汽车线控底盘装调与检修课件：线控换挡系统检修

汽车线控底盘装调与检修

线控换挡系统检修

场景国产品牌智能网联汽车售后服务中心用户王先生、维修技师赵师傅、实习维修技师小杨王先生的某国产品牌2017款智能网联汽车行驶了5.5万公里，用户打救援电话称车辆挂挡不走车。经救援人员现场检查，发现该车打开车辆启动开关后“READY”指示灯正常点亮，可以选择挡位，车辆始终无法起步。赵师傅在对故障车进行初步检查后对小杨说：“这台车故障不是很复杂，就由你来修吧”。如果你是实习维修技师小杨，你将如何对这台故障车辆进行检修

如何依据车辆维修手册，合理使用检修设备，规范完成线控换挡系统检查？

如何按照标准检修流程，正确使用检修设备，完成线控换挡系统故障检修？提出问题任务导入情节人物➢能依据车辆维修手册，合理使用检修设备，规范完成线控换挡系统检查。➢能依据车辆维修手册，按照标准检修流程，正确使用检修设备，完成线控换挡系统故障检修。任务目标(a)传统软轴式换挡操纵部件(b)线控换挡系统挡杆式换挡操纵部件任务实施➢是在传统的换挡系统基础上，取消操纵机构与驱动装置的机械连接，改由电信号传递驾驶员换挡意图，并增加自动驾驶换挡功能的汽车换挡系统，线控换挡系统定义与作用➢线控换挡系统——SBW，Shift

by

Wire

线控换挡系统检查知识学习任务实施➢线控换挡系统可以在换挡操纵装置与车辆驱动装置没有机械连接的条件下，通过传感器采集驾驶员换挡

信息，利用电信号控制完成车辆的前进、倒车、空挡

和P挡。➢在自动驾驶模式下，整车控制器(VCU)可以直接输出车辆自动驾驶指令操控车辆换挡，完成各级别自动驾驶任务，实现如自动泊车(AP，AutomaticParking)等先进驾驶辅助系统(ADAS)的功能。➢线控换挡系统可以方便实现驾驶员精确换挡以及车辆自动驾驶换挡功能。➢此外，较传统换挡系统其还具有挡位信息易于仪表显示、换挡操纵轻便、装配简便的优点。

线控换挡系统检查知识学习任务实施➢线控换挡系统主要由线控换挡操纵装置、挡位控制器、整车控制器(VCU)、换挡执行装置、线束和车载通信网络等组成，➢根据车辆E/E架构(电气/电子架构)设计的不同，部分车型在线控换挡系统中还包含P挡控制器、变速箱控制器

(TCU)、车身控制器(BCM)等多个控

制单元。

线控换挡系统检查线控换挡系统结构组成知识学习任务实施➢线控换挡操纵装置位于驾驶座舱中驾驶员座椅附近➢用于驾驶员手动实施换挡操纵➢线控换挡操纵装置具有标识清晰、方便操作的人机界面，还具备精确采集驾驶员换挡意图信息，以及经数据处理将相应电信号传输给挡位控制器的功能。➢相对于传统换挡操纵装置，由于省去了机械连接和大部分内部机械装置，线控换挡操纵装置具有体积小巧、座舱布置形式灵活和操纵界面形式多样的特点。

线控换挡系统检查线控换挡操纵装置知识学习任务实施挡杆式旋钮式按键式怀挡式➢根据车辆人机工程设计和驾驶座舱风格，线控换挡操纵装置的操纵界面有挡杆式(Joystick)、旋钮式、按键式和怀挡式(Paddle

Shift)等类型

线控换挡系统检查知识学习任务实施手柄挡位传感器操纵杆信号处理

单元手柄按钮面板挡位锁止

机构挡杆式线控换挡操纵装置结构组成电气接口

线控换挡系统检查知识学习任务实施➢线控换挡系统的挡位通常由N、D、R、P四个挡位组成➢P挡(Parking)为驻车挡，用于停车状态防止溜车➢R挡(Reverse)为倒车挡，简称倒挡，在车辆倒车时使用➢N挡(Neutral)为空挡，N挡时动力装置与车轮之间的动力传动处于断开状态➢D挡(Drive)为前进挡，用于车辆前向行驶。

线控换挡系统检查线控换挡系统挡位知识学习任务实施当前挡位

切入挡位PRNDP/车速≤3km/h车速≤3km/h车速≤3km/hR电源OK挡，制动/电源模式为OK档电源OK挡，车速≤3km/hN制动电源OK挡/电源ON/OK挡D电源OK挡，制动电源OK挡，车速≤3km/h电源OK挡/➢为了避免驾驶员误操作危及行车安全，线控换挡系统通常以机电结合的方式设置挡位切换条件➢只有在停车状态且踩下制动踏板时，才能挂入P挡➢换挡条件通常包含车速、制动踏板状态、启动开关状态等。

线控换挡系统检查线控换挡系统换挡条件知识学习任务实施操作准备￭每5人一组。￭组内推选出组长。分组方法：按照学号分组法⚫从1号开始报数⚫每五人组成一组5分技能操作分组•

选分

与

划制定工组组员2组员4组员1组员3组长钟任务实施操作准备分工注意事项•一名操作人员负责外观

检查，一名操作人员基

本功能与机械操作检查，

另一名操作人员需负责

电气接口检查。•记录人员需特别注意操

作流程并进行记录。•组长做好记录和监督以

及工具管理。组内分工5分线控换挡系统检查操作准备技能操作协助与

信息查询监督与管理记录操作操作钟任务实施5分分组/选组长线控换挡系统检查技能操作

线控换挡系统检查操作准备-制定计划工作

流程工

作

目

标分工与计划制定操作准备工具

准备场地

整理工作

总结资料

查询任务

实施钟任务实施提示报告工作中检查，测量，记录过

程报告组内负责外观检查、基本功

能与机械操作检查、电气接口和

工具管理的人员名单报告数据记录要求5分技能操作

线控换挡系统检查各小组推派代表

汇报计划制定情况汇

报

计

划操作准备操作准备钟•••分工与计划制定维修手册分组/选组长•任务实施•绝缘扭力扳手、绝缘工具套装、手电场地准备分组/选组长•配备线控加速系统的整车或台架操作准备5分个人防护准备

资料/手册准备技能操作

线控换挡系统检查•耐磨手套、品工具

准备车内防护用钟任务实施分组/选组长操作准备分工与计划制定•注意触电危险•注意锁止车辆和实训台架以避免碰撞•注意设备使用安全•线控换挡系统外观完整性检查•系统类型和挡位记录•电气接口完整性检查实操时间40

分钟(组长把控工作进度)将任务实施过程按要求填写记录在工作页表格中。分组/选组长实训

技能操作

线控换挡系统检查学习要求！操作注意事项安全提示任务实施➢线控换挡操纵装置的挡位信息采集一般采用霍尔式挡位传感器(Hall-effect

GearPosition

Sensor)➢霍尔式挡位传感器属于一种磁性位置传感器➢通过霍尔效应对物体的空间位置进行测量➢当磁铁靠近霍尔元件时，电荷运动受磁场影响发生偏转，在元件上产生霍尔电压。

线控换挡系统检修线控换挡系统工作原理知识学习任务实施➢随着磁铁位置的变化，磁场相对霍尔元件的位置相应变化，霍尔电压数值随之改变➢磁铁的位置可以通过霍尔电压变化值测得

线控换挡系统检修知识学习(a)线性模拟信号(b)PWM信号任务实施➢霍尔式传感器可以根据应用需求，输出线性模拟信号或者PWM(脉冲宽度调制)信号

线控换挡系统检修霍尔式传感器输出信号类型知识学习利用3D霍尔式挡位传感器进行挡杆空间位置测量，直接获取挡位信息任务实施霍尔式挡位传感器识别挡位3D霍尔式传感器识别挡位将霍尔式传感器作为开关，

间接获取挡位信息线控换挡操纵装置中常见的挡位识别方式

线控换挡系统检修知识学习任务实施(a)示意图(b)实物示意图➢线控换挡操纵装置内部的每一个挡位所对应的位置都安装有一个霍尔式挡位传感器➢挡杆底端装有小磁铁，当感知到小磁铁接近的时候，传感器作为开关向外发送信号➢挡位控制器对各个传感器在同一时间内发送的信号进行检测和对比，获取当前的挡位信息。

线控换挡系统检修霍尔式挡位传感器识别挡位知识学习(a)传感器与磁铁安装位置(b)工作原理任务实施➢线控换挡操纵装置的内部，在挡杆底端的下方安装着一枚3D霍尔式挡位传感器，挡杆底端装有一个小磁铁。➢3D霍尔挡位传感器可以通过感知信息进行内部运算，直接获取空间内磁铁的位置，从而得到挡位信息。➢在一些车型中采用安全冗余设计，利用两枚传感器同时工作，达到提高安全性和系统自诊断的目的。

线控换挡系统检修3D霍尔式传感器挡位识别知识学习任务实施驾驶员通过操纵挡杆或旋钮等装置进行换挡操作换挡工作原理

线控换挡系统检修D/N/R知识学习任务实施线控换挡操纵装置内部的挡位传感器将识别出的挡位信息通过挡位控制器(该车为一体式)进行处理和转化，以报文形式发送至高速底盘总线(P-CAN)换挡工作原理

线控换挡系统检修D/N/R知识学习任务实施整车控制器(VCU)从总线接收信息，通过电机控制器完成对驱动电机动力输出方向和扭矩的控制换挡工作原理

线控换挡系统检修D/N/R知识学习电机控制器控制驱动电机正转或反转完成车辆前进和倒车N挡(空挡)时，电机控制器对驱动电机的扭矩需求为零值R挡(倒挡)时，驱动电机反转的同时，挡位控制器将挡位信号提供给倒车雷达和倒车灯控制使用任务实施换挡工作原理

线控换挡系统检修D/N/R知识学习任务实施➢根据设计不同，部分车型的挡位控制器与换挡操纵装置采用分体式设计，挡位控制器作为独立的控制单元安装在车上➢车辆挡位信息的传输方式和途径根据不同车型的技术先进程度和E/E(电气/电子)架构设计存在差别➢检修时，需查阅相关车辆的维修手册、电路图以确认该车的换挡控制形式。

线控换挡系统检修知识学习任务实施驾驶员操纵线控换挡操纵装置进入P挡线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施挡位控制器将驻车请求发送至整车控制器(VCU)，整车控制器结合驱动电机转速和轮速信号对P挡切换条件进行检查。线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施满足切换条件后，整车控制器向变速箱控制器(TCU)发送驻车指令，变速箱控制器通过驻车电机驱动执行器锁止减速器。线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施驾驶员操控线控换挡操纵装置解锁P挡线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施挡位控制器将解除驻车请求信号发送给整车控制器，整车控制器结合驱动电机转速和轮速信号进行挡位切换检查线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施满足P挡解锁条件时，变速箱控制器发送解除控制指令给驻车电机，解除对减速器的锁止。线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施解锁完成后，变速箱控制器将挡位位置信号反馈给整车控制器，完成P挡的解锁过程。线控换挡系统的挡控制工作原理

线控换挡系统检修P知识学习任务实施➢参照车辆使用手册操纵车辆，验证线控换挡系统故障是否真实存在➢为保证安全，在验证故障时场地应宽阔，车辆前方和后方不得站人

线控换挡系统检修线控换挡系统故障检修➢故障验证内容与方法知识学习P挡解锁/上锁是否正常D挡是否可以操纵车辆是否能够行驶N挡是否可以操纵R挡是否可以操纵任务实施故障验证内容车辆启动后“READY”指示灯是否正常

线控换挡系统检修知识学习任务实施故障现象判别

线控换挡系统检修线控换挡系统常见故障指示灯知识学习(a)正常状态(b)故障状态任务实施➢检查换挡操纵装置部件外观是否损伤和机械功能是否异常，观察换挡操纵装置挡位指示灯是否正常故障现象判别

线控换挡系统检修知识学习任务实施与用户沟通了解车辆线控换挡系统故障发生时的路况、是否偶发及发生故障前一段时间车辆是否有异常等。换挡操纵装置、导线、插接器等可能出现了虚接情况故障发生时经过颠簸路面或者故障偶发

线控换挡系统检修怀疑是传动部件出

现了故障故障发生前出现过底盘刮碰的情况知识学习➢任务实施➢检查辅助蓄电池电压是否满足维修手册规

定值➢检查辅助蓄电池正负极端子是否存在虚接、氧化、腐蚀等情况➢用诊断仪读取线控换挡系统故障代码、数

据流来检查换挡系统是否存在故障。

线控换挡系统检修知识学习任务实施➢故障分析➢测试电路中与线控换挡系统公用供电、搭铁、网络的其他系统或部件的工作状况来分析线控换挡系统可能的故障点➢线控换挡系统有故障或诊断仪无法读取线控换挡系统控制器信息时，通常可测试与电子换挡器 (线控换挡系统控制器)公用IF30保险丝的自动空调系统的工作状态，如自动空调系统工作正常，则可判断IF30保险丝、IG1继电器供电正常。

线控换挡系统检修知识学习任务实施线控换挡系统故障检修流程

线控换挡系统检修知识学习任务实施5分分组/选组长线控加速踏板故障诊断技能操作

线控换挡系统检修操作准备-制定计划工作

流程工

作

目

标分工与计划制定操作准备工具

准备场地

整理工作

总结资料

查询任务

实施钟任务实施提示•报告工作中操作，检查，测量，

记录过程•报告组内负责换挡系统检查、辅

助蓄电池检查、电路检查、诊断

仪数据记录人员名单•报告数据记录要求5分技能操作

线控换挡系统检修各小组推派代表

汇报计划制定情况汇

报

计

划操作准备操作准备钟任务实施个人防护准备分组/选组长资料/手册准备分工与计划制定•翼子板防护布、车内防护用品、绝缘扭力扳手、诊断仪、万用表、示波器、撬板(塑料)、绝缘工具套装、场地准备分组/选组长•配备线控加速系统的整车或台架操作准备•维修手册、电路图•耐磨手套5分技能操作

线控换挡系统检修工具

准备钟操作准备分组/选组长任务实施分工与计划制定•注意触电危险•注意锁止车辆和实训台架以避免碰撞•注意设备使用安全•故障指示灯指示情况检查•蓄电池和公用电路部件检查•测量设备使用要求实操时间40

分钟(组长把控工作进度)将任务实施过程按要求填写记录在工作页表格中。分组/选组长实训

技能操作

线控换挡系统检修学习要求！操作注意事项安全提示分工与计划制定•是