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汽车传动系统检修-电子控制单元(ECU)的功能及故障处理

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:电子控制单元英文缩写为ECU,又称电脑。自动变速器ECU具有换挡控制、锁止离合器控制、换挡平顺性控制、故障自诊断、失效保护等功能。当故障排除后,故障指示灯将停止闪烁,不过故障码仍然会保留在ECU存储器中。车速传感器出现故障时,ECU以发动机转速信号作为替代值进行自动换挡控制。

汽车传动系统检修-电子控制单元(ECU)的功能及故障处理

电子控制单元英文缩写为ECU,又称电脑。自动变速器ECU具有换挡控制、锁止离合器控制、换挡平顺性控制、故障自诊断、失效保护等功能。

1.换挡控制

自动变速器换挡时刻的控制是ECU最重要的控制内容之一。汽车在某个特定工况下都有一个与之对应的最佳换挡时刻,使汽车发挥出最好的动力性和经济性。汽车行驶过程中,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挡电磁阀,从而打开或关闭通往离合器、制动器的油路,使变速器升挡或降挡。

图3-62所示为常见的4挡自动变速器的自动换挡图,它具有以下特点。

图3-62 常见的4挡自动变速器的自动换挡图

(1)随着节气门开度增大,升挡或降挡车速增加。以二挡升三挡为例,当节气门开度为2/8时,升挡车速为35 km/h,降挡车速为12 km/h;当节气门开度为4/8时,升挡车速为50 km/h,降挡车速为25 km/h。所以在实际的换挡操作过程中,一般可以采用“收油门”的方法来快速升挡。

(2)升挡车速高于降挡车速,以免自动变速器在某一车速附近频繁升挡、降挡而加速自动变速器的磨损。

2.控制主油路油压

主油路油压是由主油路调压电磁阀调节的。主油路油压应随发动机负荷增大而升高,以满足传递大功率时对离合器、制动器等执行元件液压缸工作压力的要求。

控制系统是以一个油压电磁阀来产生节气门油压的,油压电磁阀是脉冲式电磁阀,ECU根据节气门位置传感器测定的节气门开度,控制发往油压电磁阀的脉冲信号的占空比,使主油路油压随节气门开度而变化。图3-63所示为主油路油压随节气门开度的变化情况。由于倒挡使用的时间较少,为减小自动变速器的体积,通常将倒挡执行机构的尺寸缩得较小,同时使其传递转矩较大,因此油压较其他挡位时高。

图3-63 主油路油压特性

除正常的主油路压力控制之外,ECU还可以根据各个传感器测得的自动变速器的工作条件,在一些特殊情况下,对主油路油压做适当的修正,使油路压力控制获得最佳效果。例如,在选挡手柄位于前进低挡(S、L或2、1)位置时,汽车驱动力相应较大,ECU自动使主油路油压高于前进挡(D位)时的油压,以满足动力传递的需要。为减小换挡冲击,ECU还在自动变速器换挡过程中按照换挡时节气门开度的大小,通过油压电磁阀适当减小主油路油压(见图3-64(a)),以改善换挡质量。ECU还可以根据液压油温度传感器的信号,在变速器油温度未达到正常工作温度时(低于60℃),将主油路油压调至低于正常值(见图3-64(b)),以防止因油温低、黏度较大而产生换挡冲击;当变速器油温过低时(低于-30℃),ECU使主油路压力升至最大值,以加速离合器、制动器的接合,防止温度过低时因变速器油黏度过大而使换挡过程过于平缓(见图3-64(c))。在海拔较高时,发动机输出功率降低,ECU将主油路油压调至低于正常值,以防止换挡时出现冲击(见图3-64(d))。

图3-64 主油路压力修正曲线

(a)换挡修正;(b)油温低修正;(c)油温过低修正;(d)海拔高度修正

3.锁止离合器控制

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。

ECU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,以减小锁止离合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。

4.换挡平顺性控制

自动变速器改善换挡平顺性的方法有换挡油压控制、减小转矩控制和N-D换挡控制。(www.xing528.com)

1)换挡油压控制

自动变速器在升挡和降挡的瞬间,ECU会通过油压电磁阀适当降低主油压,以减少换挡冲击,改善换挡。也有的自动变速器是在换挡时通过电磁阀来减小蓄能器背压,以减缓离合器或制动器油压的增长率,来减少换挡冲击的。

2)减小转矩控制

在自动变速器换挡的瞬间,通过推迟发动机点火时刻或减少喷油量,减小发动机输出转矩以减少换挡冲击和输出轴的转矩波动。

3)N-D换挡控制

当选挡杆由P位或N位置于D位或R位时,或由D位或R位置于P位或N位时,通过调整喷油量,把发动机转速的变化减少到最小限度,以改善换挡。

5.发动机制动作用控制

ECU按照设定的控制程序,在操纵手柄位置、车速、节气门开度等满足一定条件(如选挡手柄位于前进低挡位置,且车速大于10 km/h,节气门开度小于1/8)时,向强制制动器电磁阀发出电信号,打开强制制动器的控制油路,使之接合或制动,让自动变速器具有反向传递动力的能力,从而可以在汽车滑行时实现发动机制动。

6.使用输入轴转速传感器的控制

ECU在进行换挡油压控制、减小转矩控制、锁止离合器控制时,利用输入轴转速进行计算,使控制的时间更加准确,从而获得最佳的换挡感觉和乘坐舒适性。

7.故障自诊断

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、信号开关、电磁阀及其线路,当有故障时,ECU使故障指示灯闪烁,以提醒驾驶员或维修人员,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,故障指示灯将停止闪烁,不过故障码仍然会保留在ECU存储器中。

8.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,电控自动变速器ECU都具有失效保护功能。

1)传感器出现故障时ECU所采取的失效保护措施

(1)节气门位置传感器出现故障时,ECU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。

(2)车速传感器出现故障时,ECU以发动机转速信号作为替代值进行自动换挡控制。

(3)冷却液或ATF油温度传感器出现故障时,通常ECU按温度为80℃的设定值进行控制。

2)电磁阀出现故障时ECU所采取的失效保护措施

(1)换挡电磁阀出现故障时,ECU一般会将自动变速器锁止,挡位与选挡杆的位置有关。

(2)锁止离合器电磁阀出现故障时,ECU会停止对锁止离合器的控制,使锁止离合器始终处于分离状态。

(3)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。

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