Блок управления коробкой передач - Transmission control unit

А блок управления трансмиссией (TCU), также известный как модуль управления трансмиссией (TCM) или блок управления коробкой передач (GCU), является разновидностью автомобильный ЭБУ который используется для управления электронным автоматические трансмиссии. Подобные системы используются в различных полуавтоматические трансмиссии за схватить автоматизация. TCU в современной автоматической коробке передач обычно использует датчики от автомобиля, а также данные предоставленный блок управления двигателем (ECU), чтобы рассчитать, как и когда менять шестерни в автомобиле для оптимальной производительности, экономия топлива и качество переключения передач.[1]

История

Электронные автоматические трансмиссии изменили конструкцию с чисто гидромеханический управление электронным управлением с конца 1980-х годов. С тех пор разработка была итеративной, и сегодня конструкции существуют из нескольких этапов разработки электронной автоматической коробки передач. Соленоиды трансмиссии являются ключевым компонентом этих блоков управления.

Эволюция современной автоматической коробки передач и интеграция электронного управления позволили за последние годы добиться значительного прогресса. Современный автоматическая коробка передач теперь можно добиться лучшей экономии топлива, двигатель выбросы, повышенная надежность системы переключения передач, улучшенное ощущение переключения передач, улучшенная скорость переключения и улучшенная управление автомобилем. Огромный диапазон возможностей программирования, предлагаемый TCU, позволяет использовать современную автоматическую коробку передач с соответствующими характеристиками трансмиссии для каждого применения.

В некоторых приложениях TCU и ECU объединены в один блок как модуль управления трансмиссией (PCM).

Входные параметры

Типичный современный TCU использует сигналы от датчиков двигателя, датчиков автоматической коробки передач и других электронных контроллеров, чтобы определять, когда и как переключать передачи.[2] Более современные конструкции совместно используют входы или получают информацию от входа в ЭБУ, тогда как более старые конструкции часто имеют свои собственные выделенные входы и датчики на компонентах двигателя. Современные TCU настолько сложны по своей конструкции и производят расчеты, основанные на таком количестве параметров, что существует неопределенное количество возможных вариантов переключения передач.

Датчик скорости автомобиля (VSS)

Этот датчик отправляет сигнал переменной частоты в TCU для определения текущей скорости автомобиля. TCU использует эту информацию, чтобы определить, когда должно произойти переключение передач, в зависимости от различных рабочих параметров. TCU также использует соотношение между TSS и WSS, которое используется для определения момента переключения передач. Если либо TSS, либо WSS выходит из строя или неисправно / становится неисправным, соотношение будет неправильным, что, в свою очередь, может вызвать такие проблемы, как ложные показания спидометра и проскальзывание коробки передач. Чтобы проверить эти детали, проверьте сопротивление, чтобы убедиться, что оно соответствует спецификациям производителя.

Датчик скорости колеса (WSS)

Основная статья: Датчик скорости колеса

Современные автоматические трансмиссии также имеют вход датчика скорости вращения колеса для определения истинной скорости транспортного средства, чтобы определить, идет ли транспортное средство под гору или подъем, а также адаптировать переключение передач в соответствии со скоростями дороги, а также следует ли отключать гидротрансформатор в состоянии покоя на улучшить расход топлива и снизить нагрузку на ходовую часть.

Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)

Основная статья: Датчик положения дроссельной заслонки

Датчик TPS вместе с датчиком скорости автомобиля являются двумя основными входами для большинства TCU. В старых трансмиссиях это используется для определения нагрузки на двигатель, с введением по проводам технологии, это часто является общим входом между ECU и TCU. Входные данные используются для определения оптимального времени и характеристик переключения передач в зависимости от нагрузки на двигатель. Скорость изменения используется для определения того, подходит ли переключение на более низкую передачу для обгона, например, значение TPS также постоянно контролируется во время поездки, и программы переключения соответственно меняются (экономичный, спортивный режим и т. Д.). TCU также может ссылаться на эту информацию с датчиком скорости транспортного средства, чтобы определять ускорение транспортного средства и сравнивать его с номинальным значением; если фактическое значение намного выше или ниже (например, при движении в гору или буксировке прицепа), трансмиссия изменяет схему переключения передач в соответствии с ситуацией.

Датчик частоты вращения турбины (TSS)

Известный как датчик входной скорости (ISS). Этот датчик отправляет сигнал переменной частоты в TCU для определения текущей скорости вращения входного вала или гидротрансформатор. TCU использует первичный вал скорость для определения проскальзывания в гидротрансформаторе и, возможно, для определения скорости проскальзывания в полосах и клатчи. Эта информация важна для плавного и эффективного регулирования работы муфты блокировки гидротрансформатора.

Датчик температуры трансмиссионной жидкости (TFT)

Это также может быть известно как температура трансмиссионного масла. Этот датчик определяет температуру жидкости внутри трансмиссии. Это часто используется в диагностических целях для проверки правильной температуры ATF (жидкость для автоматических трансмиссий). В основном это использовалось в качестве отказоустойчивой функции для переключения на пониженную передачу, если ATF становится очень горячей. В более современных трансмиссиях этот вход позволяет TCU изменять давление в магистрали и соленоид давления в соответствии с изменяющейся вязкостью жидкости в зависимости от температуры для повышения комфорта переключения передач, а также для определения регулировки муфты блокировки гидротрансформатора.

Переключатель Kick down

Одним из наиболее распространенных входов в TCU является переключатель Kick Down, который используется для определения того, была ли нажата педаль акселератора после полного открытия дроссельной заслонки.[3] Традиционно это требовалось на старых трансмиссиях с простой логикой для обеспечения максимального ускорения. При активации трансмиссия переключается на самую низкую допустимую передачу в зависимости от текущей скорости движения, чтобы использовать полный запас мощности двигателя. Это все еще присутствует в большинстве трансмиссий, хотя больше не требуется в большинстве случаев, потому что TCU использует датчик положения дроссельной заслонки, скорость изменения и характеристики водителя для определения необходимости переключения на пониженную передачу, тем самым устраняя традиционную необходимость в этом. выключатель.

Выключатель стоп-сигнала

Этот вход используется для определения, активировать ли соленоид блокировки переключения передач, чтобы водитель не мог выбрать диапазон движения, не нажимая ногой на тормоз. В более современных TCU этот вход также используется, чтобы определить, нужно ли переключать передачу на пониженную для увеличения эффект торможения двигателем если трансмиссия определяет, что автомобиль едет под уклон.[2]

Система контроля тяги (TCS)

Многие TCU теперь имеют ввод от системы контроля тяги автомобиля. Если TCS обнаруживает неблагоприятные дорожные условия, в TCU отправляется сигнал. TCU может изменять программы переключения передач путем раннего переключения на более высокую передачу, исключения использования муфты блокировки гидротрансформатора, а также полного исключения первой передачи и включения второй передачи.[4]

Переключатели

Эти простые электрические переключатели включения / выключения определяют наличие или отсутствие давления жидкости в конкретной гидравлической линии. Они используются в диагностических целях, а в некоторых случаях для управления включением или отключением гидравлических элементов управления.

Модуль круиз-контроля

Если автомобиль оснащен круиз-контролем, TCU может также подключаться к круиз-контроль система. Это может изменить режим переключения передач, чтобы учесть, что дроссельная заслонка не используется водителем, чтобы исключить неожиданные переключения передач при включении круиз-контроля. Это также используется для информирования системы круиз-контроля о положении рычага селектора, чтобы круиз-контроль мог быть отключен, если рычаг перемещается за пределы диапазона движения.

Входы от других контроллеров

В TCU поступает разнообразная информация через Сеть контроллеров связи или аналогичные протоколы (например, шина CCD Chrysler, ранний EIA-485 на базе автомобиля локальная сеть ). В старых моделях автомобилей, а также в TCU, продаваемых на вторичном рынке для гонок и любителей, TCU получает только сигналы, необходимые для управления трансмиссией (скорость двигателя, скорость автомобиля, положение дроссельной заслонки или вакуум в коллекторе, положение рычага переключения передач).

Выходные параметры

Типичный современный TCU посылает сигналы на соленоиды переключения передач, соленоиды контроля давления, соленоиды блокировки гидротрансформатора и другие электронные контроллеры.

Shift Lock

Многие автоматические трансмиссии блокируют рычаг селектора с помощью соленоида блокировки переключения передач, чтобы остановить выбор диапазона движения, если педаль тормоза не нажата.[5]

Соленоиды переключения

Современные электронные автоматические трансмиссии имеют электрические соленоиды, которые активируются для переключения передач. Простые конструкции с электронным управлением (например, Ford AOD-E, AXOD-E и E4OD) используют соленоиды для изменения точек переключения в существующем корпусе клапана, в то время как более продвинутые конструкции (такие как Chrysler Ultradrive и его последующие модели) используют соленоиды для косвенного управления сцеплениями посредством значительно упрощенного корпуса клапана.

Соленоиды контроля давления

Современные электронные автоматические трансмиссии по-прежнему в основном гидравлические. Это требует точного контроля давления. В старых конструкциях автоматических трансмиссий используется только соленоид регулирования давления в одной линии, который изменяет давление во всей трансмиссии. В новых конструкциях автоматических трансмиссий часто используется множество соленоидов управления давлением, а иногда они позволяют самим соленоидам переключения передач обеспечивать точное управление давлением во время переключения передач путем включения и выключения соленоида. Давление переключения влияет на качество переключения (слишком высокое давление приведет к грубому переключению; слишком низкое давление приведет к перегреву сцепления) и скорости переключения.

Соленоид муфты гидротрансформатора (TCC)

Большинство электронных автоматических трансмиссий используют соленоид TCC для электронного регулирования гидротрансформатора. После полной блокировки гидротрансформатор больше не применяет умножение крутящего момента и будет вращаться с той же скоростью, что и двигатель. Это обеспечивает значительное увеличение экономии топлива. Современные конструкции предусматривают частичную блокировку на более низких передачах для дальнейшего повышения экономии топлива, но это может увеличить износ компонентов сцепления.

Выход в ЭБУ

Многие блоки TCU выдают сигнал на блок управления двигателем, чтобы замедлить опережение зажигания или уменьшить количество топлива на несколько миллисекунд, чтобы снизить нагрузку на трансмиссию при сильном открытии дроссельной заслонки. Это позволяет автоматическим коробкам передач переключаться плавно даже на двигателях с большим крутящим моментом, что в противном случае привело бы к более тяжелому переключению и возможному повреждению коробки передач.

Выходы на другие контроллеры

TCU предоставляет информацию о состоянии трансмиссии, такую ​​как индикаторы износа сцепления и давления переключения, и может повысить коды неисправностей и установите контрольная лампа неисправности на приборный щиток если обнаружена серьезная проблема. Также часто присутствует выход на модуль круиз-контроля для отключения круиз-контроля, если выбрана нейтральная передача, как на механическая коробка передач.

Другие приложения

Полуавтоматическая трансмиссия

Блок управления трансмиссией (TCU) в более старых версиях автомобили с полуавтоматическая трансмиссия, или автомобили с механической коробкой передач без сцепления (без педали сцепления), как правило, состоит из электрический выключатель подключен к коробка передач, который активируется всякий раз, когда внутренний блок управления трансмиссией обнаруживает, что водитель касается рычага переключения передач, чтобы переключить передачи, что затем активирует датчик или же соленоид толкать сцепление сервопривод, и, в свою очередь, выключает сцепление привод чтобы водитель мог переключать передачи. Привод внутреннего сцепления в полуавтоматической трансмиссии может приводиться в действие либо гидравлический, пневматический, или же электрический средства.[6][7] Более поздние примеры механических коробок передач без сцепления, используемых в дорожных автомобилях, включают Saab. Sensonic трансмиссия, используемая в 900 НГ, и Феррари Валео автоматическая коробка передач, используемая в Мондиаль Т. Обе системы использовали управляемый компьютером ЭБУ или же микропроцессор, подключенный к датчик встроенный в механизм переключения передач, который обнаруживал, когда водитель собирался переключить передачу (т.е.коснувшись на рычаг переключения передач), и автоматически приводил в действие сцепление, позволяя водителю переключать передачу. Сааба Sensonic система была электрогидравлической, с использованием электрический двигатель или же соленоид подключен к гидравлический привод сцепления, тогда как Ferrari Валео система была электромеханический с помощью электродвигателя или соленоида, подключенного к механической системе сцепления.[8][9][10]

Подобные системы TCU или GCU используются в гоночные машины с подрулевой переключатель передачи. Эти электронные системы обычно работают вместе с блок управления двигателем (аналогично дорожным автомобилям) и несут ответственность за эксплуатацию электронное управление дроссельной заслонкой, схватить и коробка передач срабатывание (через электрический, гидравлический, или же пневматический привод ), время и скорость переключения передач, датчики, переключатели, соленоиды, и другие гидравлический, пневматический, и электронный подсистемы, которые управляют и составляют блок управления трансмиссией гоночного автомобиля.[11]

Рекомендации

  1. ^ Определение модуля управления коробкой передач В архиве 2014-02-12 в Wayback Machine
  2. ^ а б Функции АКПП
  3. ^ Переключатель Kick down
  4. ^ http://www.cvel.clemson.edu/auto/systems/transmission_control.html
  5. ^ http://www.autoshop101.com/forms/h18.pdf
  6. ^ https://www.total911.com/technology-explained-sportomatic-gearbox/
  7. ^ https://www.caranddriver.com/news/a15366473/shift-this-a-history-of-porsches-sportomatic-tiptronic-and-pdk-transmissions/#:~:text=A%20modified%20four%2Dspeed% 20911, стационарный% 20с сцеплением% 20% 20% 20 включено.
  8. ^ https://www.saabplanet.com/how-stuff-works-saab-900-ng-sensonic-clutchless-technology-in-practice/
  9. ^ https://www.autozine.org/technical_school/gearbox/Gearbox_Manual.html
  10. ^ https://europe.autonews.com/article/19970721/ANE/707210839/automatic-clutch-segment-grows-valeo-gets-3-small-car-contracts
  11. ^ https://www.hewland.com/wpcproduct/semi-auto-systems/