《汽车底盘电控技术》第5章汽车底盘电控新技术.ppt
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1、第第5章章 汽车底盘电控新技术汽车底盘电控新技术学习目标1掌握无级变速器的基本组成及无级变速原理2熟悉奥迪01J无级变速器的基本组成及工作原理3了解广本飞度无级变速器的基本组成及控制原理4掌握EBD、EDS、ESP的作用及相互关系5 熟悉奥迪A4 ESP的工作过程6掌握轮胎气压监测系统的作用及类型7了解间接式TPMS和直接式TPMS的工作原理学习主要内容无级变速器的基本组成及无级变速原理;奥迪01J无级变速器的基本组成及工作原理;广本飞度无级变速器的基本组成及工作原理;EBD、EDS、ESP的作用及相互之间的关系;奥迪A4 ESP的基本组成及工作过程;轮胎气压监测系统的作用及类型;间接式TPM
2、S和直接式TPMS的工作原理。学习重点难点 01J无级变速器结构及原理。教学方法及教具 讲授、现场教学、课件教学时数 14课时引入:引入:汽车底盘电控新技术无级变速器;EBD、EDS、ESP;轮胎气压监控系统。5.1 无级变速器(CVT)5.1.1 无级变速器概述1.无级变速器的发展应用:一汽大众奥迪、广州本田飞度、东风日产新天籁、东南得力卡菱帅、南京菲亚特派力奥、奇瑞旗云等轿车。2.无级变速器的优点1)经济性好2)动力性好3)排放低4)成本低5.1.2 无级变速器的基本组成及原理1.无级变速器的基本组成传动轮装置(含主/从动轮组及传动带)行星齿轮机构电子控制系统液压控制系统换挡控制机构 2.
3、无级变速器的基本工作原理通过主/从动轮工作半径的无限改变来实现工作半径的改变:移动可动盘5.1.3 一汽大众奥迪轿车01J无级变速器1.01J无级变速器概述1)基本组成电子控制系统液压控制系统机械传动装置 飞轮减振装置倒档离合器辅助减速齿轮档传动链变速器行星齿轮系液压控制单元前进档离合器变速箱控制单元2)基本工作原理2.01J无级变速器机械传动装置的结构与原理包括:链轮装置、辅助变速齿轮、行星齿轮机构、变速杆换挡机构及P位停车锁。1)链轮装置(1)传动链。结构优点 传动链示意图1-变速器锥面链轮;2-转动压块;3-链节;4、5-转动压块传动链轮工作原理图1-转矩传感器;2,8-压力缸;3-膜片
4、弹簧;4-主动链轮可动盘;5-主动链轮固定盘;6,11-分离缸;7-螺旋弹簧;9-从动链轮可动盘;10-从动链轮固定盘(2)传动链轮。结构工作辅助变速齿轮图1-行星齿轮机构;2-辅助变速齿轮;3-主动链轮2)辅助变速齿轮辅助变速齿轮传动链轮3)行星齿轮机构作用:实现倒挡。行星齿轮机构连接关系图1-前进挡离合器钢片和摩擦片;2-变速器输入轴;3-太阳轮;4-带行星齿轮的行星轮支架;5-辅助变速齿轮;6-齿圈;7-倒挡离合器钢片和摩擦片;8-行星齿轮1;9-行星齿轮24)变速杆换挡机构及P位停车锁作用:(1)触发液压控制单元手动换挡阀。(2)控制停车锁。(3)触发多功能开关,识别变速杆位置。变速杆
5、换挡机构及P位停车锁图1-换挡杆;2-外换挡机构动作;3-手动换挡阀;4-电磁通道;5-锁止通道;6-链轮装置2;7-与锁止齿轮连接;8-停车锁支架;9-驱动小齿轮;10-驻车锁止齿轮3.01J无级变速器电子控制系统的结构与原理组成:传感器、控制单元和执行机构。传感器:多功能开关F125、Tiptronic开关F189、变速器油温传感器G93、变速器输入转速传感器G182、变速器油压传感器G193/G194、变速器输出转速传感器G195/G196。执行机构:电磁阀(离合器冷却/安全切断)N88、变速杆锁止电磁阀N110、变速器压力控制阀N215/N216。电路图1)控制单元J217功能:(1)
6、动态控制程序。作用:计算变速器目标输入转速,将操纵性能尽可能与驾驶员输入相适应。原理:(2)DRP控制方案。赛车模式与经济模式及加速与减速。强制低挡加速特性曲线图1-加速踏板位置曲线;2-发动机转速曲线;3-车速曲线经济驾驶模式下加速性曲线图1-加速踏板位置曲线;2-发动机转速曲线;3-车速曲线上坡与下坡。上坡时控制方案图下坡时控制方案图1一次制动=发动机转速提高,发动机制动效果提高;2两次制动=发动机转速进一步提高,发动机制动力矩加大(3)换挡控制。原理:传感器G182变速器实际输入转速控制单元计算出压力控制电磁阀N216的控制电流产生液压换档阀的控制压力控制链轮装置实现无级变速(4)离合器
7、(制动器)控制。原理:发动机转速、变速器输入转速、加速踏板位置、发动机转矩、制动力、变速器油温控制单元计算压力调节电磁阀N215的控制电流调节离合器压力和离合器传递的发动机转矩。起动过程控制。离合器爬行控制。微量打滑控制。离合器控制匹配。(5)安全切断与过载保护。安全切断。若实际离合器压力明显高于离合器额定压力,则会进入安全紧急故障状态。此情况下,不论手动换档阀处于何位置以及它系统状态如何,离合器压力都要卸掉。过载保护。若测得的离合器温度因离合器过载而超出标定界限,发动机扭矩将减小(6)故障自诊断功能。(7)升级程序。2)传感器安装位置如图所示。(1)变速器输入转速传感器G182。作用:监测链
8、轮装置中主动轮的转速,提供实际的变速器输入转速。传感器安装位置图传感器安装位置图1-G195和和G196传感器轮;传感器轮;2-变速器输出转速传感变速器输出转速传感器器G195和和G196;3-变速器输入转速传感器变速器输入转速传感器G182;4-G182传感器轮传感器轮(2)变速器输出转速传感器G195和G196。作用:监测链轮装置中从动轮的转速和方向。G195和G196信号图1-来自传感器G195/G196的信号;2-传感器轮(3)自动变速器油压传感器G193。作用:监测离合器(制动器)压力。(4)自动变速器油压传感器G194。作用:监测接触压力。(5)多功能开关F125。结构:4个霍尔传
9、感器(如图所示。)作用:识别换挡杆位置、监测中间位置用于故障分析。多功能开关F125示意图1-换挡轴;2-电磁阀;34个霍尔传感器(A,B,C,D)Tiptronic开关F189示意图1-换挡杆护板鱼鳞板;2-换挡杆护板;33个霍尔传感器(C,B,A);4-霍尔传感器电磁阀;5-用于换挡杆位置的4个霍尔传感器;A-减挡传感器 B-Tiptronic识别传感器 C-升挡传感器(6)变速器油(ATF)温度传感器G93。作用:记录变速器油温度影响离合器控制和变速器输入转速控制。(7)Tiptronic开关F189。位置:如图所示。作用:显示变速杆位置。其他输入信号。3)执行机构包括:电磁阀(离合器冷
10、却/安全切断)N88、换挡杆锁止电磁阀N110、变速器压力控制阀N215/N216。作用:N88(电磁阀1):控制离合器冷却阀(KKV)和安全阀(SIV);电磁阀N215(压力控制电磁阀1):激活离合器控制阀(KSV);电磁阀N216(压力控制电磁阀2):激活减压阀(V)。401J无级变速器液压控制系统的结构与原理1)液压控制单元组成:手动换挡阀、9个液压阀和3个电磁压力控制阀原理:如图所示。(1)换挡控制。原理:若控制压力大于220kPa,调整压力传递到链轮装置从动轮的分离缸,同时链轮装置主动轮的分离缸与油底壳相通,变速器朝“起动转矩”速比方向换挡;控制压力低于180kPa时,调整压力传递到
11、链轮装置主动轮的分离缸。同时,链轮装置从动轮的分离缸与油底壳相通。变速器朝“终端扭矩”速比方向换挡。(2)离合器(制动器)控制。原理:离合器压力通过安全阀(SIV)传到手动换挡阀(HS),手动换挡阀将扭矩传到前进挡离合器(位置D)或传递到倒挡离合器(位置R)。2)转矩传感器接触压力控制(1)扭矩传感器的结构与功能。结构:如图所示。作用:根据要求建立起尽可能精确、安全的接触压力。(2)接触压力控制模式。在速比相同时,转矩传感器将按照传递转矩的大小来调节接触压力。在传递转矩相同时,转矩传感器依据变速比(即传动链跨度半径)的不同来调节接触压力,如图所示。3)离合器(制动器)作用:实现前进挡和倒挡的换
12、挡功能;用于滑动起步和将转矩传递给辅助减速齿轮挡。4)供油系统安装位置:如图所示。结构:月牙型内啮合齿轮泵。5)冷却系统如图所示。冷却前进挡离合器:离合器缸筒(压盘)将润滑油分配器压回,在此位置,冷却油流经润滑油分配器前端面流经前进挡离合器,如下图中的左图所示。冷却倒挡制动器:前进挡离合器不工作(发动机怠速运转或倒档制动器工作时),润滑油分配器回到其初始位置。在这种情况下,冷却油流到润滑油分配器,然后通过分配器流回到倒挡制动器,如下图中的右图所示。5.01J无级变速器工作综述1)离合器(制动器)控制实现前进挡和倒挡的控制:当倒车制动器接合时,变速器可实现倒挡;用于传递扭矩大小的控制:通过离合器
13、压力的控制来实现的。2)链轮装置控制包括:换挡控制和接触压力控制。原理:如右图所示。601J无级变速器的诊断1)组合仪表故障显示轻微性故障轻微性故障 一般性故障显示一般性故障显示 严重性故障严重性故障 2)故障状况传感器传感器代号代号传感器信号传感器信号失效状况失效状况替代值替代值仪表仪表故障显示故障显示G182变速器输入转速 微量打滑和离合器匹配控制功能失效发动机转速信号无 起步加速过程可利用固定参数完成G195变速器输出转速 坡路停车功能失效G196无G196变速器输出转速-2-坡路停车功能失效G195无G195/G196 坡路停车功能失效车速信号无G193离合器压力 安全阀激活安全切断闪
14、烁G194扭矩传感器压力 爬行控制匹配功能失效无G93变速器油温 离合器匹配控制功能失效变速器控制单元计算得出替代值反转 当油温高于145,发动机输出功率下降闪烁F125挡位信号 霍尔传感器“D”损坏,点火功能失效引入替代程序闪烁5.1.4 广州本田飞度广州本田飞度1.3L轿车无级变速器轿车无级变速器 1飞度无级变速器概述组成:变速器、电子控制系统、液压控制系统。1)变速器输入轴;主动带轮轴;从动带轮轴;主传动轴。2)电子控制系统包括:动力系统控制模块(PCM);传感器;电磁阀。(a)(b)CVT电子控制系统元件位置图电子控制系统元件位置图3)液压控制系统油泵;阀门;电磁阀。控制阀体结构图控制
15、阀体结构图主阀体结构图主阀体结构图2飞度无级变速器工作原理1)电子控制内容换挡控制/带轮压力控制7速模式控制起步离合器压力控制倒挡锁止坡道逻辑控制 2)换挡控制带轮压力控制3)起步离合器压力控制原理:传感器和开关PCM起步离合器压力控制阀起步离合器的压力。4)各变速杆位置工作情况 位置位置说说 明明P前轮锁定:驻车止动爪与从动带轮轴上的驻车齿轮啮合;起步离合器和前进挡离合器均为分离状态R倒挡;倒挡制动器工作N空挡;起步离合器和前进离合器均为分离状态D一般行车挡:变速器自动进行调整,便发动机保持最佳转速,以便在所有条件下行驶S快速加速;变速器选择较宽范围的传动比,以取得更佳的加速效果。L发动机制
16、动和爬坡动力性能;变速器变换至最低传动比范围变速杆各位置说明变速杆各位置说明5)7速模式控制(6挡无级变速器+7速模式车型)包括:7速自动模式;7速手动换挡模式。模式选择开关图自动变速驱动桥(AT)挡位指示灯连接诊断仪器示意图3飞度无级变速器故障诊断1)读取故障代码DTC2)故障代码的清除3)结束故障检修5.2 EBD、EDS及ESP5.2.1 EBD、EDS及ESP概述1)EBD的概念EBD全称是Electric Brake force Distribution,即电子制动力分配。德文缩写为EBV,全称是Electronic sche Bremsenkraft Verteiler。2)EBD
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