電控機(jī)械式自動(dòng)變速器

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器授課題目3.2.4電子控制系統(tǒng)3.3電控機(jī)械式自動(dòng)變速器授課類型理論課首次授課時(shí)間2007年5月22日學(xué)時(shí)2教學(xué)目標(biāo)掌握電子控制系統(tǒng)的組成和控#變速器的基本原理和控制方法。制原理，掌握電控機(jī)械式自動(dòng)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：機(jī)械式自動(dòng)變速器的基本原理和控制方法難點(diǎn)：機(jī)械式自動(dòng)變速器的控制方法教學(xué)手段與方法多媒體教學(xué)，講授。教學(xué)過程：（包括授課思路、過程設(shè)計(jì)、講解要點(diǎn)及各部分具體內(nèi)容、時(shí)間分配等）I授課思路：在掌握電子控制系統(tǒng)的組成和控制原理的基礎(chǔ)上，講解機(jī)械式自動(dòng)變速器的基本原理和控制方法。II過程設(shè)計(jì)：.提問問題，復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容（約3min）.導(dǎo)入新課.新課內(nèi)容：具體內(nèi)容見“授課內(nèi)容”（約74min）.本次課內(nèi)容小結(jié)（約2min）.布置作業(yè)（約1min）m講解要點(diǎn):機(jī)械式自動(dòng)變速器的基本原理和控制方法應(yīng)在首先熟悉手動(dòng)機(jī)械變速器的基礎(chǔ)上，增加自動(dòng)控制的內(nèi)容。W授課內(nèi)容：2.信號(hào)輸入裝置1）節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)共用。2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)共用。3）車速傳感器與發(fā)動(dòng)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）輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器作用：檢測(cè)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器工作原理相同，多為電磁感應(yīng)式。5）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)共用。6）自動(dòng)變速器油溫度傳感器熱敏電阻結(jié)構(gòu)，安裝在自動(dòng)變速器底殼內(nèi)。作為ECU進(jìn)行換擋控制、油壓控制、鎖止離合器控制的依據(jù)。7）超速擋開關(guān)超速擋開關(guān)通常裝在自動(dòng)變速器操縱手柄上，用于控制變速器的超速擋。8）換擋模式開關(guān)選擇自動(dòng)變速器的換擋控制模式，即選擇自動(dòng)變速器的換擋規(guī)律。9）空擋啟動(dòng)開關(guān)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器不僅具有控制啟動(dòng)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(dòng)變速器的ECU，使ECU可判斷操縱手柄的位置。10)停車制動(dòng)開關(guān)ECU根據(jù)制動(dòng)開信號(hào)，松開變矩器閉鎖離合器，同時(shí)停車燈亮。3.ECUECU的功能：控制換擋時(shí)刻、控制超速行駛、控制閉鎖離合器、控制換擋品質(zhì)、故障診斷與失效保護(hù)等功能。1)控制換擋時(shí)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(shí)刻。(1)經(jīng)濟(jì)模式(economy)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)較低時(shí)，就會(huì)換入高一擋。(2)動(dòng)力模式(power)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才換入高一擋。(3)普通模式(normal)介于經(jīng)濟(jì)模式與動(dòng)力模式之間。(4)手動(dòng)模式(manual)駕駛員可在各擋位之間以手動(dòng)方式選擇合適的擋位。(5)雪地模式(snow)適用于在雪地上行駛的方式。在起步時(shí)，自動(dòng)變速器會(huì)自動(dòng)選擇2擋起步，當(dāng)操縱手柄置于“2”位時(shí)，自動(dòng)變速器保持在2擋工作。而操縱手柄置于“1”位時(shí)，自動(dòng)變速器保持在1擋工作。2)后座控制在由N工況變?yōu)镈工況時(shí)，自動(dòng)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)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(shí)，變速器才可能升入超速擋。防止自動(dòng)變速器在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于60℃時(shí)進(jìn)入超速擋工作。4)控制閉鎖離合器ECU在以下幾種情況下可強(qiáng)制解除閉鎖：(1)制動(dòng)、或節(jié)氣門全閉時(shí)，為防止發(fā)動(dòng)機(jī)失速，ECU切斷通向閉鎖電磁閥的電路，強(qiáng)行解除閉鎖。(2)動(dòng)變速器升降擋過程中，ECU暫時(shí)解除閉鎖，以減小換擋沖擊。(3)如果發(fā)動(dòng)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)控制換擋品質(zhì)(1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)外部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(shí)控制使換擋摩擦元件分、合交替定時(shí)合理，如定時(shí)閥、干預(yù)換擋定時(shí)閥等；壓力控制，如根據(jù)發(fā)動(dòng)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(dòng)按需調(diào)節(jié)壓力。(2)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(shí)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)。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(3)電液反饋控制應(yīng)用現(xiàn)代控制理論，對(duì)擋位離合器(制動(dòng)器)油壓實(shí)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(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)變速。(4)動(dòng)力源控制控制的主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)減少噴油、點(diǎn)火滯后等方法降低轉(zhuǎn)矩。6)故障診斷與失效保護(hù)(1)故障診斷發(fā)現(xiàn)故障，以故障碼的形式儲(chǔ)存在ECU的存儲(chǔ)器內(nèi)。一般以超速擋指示燈作為故障警告燈，若超速擋指示燈亮起后，按動(dòng)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)失效保護(hù)個(gè)別部件失效時(shí)、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(diǎn)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(cuò)功能有機(jī)結(jié)合為一個(gè)整體。(2)故障診斷程序①傳感器失效節(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(shí)，按節(jié)氣門全閉狀態(tài)控制。車速傳感器故障：自動(dòng)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，固定在2擋或1擋。或者當(dāng)車速傳感器損壞時(shí)，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：ECU停止發(fā)動(dòng)機(jī)減小轉(zhuǎn)矩控制。油液溫度傳感器出現(xiàn)故障：按80℃到100℃作為代替信號(hào)控制。②執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效換擋電磁閥故障:兩種處理方法：a、不論有幾個(gè)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(gè)失效，其他閥仍工作，仍能自動(dòng)換擋，但會(huì)失去某些擋位。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：ECU停止閉鎖離合器控制，使油路壓力保持最大值。③變速器電控系統(tǒng)發(fā)生故障檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)AT電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)出信號(hào)，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(shí)間，使接合元件接合時(shí)產(chǎn)生的熱量減少，延長(zhǎng)了接合元件的使用壽命。(4)安全保護(hù)功能①倒擋保護(hù)當(dāng)前進(jìn)車速大于5km/h時(shí)，倒擋電磁閥失效，倒擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)脫開，禁止換入倒擋。②手動(dòng)降擋保護(hù)只有降擋后該擋的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于該節(jié)氣門下的極限轉(zhuǎn)速時(shí)，才允許降擋。③超速保護(hù)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過極限轉(zhuǎn)速時(shí)，正常電控系統(tǒng)失效，啟用緊急模式。4.執(zhí)行電磁閥分類：開關(guān)式電磁閥和脈沖式電磁閥兩大類。1)開關(guān)式電磁閥電控機(jī)械式自動(dòng)變速器作用：開啟和關(guān)閉自動(dòng)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。2)脈沖式電磁閥作用：控制油路中油壓的大小。工作原理：電磁閥在脈沖電信號(hào)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(shí)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。3.3電控機(jī)械式自動(dòng)變速器電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AutomaticMechanicalTransmission,AMT)是在傳統(tǒng)的手動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)。AMT基本原理根據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制方式的差異，AMT分為剛性AMT和柔性AMT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，而是通過電子控制器經(jīng)步進(jìn)電動(dòng)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(dòng)機(jī)上采用剛性結(jié)構(gòu)，在化油器發(fā)動(dòng)機(jī)上則采用柔性結(jié)構(gòu)。AMT的電子控制系統(tǒng).電子控制單元1)組成由電源、CPU與存儲(chǔ)器、輸入電路與輸出電路幾部分組成。2)控制功能(1)變速控制先將各種最佳換擋規(guī)律存儲(chǔ)于微機(jī)，然后根據(jù)兩參數(shù)或三參數(shù)控制換擋。(2)離合器控制①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(diǎn)，它是離合器控制的重要參考點(diǎn)。②車輛起步與換擋時(shí)離合器的接合控制。③離合器的分離控制。④二次離合(相當(dāng)于手動(dòng)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(dòng)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(shí)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(duì)電磁閥進(jìn)行脈寬調(diào)制作自動(dòng)校正。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)供油控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油控制的方法：電噴發(fā)動(dòng)機(jī)用間斷供油與延遲點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)對(duì)供油的控制。可分為3個(gè)邏輯特性：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、加速控制和換擋時(shí)的控制。換擋時(shí)的控制主要是對(duì)其轉(zhuǎn)速的控制。升擋時(shí)，需發(fā)動(dòng)機(jī)降速；降擋時(shí)，需要進(jìn)行兩次離合器的操作，發(fā)動(dòng)機(jī)再相應(yīng)升速。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(4)起步控制控制過程：離合器接合，節(jié)氣門開度增大。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：配以坡道起步輔助裝置HSA及相應(yīng)控制規(guī)律。AMT的液壓系統(tǒng)電控機(jī)械式自動(dòng)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。.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VI、V3、V4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：有分離、保持分離、接合及保持接合4種。(1)分離電磁閥V1開放，V3、V4關(guān)閉。(2)保持分離I、V2、V3均關(guān)閉。(3)接合1關(guān)閉，V2、V3分別或同時(shí)工作。(4)保持接合I、V2、V3均關(guān)閉。.變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)1擋換2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(dòng)作，使選擋桿從NR1進(jìn)入N23位