第二讲--自动变速器电控技术

单元2自动变速器电控系统,自动变速器概述自动变速器分类自动变速器电控系统自动变速器电路图自动变速器变速机构自动变速器执行元件,主要内容,自动变速器的发展史:,1914年德国奔驰公司最先推出全自动齿轮变速器.,1939年美国通用公司在奥兹莫比(OLDSMOBILE)采用了液力自动变速器.,1956年克莱斯勒(CHRYSLER)公司最早生产了带有变扭器并且首先采用了辛普森式(SIMPSON)结构复合行星齿轮机构.,1982年日本(TOYOTA)最早生产了A140E型电控自动变速驱动桥.,1992-1994年奥迪开始批量装配无级变速器(CVT).,DSG变速器于2003年批量装车（大众）,自动变速器主要生产厂商,（一）、日本的AISIN（爱新）公司6、8速（二）、德国的ZF公司6速（三）、美国的GM公司6速（四）、BENZ公司7速（五）、HONDA公司平行轴，5速（六）、MITSUBISHI公司5速,有级4速变速器逐渐淘汰,5速变速器（5HP-30）92年6速变速器（6HP-26）99年7速变速器（722.9）03年8速变速器（AA80E)06年,自动变速器分类,液压自动变速器电控自动变速器有级式机械自动变速器无级式机械自动变速器手/自动一体变速器DSGEMT,选档杆的正确使用,自动变速器的档位及功能:P-驻车档,在停车或起动发动机时选用.R-倒档,在倒车时选用.N-空档,起动发动机时选用.D-前进档,在一般情况下正常行驶时选用.2-2档,当需要瞬间加速或轻度发动机制动时选用.L或1档-低速档,在上陡坡或下陡坡时选用,以获得较大的驱动力和制动力。,第一节自动变速器电控系统组成,电控系统,传感器,控制器,执行器,ECU（TCM）,电磁阀,传感器TPSTPS信号首先送给发动机的ECU，再通过线路或CAN-BUS送达TCM作用：a.与VSS一同确定换档曲线b.根据节气门的不同位置调节工作油压c.根据节气门开启的加速度来实现换档的模糊逻辑控制（动力和经济模式）,检测怠速时输出电压应该在0.5伏左右，一般利用解码器读取数据流，确认节气门的电压信号及开度值。检测线路的阻值，低于1.5欧姆。注意：换档正时不当多与此信号有关。例：本田雅阁2.4，换档杆拉不出，与TPS信号大有关，清洗节气门体。,VSSVSS信号是由传感器通过线路或者CAN-BUS传送给TCM作用a.与TPS共同作用控制换档b.计算车速，调节工作油压c.与输入轴转速传感器（ISS）共同计算各档位的传动比d.与发动机转速传感器共同作用计算TCC的打滑量（直接档）,检测：a.磁电感应式：测量阻值，一般为几百欧姆（6001200欧左右），另外检测输出波形，为正弦波。b.霍尔式：测量供电，一般为5伏，输出电压测量波形，为方波。检测线路的阻值，低于1.5欧姆；检测传感器与信号发生器的气隙，约0.51mm；检查传感器头部是否有铁粉。,注意：不换档多与此信号有关。欧洲车辆：VSS出现故障，一般锁档日本车辆：VSS出现故障，不升超速档,ISS作用a.实现换档时刻的减扭矩控制：在换档点上，TCM瞬间减小C、B的工作油压，解除TCC；通知ECM推迟点火时刻，减小喷油脉宽。b.与发动机转速传感器共同精确计算出泵、涡轮的转速差，计算TCC的打滑量，如果打滑量超过130RPM，则记录故障。c.与VSS共同计算传动比,检测：同VSS注意：换档品质不好多与此信号有关,ECT(THW)ECT信号首先送给发动机的ECU，再通过线路或CAN-BUS送达TCM作用控制换档品质，保护变速器ECT信号过高：1）没有TCC功能2）没有超速档3）跳档延迟或不跳档,ATF温度传感器作用a.油温低时推迟换档b.油温高时提前执行TCCc.计算系统工作压力检测利用诊断仪读取数据流，或利用万用表测量阻值，与标准温度下的阻值对比。检查线路。正常的工作温度：80110,如果油温过高，超过150，则：TCC提前锁止；切换下一档；不能行驶。,CPSCPS信号送与ECM，再送给TCM作用a.与ISS共同计算变矩器的泵涡轮转速差b.计算油压（转速高油压变化，急加速，中高速匀速）注意：大众车系的01M和01N没有ISS（有变速箱输入转速传感器），若K3打滑可能记录液力变矩器机械故障,MAF、MAP二者是反映发动机负荷信息的作用：参与换档品质控制检测：略注意：大众奥迪车系若此信号故障，可能导致换档冲击,P/N开关作用：a.起动功能b.仪表指示灯，倒车指示灯c.为TCM提供换档杆位置信号分类：1）触点式2）逻辑组合式（新款车型）：一般应用诊断仪读取数据流，确定其逻辑组合是否正常,例如大众车系：P-1001R-1000N-1100D-01003-01102-00101-0011只有在D位时换档电磁阀才能实现所有的逻辑组合001，011，000，110注意：大众奥迪车系的P/N开关的元件代码为F125，出现故障后一般都锁档。,大众奥迪F125,F125,电路,触点式P/N开关,O/D开关（亚洲特别是丰田）作用：直接档和超速档的转换，用来超车时增加动力。新款车型没有，根据节气门开度、车速、强制降档开关来确定,模式选择开关作用：改变换档时机（换档曲线改变）目前多数变速箱已无此开关，TCM根据TPS和VSS来计算模式。,油温开关油温开关一般装在大型车辆或越野车辆的自动变速箱上，一般安装在散热器管路上作用：温度高时接通，TCM切断四轮驱动功能，提前TCC工作。,油压传感器作用：检测用油元件的工作压力，实现闭环控制。信号高或低TCM锁档无此传感器的闭环控制是通过：1）EPC的反馈信号（大众01M或01N）。2)通用4T65E：根据TCM发出的换档指令，根据ISS和VSS信号，在6.5S内没有接收到另一档的传动比，认为压力不正确（两个工作循环），设置P1811码。,手动阀位置传感器（GM公司）作用：闭环控制开关，根据P/N开关送给TCM的信号，与手动阀位置传感器信号共同作用，确定换档电磁阀的动作。4T60E4T65E4T80E4L60E4L80E等,停车灯开关作用：1）D档解除TCM锁止功能2）控制TCC的脱离3）下坡提前降档4）少数车型根据制动的频率实现模糊逻辑控制,强迫降档开关作用：1）降档超车2）传给A/C的ECU切断A/C8秒钟安装位置：1）拉索上2）踏板处或踏板位置传感器内部一般在节气门开度为95%时接通,执行器,电控系统的执行器为电磁阀开关式电磁阀：一般为单线作用：控制换档或TCC。检测:电阻值：各种箱型不一样，丰田约1115欧，大众车系为5565欧，美国车系一般为2025欧。,开关式电磁阀,开关式电磁阀工作原理,2换档电磁阀工作组合,PWM电磁阀：占空比式，单线作用：控制TCC，换档品质检测:电阻值：一般为26欧EPC电磁阀：占空比式，双线作用：控制油压，换档品质检测:电阻值：一般为26欧,脉冲式电磁阀:分为PWM和EPC,脉冲式电磁阀,脉冲式电磁阀工作原理,注意：检测电磁阀时还要注意阀门关闭后是否存在泄漏情况用处：1）过去换档电磁阀多用开关式，目前逐渐多使用PWM2）TCC原来用开关式，目前多用PWM,ECU（TCM）的功能,换档正时控制油压控制控制锁止正时发动机制动控制换档品质控制自诊断失效保护巡航控制,第二节行星轮变速机构,变速机构特点,行星齿轮式,平行轴式,辛普森式,拉维纳式,串联式（CR-CR式）,双排行星排共用一个太阳轮，后圈前架或前圈后架一体，作为输出元件,辛普森式特点,两行星排只能实现3挡，若要实现4挡，必须利用三个行星排,执行元件过多，若四挡变速器，需要4制动器，3离合器，3单向离合器共10元件,哪个可以省掉？,拉维纳式行星排特点,两行星排共用一个齿圈，且齿圈为输出元件。,两个行星排为一单排单级，一单排双级,实现4前进挡1倒挡，只需要2制动器，3离合器，1单向离合器共6个元件。,串联式（CR-CR，辛普森2代）特点,两单排单级行星排组成,前圈后架一体，作为输出元件,后圈前架一体，作为一输入元件,两太阳轮都是输入元件,共3个离合器，两个制动器，组合形成4前1倒挡。,41TE,1、阀体,共有8个阀，N88、N89、N90、N91、N92、N93、N94及一个手动阀,阀分为两种：开关阀和渐进阀（调压阀）开关阀有：N88、N89、N90、N92、N94渐进阀有：N91、N93,N88控制K1N89控制B2N90控制K3N91调节锁止离合器油压N93调节多片离合器和制动器油压N92、N94是换档平顺阀，可使换档平顺手动阀控制B1、K2,档位传递路线,换档执行元件工作表,辛普森式三排四档变速其传递路线,一档传动路线,二档传动路线,三档传动路线(直接档),超速档传动路线,倒档传动路线,A540E(辛普森)档位传递路线,结构简图,D1：C1F2C0F0,D2：C1B2F1C0F0,D3：C1C2C0F0,D4：C1C2B0,L1：C1B3C0F0,L2：C1B1C0B0,R：C2B3C0F0,RA4AFA4A系列简图,D1：C3F2F1,D2：C3F2B1,D3：C1C3F2,D4：C1B1,R：C2B2,L1：B2C4,串联式执行元件作用及各档传递（41TE）,41TE执行元件作用及各档传递,D1,D2,D3,D4,R档,AL4档位传递路线分析,E即C离合器,F即B制动器,变速机构：前圈后架作为一输入元件，后圈前架作为输出,执行元件：E1即C1，驱动后太阳轮；E2即C2驱动前圈后架；F1即B1，制动后太阳轮；F2即B2制动前圈后架；F3即B3制动前太阳轮。,AL4结构示意图,D1：E1+F3,AL4档位传递路线,D2：E2+F3,AL4档位传递路线,D3：E2+E1,AL4档位传递路线,D4：E2+F1,AL4档位传递路线,R：E1+F2,AL4档位传递路线,ravigneaux（拉维那）四档传递路线,K1离合器（1-3离合器）K2离合器（R档离合器）K3离合器（3-4离合器）B2制动器（2&4制动器）B1制动器（L&R制动器）,01M、01N齿轮变速机构简图,1档：C1工作驱动小太阳轮，单向离合器F单向固定行星架，齿圈输出形成一档。,2档：C1工作驱动小太阳轮，2、4档制动器B2工作固定大太阳轮。,3档：C1工作驱动小太阳轮，C3驱动行星架形成1：1传动,4档:C3工作驱动行星架,B2工作固定大太阳轮,齿圈输出形成超速档.,制动1档,R档:C2离合器工作驱动大太阳轮,B1工作固定行星架形成倒档.速比为:2.8:1.,三排五档变速器传递路线（5HP19，01V）,档传递路线,1档传动简图,档传递路线,2档传动简图,档传递路线,3档传动简图,档传递路线,4档传动简图,档传递路线,5档传动简图,档传递路线,R档传动简图,北京现代5档动力传递路线F5A51,F4A51-1档动力流,F4A51-2档动力流,F4A51-3档动力流,F4A51-4档动力流,F4A51-5档动力流,F4A51-R档动力流,丰田A760E/A761E,三排六档自动变速器的动力传递路线,:工作:发动机制动时:仅用于连接,结构简图,R：C3B4F1有发动机制动：C3B4B1,D1：C1F4F3L1：C4B4,D2：C1F4B3F1F2L2:C4,D3：C1F4C3F1,D4:C1F4C2,D5:C2C3B1(C1B3),D6:C2B2,三排六档自动变速器的动力传递路线,大众09系列，ZF6HP系列,1档,无单向离合器F，为K1+B1,D1：K1+F,2档,D2：K1+B2,3档,D3：K1+K2,4档,D4：K1+K3,5档,D5：K2+K3,6档,D6：K3+B2,R档,R：K2+B1,奔驰722.9七档自动变速器档位传递路线图,结构特点：1、四个行星排，前两个一单排单级一个单排双级，组成拉维纳式行星排，但为共太阳轮和共行星架，齿圈有两个，单排单级的齿圈作为输入元件；2、后两个为单排单级，前一个行星架作为输出元件。第三排齿圈与第二排齿圈通过离合器相连；拉维纳的行星架与第四排的齿圈相连；3、共三个离合器四个制动器，三三组合形成7前进2倒档。,D1:B2B3K3,D2:B1B2K3,D3:B2K1K3,D4:B2K1K2,D5:K1K2K3,D6:B1K2K3,D7:B3K2K3,R1:B3BRK3,R2:B1BRK3,N:B3K3,雷克萨斯LS460AA80E八速自动变速器档位传动路线,执行元件示意图,结构特点：1）单排双级+拉维娜行星排,2）单排双级的太阳轮固定，行星架输入，齿圈输出；,3）行星架通过两个离合器直接与拉维娜行星排相连。,4）共4个离合器，2个制动器，1个单向离合器,能量守恒方程,n11-1n12-(1-1)n13=0,n21+2n22-(1+2)n23=0,n31-3n32-(1-3)n33=0,第一排,第二排,第三排,档位传动路线,D1：C1+F(无发动机制动）；C1+B2（有发动机制动）,前排减速输出到拉维娜的后太阳轮（即拉维娜的1档）,档位传动路线,D2：C1+B1,前排减速，后排为拉维娜的2档,档位传动路线,D3：C1+C3,前排减速，拉维娜的两