

模式开关也称控制程序开关,用于选择自动变速器的控制程序,以满足不同的行驶条件的要求。

不同型号的自动变速器有不同的模式,普通自动变速器都有一个“Eco/Sport”开关,其意义是“经济/运动”换挡模式,也有的变速器标为“Eco/Power”,意义都相同。在Eco模式,电控单元将提前挂入高挡和推迟挂入低挡,这样发动机工作于低转速,虽有损动力性,但降低了油耗。在Sport模式,在相同的节气门开度下,在车速较高时才挂入高挡或换下低挡,发动机工作于高转速,功率增大,动力增强。这个开关实际上是选择了电控单元内的两条不同的换挡曲线。有的自动变速器(如赛欧轿车AF13型)有雪地模式开关,按下此开关后变速器以3挡起步并且不再升、降挡,以防止雪地打滑。也有的自动变速器(如01M型)没有所谓的模式选择开关,采用计算机“模糊逻辑”控制技术,可以理解为在“Eco”和“Sport”之间存在许多随意的换挡时刻,“Eco”和“Sport”两条换挡曲线被无数条曲线代替,因而能适应不同的行驶情况。

11.换挡电磁阀

电控自动变速器的特点就是采用换挡电磁阀来开启或关闭油路,以控制换挡液压阀的动作,从而实现电控换挡。现代自动变速器一般有4个前进挡和一个倒挡,倒挡由手动阀控制,所以至少采用两个换挡电磁阀才能满足要求。换挡电磁阀一般为开关阀,有ON和OFF两个状态。

12.变矩器锁止离合器电磁阀

TCC(变矩器锁止离合器)电磁阀用来控制变矩器内锁止离合器油道的开启与关闭,从而控制锁止离合器的接合与断开。TCC电磁阀既有开关阀也有脉宽调制式(PWM)电磁阀,01M、4T65E、AF13等型号的变速器都用PWM电磁阀。PWM电磁阀又称渐进式电磁阀,它与开关式电磁阀的控制方式不同,TCM向PWM电磁阀提供一定频率但不同占空比的脉冲(占空比的变化范围为0~100%),通过调整不同的脉冲宽度,也就调整了电磁阀的平均电流,从而调整了锁止离合器的滑转率。

13.油压控制电磁阀

PC阀(油压控制电磁阀)的作用是调节主油压的大小,除了根据节气门位置(发动机负荷)等信号的变化控制主油压外,还在升、降挡及离合器接合或分离时减小主油压,以减小换挡冲击,使车辆行驶平顺。油压控制电磁阀也是一个渐进式电磁阀。

14.换挡品质控制电磁阀

自动变速器换挡品质控制可分为液控如蓄压器)和电控两种,其中电控又有多种方式。例如TCM通过与ECM通信,告知ECM换挡时刻,ECM在换挡的同时推迟点火,使发动机转矩减小以保证换挡平顺;在换挡的同时减小主油路压力;采用专门的换挡平顺电磁阀来改善换挡品质,如01M型自动变速器中的电磁阀N92和N94。

15.自诊断

TCM在工作过程中不停地检测各传感器和执行元件的工作状态,一旦发现故障,则将相关的故障信息存储在TCM内部的存储器中,并在记忆故障的同时,通过仪表盘上的故障指示灯闪亮来提醒驾驶员尽快检修。如果检测到严重的故障,TCM将启用紧急控制程序,以保持车辆的基本行驶能力,仍可以将车辆开到就近的修理厂检修。自动变速器应急状态下,一般情况是给各电磁阀断电,在前进挡时,变速器将固定以3挡或4挡(视不同型号的变速器而定)起步、行驶;倒挡时,是由手动阀来实现的,所以变速器仍能行驶。几乎所有的变速器压力控制电磁阀都是随占空比的增大而降低油压,所以在PC阀断电后,管路压力会保持最大。维修人员可以用专用仪器通过车辆的故障诊断插座读取故障码和有关数据,帮助分析判断故障所在。故障排除后,需通过仪器将故障码清除或做必要的初始设置。

16.阀体

电液混合控制自动变速器中的阀体也是由各种控制阀组成的,不同之处是其部分阀体是由TCM通过电磁阀来控制的。

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