汽車電子控制技術(shù)

1、2. 2. 信號輸入裝置信號輸入裝置1)1) 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)共用。2) 2) 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)共用。3) 3) 車速傳感器車速傳感器與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器工作原理相同，有電磁感應(yīng)式和光電式。4) 4) 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器作用：檢測行星齒輪變速器輸入軸轉(zhuǎn)速，以更精確地控制換擋過程。與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器工作原理相同，多為電磁感應(yīng)式。5) 5) 發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)共用。6) 6) 自動變速器油溫度傳感器自動變速器油溫度傳感器 熱敏電阻結(jié)構(gòu)，安裝在自動變速器底殼內(nèi)。 作為ECU進(jìn)行換擋控

2、制、油壓控制、鎖止離合器控制的依據(jù)。7) 7) 超速擋開關(guān)超速擋開關(guān) 超速擋開關(guān)通常裝在自動變速器操縱手柄上，用于控制變速器的超速擋。8) 8) 換擋模式開關(guān)換擋模式開關(guān) 選擇自動變速器的換擋控制模式，即選擇自動變速器的換擋規(guī)律。9) 9) 空擋啟動開關(guān)空擋啟動開關(guān) 不僅具有控制啟動繼電器線圈電路的功能，還可將變速器操縱手柄位置的信息傳送給自動變速器的ECU，使ECU可判斷操縱手柄的位置。10) 10) 停車制動開關(guān)停車制動開關(guān) ECU根據(jù)制動開信號，松開變矩器閉鎖離合器，同時停車燈亮。3.ECU3.ECUECUECU的功能：的功能：控制換擋時刻、控制超速行駛、控制閉鎖離合器、控制換擋品質(zhì)、故

3、障診斷與失效保護(hù)等功能。1)1) 控制換擋時刻控制換擋時刻 選擇不同的換檔模式，有不同的換檔規(guī)律，則有不同的換檔時刻。(1)(1)經(jīng)濟(jì)模式經(jīng)濟(jì)模式(economy)(economy) 當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相對較低時，就會換入高一擋。(2) (2) 動力模式動力模式(power)(power) 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，才換入高一擋。(3) (3) 普通模式普通模式(normal)(normal) 介于經(jīng)濟(jì)模式與動力模式之間。(4) (4) 手動模式手動模式(manual)(manual) 駕駛員可在各擋位之間以手動方式選擇合適的擋位。(5) (5) 雪地模式雪地模式(snow)(snow) 適用于在雪地上行駛

4、的方式。 在起步時，自動變速器會自動選擇2擋起步，當(dāng)操縱手柄置于“2”位時，自動變速器保持在2擋工作。 而操縱手柄置于“1”位時，自動變速器保持在1擋工作；2) 2) 后座控制后座控制 在由N工況變?yōu)镈工況時，自動變速器并非由空擋直接變?yōu)?擋，而是先升至2擋，然后再降到1擋，從而減小車輛的后座。3) 3) 超速行駛控制超速行駛控制 只有當(dāng)換擋手柄位于D位且超速開關(guān)打開時，變速器才可能升入超速擋。 防止自動變速器在發(fā)動機(jī)冷卻液溫度低于60時進(jìn)入超速擋工作。4) 4) 控制閉鎖離合器控制閉鎖離合器 ECU在以下幾種情況下可強(qiáng)制解除閉鎖：強(qiáng)制解除閉鎖： （1）制動、或節(jié)氣門全閉時，為防止發(fā)動機(jī)失速，

5、ECU切斷通向閉鎖電磁閥的電路，強(qiáng)行解除閉鎖。 （2）動變速器升降擋過程中，ECU暫時解除閉鎖，以減小換擋沖擊。 （3）如果發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度低于60，閉鎖離合器應(yīng)處于分離狀態(tài)，加速變速器預(yù)熱，提高總體駕駛性能。 5) 5) 控制換擋品質(zhì)控制換擋品質(zhì)(1)(1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)外部控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)外部控制 緩沖控制緩沖控制使換擋接合柔和，如蓄能器、緩沖閥、節(jié)流閥等； 定時控制定時控制使換擋摩擦元件分、合交替定時合理，如定時閥、干預(yù)換擋定時閥等； 壓力控制壓力控制，如根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷、車速、擋位、摩擦因數(shù)、液力變矩器速比及油溫等參數(shù)，通過ECU控制比例電磁閥或高速電磁閥快速、精確自動按需調(diào)節(jié)壓力。(2) (2

6、) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)自身改進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自身改進(jìn) 如采用單向離合器、液力變矩器換擋時解鎖，完成后再閉鎖； 采用分階段作用液壓缸等，可改善換擋品質(zhì)。(3) 3) 電液反饋控制電液反饋控制 應(yīng)用現(xiàn)代控制理論，對擋位離合器(制動器)油壓實行電液反饋閉環(huán)控制，可以使其接合壓力平緩地按最佳規(guī)律增長，實現(xiàn)平穩(wěn)變速。電液反饋控制系統(tǒng)原理(4) (4) 動力源控制動力源控制 控制的主要是發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。換擋時發(fā)動機(jī)減少噴油、點火滯后等方法降低轉(zhuǎn)矩。6) 6) 故障診斷與失效保護(hù)故障診斷與失效保護(hù)(1)(1)故障診斷故障診斷 發(fā)現(xiàn)故障，以故障碼的形式儲存在ECU的存儲器內(nèi)。 一般以超速擋指示燈作為故障警告燈，若超速擋指

7、示燈亮起后，按動超速擋開關(guān)也不能將它熄滅，即說明電子控制裝置有故障。 (2)(2)失效保護(hù)失效保護(hù) 個別部件失效時、其系統(tǒng)功能可用其他部件完全或部分代替，使系統(tǒng)能繼續(xù)保持規(guī)定性能或不喪失基本功能，保證汽車返回維修點維修。 完整的汽車電控系統(tǒng)，將系統(tǒng)控制、故障診斷與容錯功能有機(jī)結(jié)合為一個整體。(3)(3)故障診斷程序故障診斷程序 傳感器失效傳感器失效 節(jié)氣門位置傳感器故障節(jié)氣門位置傳感器故障：怠速開關(guān)斷開，按節(jié)氣門開度為1/2控制；怠速開關(guān)接通時，按節(jié)氣門全閉狀態(tài)控制。 車速傳感器故障車速傳感器故障：自動變速器的擋位由操縱手柄位置決定：在D和S或2(低擋2)位固定為超速擋或3擋；在L(低擋1)位

8、，固定在2擋或1擋。 或者當(dāng)車速傳感器損壞時，用輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器來控制換擋。 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器故障輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器故障：ECU停止發(fā)動機(jī)減小轉(zhuǎn)矩控制。 油液溫度傳感器出現(xiàn)故障油液溫度傳感器出現(xiàn)故障：按80到100作為代替信號控制。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效 換擋電磁閥故障換擋電磁閥故障: :兩種處理方法： a、不論有幾個閥出故障，ECU均停止所有換擋電磁閥工作，擋位由操縱手柄決定； b、其中一個失效，其他閥仍工作，仍能自動換擋，但會失去某些擋位。 變矩器閉鎖電磁閥故障變矩器閉鎖電磁閥故障：ECU停止閉鎖離合器控制。 油壓電磁閥故障：油壓電磁閥故障：ECU停止閉鎖離合器控制，使油路壓力保持最大值

9、。 變速器電控系統(tǒng)發(fā)生故障變速器電控系統(tǒng)發(fā)生故障 檢測裝置發(fā)現(xiàn)AT電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)動機(jī)ECU發(fā)出信號，使變速器系統(tǒng)油壓升高，接合元件傳遞轉(zhuǎn)矩增加，縮短了打滑時間，使接合元件接合時產(chǎn)生的熱量減少，延長了接合元件的使用壽命。(4) (4) 安全保護(hù)功能安全保護(hù)功能 倒擋保護(hù)倒擋保護(hù) 當(dāng)前進(jìn)車速大于5km/h時，倒擋電磁閥失效，倒擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)脫開，禁止換入倒擋。 手動降擋保護(hù)手動降擋保護(hù) 只有降擋后該擋的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于該節(jié)氣門下的極限轉(zhuǎn)速時，才允許降擋。 超速保護(hù)超速保護(hù) 當(dāng)發(fā)動機(jī)超過極限轉(zhuǎn)速時，正常電控系統(tǒng)失效，啟用緊急模式。4. 4. 執(zhí)行電磁閥執(zhí)行電磁閥分類：分類：開關(guān)式電磁閥和脈沖式

10、電磁閥兩大類。1)1) 開關(guān)式電磁閥開關(guān)式電磁閥作用：作用：開啟和關(guān)閉自動變速器油路，可用于控制換擋閥及液力變矩器的閉鎖控制閥。 (a) (b)開關(guān)式電磁閥1電磁線圈；2銜鐵和閥芯；3閥球；4泄油孔；5主油道；6控制油道2) 2) 脈沖式電磁閥脈沖式電磁閥作用：作用：控制油路中油壓的大小。工作原理：工作原理：電磁閥在脈沖電信號的作用下不斷反復(fù)地開啟和關(guān)閉泄油孔，ECU通過改變脈沖的寬度（即占空比）來改變電磁閥開啟和關(guān)閉的時間比例，而達(dá)到控制油路壓力的目的。占空比越大，經(jīng)電磁閥泄出的壓力油就越多，油路壓力就越低。脈沖式電磁閥1壓力油出油口；2壓力油進(jìn)油口；3接線器；4限流鋼球；5線圈；6骨架；7

11、泄壓口 3.3 電控機(jī)械式自動變速器 電控機(jī)械式自動變速器(Automatic Mechanical Transmission, AMT)(Automatic Mechanical Transmission, AMT)是在傳統(tǒng)的手動齒輪式變速器基礎(chǔ)上改進(jìn)的?？刂品绞椒诸悾弘?液式、電-氣式和全電式3種控制方式，其中采用最多的是電控-液動系統(tǒng)。3.3.1 AMT3.3.1 AMT基本原理基本原理 根據(jù)對發(fā)動機(jī)節(jié)氣門控制方式的差異，AMT分為剛性剛性AMTAMT和柔性柔性AMTAMT兩大類。 剛性AMT是指加速踏板和節(jié)氣門之間有固定的機(jī)械聯(lián)系，柔性AMT是指加速踏板和節(jié)氣門之間不直接機(jī)械聯(lián)系，而是

12、通過電子控制器經(jīng)步進(jìn)電動機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制節(jié)氣門的“軟”連接。 一般地，在電噴發(fā)動機(jī)上采用剛性結(jié)構(gòu)，在化油器發(fā)動機(jī)上則采用柔性結(jié)構(gòu)。 3.3.2 AMT3.3.2 AMT的電子控制系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)1.1. 電子控制單元電子控制單元1)1) 組成組成 由電源、CPU與存儲器、輸入電路與輸出電路幾部分組成。2) 2) 控制功能控制功能(1)(1)變速控制變速控制先將各種最佳換擋規(guī)律存儲于微機(jī)，然后根據(jù)兩參數(shù)或三參數(shù)控制換擋。(2) (2) 離合器控制離合器控制 為了補(bǔ)償離合器片的磨損，需查明離合器部分接合的起點，它是離合器控制的重要參考點。 車輛起步與換擋時離合器的接合控制。 離合器的分離控制。

13、二次離合(相當(dāng)于手動換擋的兩腳離合器)控制。 離合器的接合速度，由節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入軸轉(zhuǎn)速及離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩特性等參數(shù)控制的。 在采樣周期內(nèi)，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求的目標(biāo)接合行程r與實際接合行程x間有誤差，為減小或消除其誤差，則采用比例-積分調(diào)節(jié)器對電磁閥進(jìn)行脈寬調(diào)制作自動校正。 離合器行程的脈寬調(diào)節(jié) (3) (3) 發(fā)動機(jī)供油控制發(fā)動機(jī)供油控制 發(fā)動機(jī)供油控制的方法：發(fā)動機(jī)供油控制的方法：電噴發(fā)動機(jī)用間斷供油間斷供油與延遲點火延遲點火實現(xiàn)對供油的控制。可分為可分為3 3個邏輯特性：個邏輯特性：發(fā)動機(jī)啟動、加速控制和換擋時的控制。 換擋時的控制換擋時的控制主要是對其轉(zhuǎn)速的控制。升擋時，需發(fā)

14、動機(jī)降速；降擋時，需要進(jìn)行兩次離合器的操作，發(fā)動機(jī)再相應(yīng)升速。(4) (4) 起步控制起步控制控制過程：控制過程：離合器接合，節(jié)氣門開度增大。起步控制的模式：起步控制的模式：一般有緩慢起步、正常起步、急速起步等形式。坡道起步：坡道起步：配以坡道起步輔助裝置HSA及相應(yīng)控制規(guī)律。3.3.3 AMT3.3.3 AMT的液壓系統(tǒng)的液壓系統(tǒng) 電控機(jī)械式自動變速器有電-液式、電-氣式和全電式3種控制方式。 電-氣式換擋速度變慢；全電式調(diào)整困難；電-液控制應(yīng)用最多。1.1. 離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是單作用液壓缸，由電磁閥V1 1、V3 3、V4 4控制，它們按需要有直徑各不相同的節(jié)流孔，以滿足最大接合速度。工作模式：工作模式：有分離、保持分離、接合及保持接合4種。(1) (1) 分離分離電磁閥V1 1開放，V3 3、V4 4關(guān)閉。(2) (2) 保持分離保持分離V1 1、V2 2、V3 3均關(guān)閉。(3) (3) 接合接合V1 1關(guān)閉，V2 2、V3 3分別或同時工作。(4) (4) 保持接合保持接合V1 1、V2 2、V3 3均關(guān)閉。2. 2. 變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)1 1擋換擋換2 2擋過程：擋過程：（1）使換擋閥V6換向，摘下1擋，進(jìn)入空擋NR1；（2）使V7換向，選擋液壓缸動作，使選擋桿從NR1進(jìn)入N23位置，擋位信號接通，