四、执行器部分
电子控制系统的执行器主要指各种电磁阀和故障指示灯。下面只介绍电磁阀。
1.电磁阀分类
电磁阀根据功能的不同可以分为换档电磁阀、锁止离合器电磁阀和油压电磁阀。根据工作原理的不同可以分为开关式电磁阀和占空比式(脉冲线性式)电磁阀。不同的自动变速器使用的电磁阀数量不同,一般为3~8个不等。例如上海通用的4T65-E型自动变速器电控系统有4个电磁阀,其中2个是换档电磁阀、1个是油压电磁阀、1个是锁止离合器电磁阀。而一汽大众的01m型自动变速器电控系统则采用7个电磁阀。
绝大多数换档电磁阀是采用开关式电磁阀,油压电磁阀是采用占空比式电磁阀,而锁止离合器电磁阀采用开关式的和占空比式的都有。
2.电磁阀的功用与原理
(1)开关式电磁阀
①功用。开关式电磁阀的功用是开启或关闭液压油路,通常用于控制换档阀和部分车型锁止离合器的工作。
②结构原理。开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀芯等组成,如图6-51所示。当电磁阀通电时,在电磁吸力作用下衔铁和阀芯下移,关闭泄油口,主油压供给到控制油路。当电磁阀断电时,在回位弹簧的作用下衔铁和阀芯上移,打开泄油口,主油压被泄掉,控制油路压力很小。
③电控换档阀的工作原理。如图6-52所示为换档电磁阀控制换档阀的工作原理图。当换档电磁阀断电,阀芯及球阀在回位弹簧作用下升起,主油压不能到达换档阀的左侧,则换档阀处于左端位置,主油压经过换档阀给换档执行元件供油,得到相应的档位,如图6-52a所示。当换档电磁阀通电,电磁吸力使阀芯及球阀下移,主油压经过换档电磁阀到达换档阀的左侧,换档阀右移,主油压到达换档阀后被截至,不能给换档执行元件供油,得到另外的档位,如图6-52b所示。
(2)占空比式电磁阀
①占空比的概念。占空比是指一个脉冲周期中通电时间所占的比例(百分数),如图6-53所示。
②结构原理占空比式电磁阀与开关式电磁阀类似,也是有电磁线圈、滑阀、弹簧等组成,如图6-54所示。它通常用于控制油看图学修汽车自动变速器路的油压,有的车型的锁止离合器也采用此种电磁阀控制。与开关式电磁阀不同的是,控制占空比式电磁阀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。在脉冲电信号的作用下,电磁阀不断开启、关闭泄油口。
占空比式电磁阀有两种工作方式,一是占空比越大,经电磁阀泄油越多,油压就越低;另一种是占空比越大,油压越高。
五、电子控制单元(ECU)
1.电子控制单元的功用
电子控制单元英文缩写为ECU,俗称电脑。ECT的ECU具有控制换档正时、控制锁止正时、故障诊断、失效保护等功能。
(1)换挡正时控制在车辆行驶过程中,自动变速器ECU根据模式选择开关信号、节气门开度信号、车速信号等参数来打开或关闭换档电磁阀。ECU通过操纵各换档电磁阀,打开或关闭通往离合器、制动器的油路,使变速器升档或降档。
如图6-55所示常见四档自动变速器的自动换档图,具有如下特点:
①随着节气门开度增加,升档或降档车速增加。以2档升3档为例,当节气门开度为2/8时,升档车速为35km/h,降档车速为12km/h;当节气门开度为4/8时,升档车速为50km/h,降档车速为25km/h。所以在实际的换档操作过程中,一般可以采用“收油门”的方法来快速升档。
②升档车速高于降档车速,以免自动变速器在某一车速附近频繁升档、降档而加速自动变速器的磨损。
(2)锁止正时控制自动变速器ECU将各种行驶模式下锁止离合器的工作方式编程存入存储器,然后根据各种输入信号,控制锁止离合器电磁阀的通、断电,从而控制锁止离合器的工作。
①锁止离合器工作的条件。如果满足以下5个条件,自动变速器ECU会接通锁止离合器电磁阀,使锁止离合器处于接合状态。
a.选档杆置于D位,且档位在岛、岛或玖档;
b.车速高于规定值;
c.节气门开启(节气门位置传感器IDL触点未闭合);
d.冷却液温度高于规定值;
e.未踩下制动踏板(制动灯开关未接通)。
②锁止的强制取消。如果符合下面以下条件中的任何一项,ECU就会给锁止离合器电磁阀断电,使锁止离合器分离。
a.踩下制动踏板(制动灯开关接通);
b.发动机怠速(节气门位置传感器IDL触点未闭合);
c.冷却液温度低于规定值(如60℃);
d.当巡航系统工作时,如果车速降至设定车速以下至少10km/h。
早期的电控自动变速器中,控制锁止离合器的电磁阀是采用开关式电磁阀,即通电时锁止离合器接合,断电时锁止离合器分离。日前许多新型电控自动变速器采用占空比式电磁阀作为锁止离合器电磁阀,电脑在控制锁止离合器接合时,通过改变脉冲电信号的占空比,让锁止离合器电磁阀的开度缓慢增大,以减小锁止离介器接合时所产生的冲击,使锁止离合器的接合过程变得更加柔和。
(3)故障诊断电控自动变速器ECU具有内置的自我诊断系统,它不断监控各传感器、电磁阀及其线路,当有故障时,ECU使OD OFF指示灯闪烁,以提醒驾驶人或维修人员;并将故障内容以故障码的形式存储在存储器中,以便维修人员采用人工或仪器的方式读取故障码。
当故障排除后,OD OFF指示灯将停止闪烁,不过故障码仍然会保留在ECU存储器中。
当OD开关ON时(OD开关断开),如果有故障,OD OFF指示灯将点亮而不是闪烁。
(4)失效保护当自动变速器出现故障时,为了尽可能使自动变速器保持最基本的工作能力,以维持汽车行驶,便于汽车进厂维修。目前许多电控自动变速器的电子控制系统具有失效保护功能。
①当传感器出现故障时,ECU采取如下失效保护措施。
a.节气门位置传感器出现故障时,电脑根据怠速开关的状态进行控制。当怠速开关断开时(加速踏板被踩下),按节气门开度为1/2进行控制,同时节气门油压为最大值;当怠速开关接通时(加速踏板完全放松),按节气门处于全闭状态进行控制,同时节气门油压为最小值。
b.车速传感器出现故障时,电脑不能进行自动换档控制,此时自动变速器的档位由选档杆的位置决定。在D位和2位时固定为超速档或3档,在L位时固定为2档或1档;或不论选档杆在任何前进档位,都固定为1档,以保持汽车最基本的行驶能力。
c.冷却液或ATF油温度传感器出现故障时,ECU按温度为80℃的设定进行控制。
②电磁阀出现故障时,ECU采取如下失效保护措施。
a.换档电磁阀出现故障时,ECU一般会将自动变速器锁档,档位与选档杆的位置有关。如丰田车系锁档情况见表6-2。
b.锁止离合器电磁阀出现故障时,ECU会停止锁止离合器的控制,使锁止离合器始终处于分离状态。
c.油压电磁阀出现故障时,ECU会停止油压的控制,使油路压力保持为最大。
2.不同电控系统电脑间的通信
自动变速器在正常工作时要与其他电控系统间ECU通信,包括发动机ECU、巡航控制ECU等。ECU之间的有数据交换,有以下几种方式:
①采用一体化动力控制模块(PCM)。这种控制方式将发动机ECU和自动变速器ECU合二为一,它不但能控制发动机燃油喷射和点火系统,还能控制自动变速器的换档及变矩器锁止离合器,允许使用共同的信号输入,发动机和变速器传感器的数据共享,这减小了传感器的数量和外部信号连线。
②采用专线通信方式。这种方式在自动变速器ECU和发动机ECU间有多条连线,每条连线有一个信号传送内容,如赛欧轿车AF13型自动变速器,自动变速器ECU与发动机ECU间共有4条数据线,分别传送发动机转速、节气门位置(负荷)、空档起动开关信号和转矩控制信号。
③数据总线通信方式。目前生产的新款轿车自动变速器ECU与发动机ECU间的通信普遍采用了数据总线通信方式(如CAN BUS控制器局域网络或SAEJ1850通信网络),传输速度非常快,而且简化了电路连接,还大大提高了可靠性。如图6-56所示为奔驰722.6型自动变速器中CAN的构成和信号说明。
3.故障自诊断
如果自动变速器电控系统出现故障,黄色的故障指示灯(MIL)会点亮,但不同车系点亮的方式不同,具体情况见表6-3。
自动变速器的自诊断系统指示有故障之后,一般维修人员采取读取故障码、按故障码的提示进行检查及修理、清除故障码的步骤进行维修。
故障码读取之前一定要保证蓄电池电压正常、故障指示灯工作正常,否则会由于电压异常而导致误诊断。故障码的读取是电控自动变速器维修最基础的一步,可以使很多故障的诊断简单化,但要注意故障码对于自动变速器的修理并不是万能的。
(1)人工读取和清除故障码人工读取故障码就是维修人员利用跨接线短接故障诊断座的相应端子,从而激发仪表盘上的故障指示灯闪烁,再根据故障指示灯闪烁时间的长短和次数来读取故障码。不同的车型读码的方法不同。下面介绍几种常见车系自动变速器故障码的人工读取和清除方法。
①丰田车系。
a.读取故障码。将点火开关ON,OD开关ON。跨接驾驶室内TDCL或发动机舱内检查连接器的TE;和E1端子,如图6-57所示。由OD OFF指示灯的闪烁读取,如图6-58b所示,故障码为42。通过查故障码表可知,故障码42的含义是1号车速传感器故障,需要检查1号车速传感器本身、1号车速传感器的线束或连接器和ECU。
b.清除故障码。清除故障码的基本思路是将ECT的ECU断电,则存储在存储器中的故障码就被清除掉。以丰田A341 E、A342E型自动变速器为例,将点火开关OFF,然后将EFI熔丝取下10s以上即可,如图6-59所示。
②本田车系。
a.读取故障码。将点火开关ON,用短路插头SCS跨接前乘员面板下的双头诊断座,通过仪表盘上D4指示灯的闪烁读取故障码。
b.清除故障码。只需将蓄电池负极搭铁线拆下10s以上即可。
③通用车系。
a.读取故障码。跨接诊断座上的A、B端子,如图6-60所示。然后点火开关ON,但不要起动发动机,仪表盘上的SERVICE EN-GINE SOON指示灯会闪烁故障码。
b.清除故障码。拆下ECU熔丝,等待30s以后,取下跨接线,故障码即可清除。
(2)仪器读取和清除故障码目前很少采用人工方法读取故障码,各车系都有自己的专用电脑检测仪来读取和清除故障码,如大众/奥迪车系采用VAG1551/1552、VAS5051/5052,丰田车系采用INTELLIGENT高智能检测仪,日产车系采用CONSULTII检测仪,通用车系采用TECH II检测仪,宝马车系采用GTI等。
采用仪器读取和清除故障码只需按照仪器屏幕的提示操作即可。
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