智能網(wǎng)聯(lián)汽車線控底盤技術(shù)第三章

線控變速系統(tǒng)設(shè)計(jì).PPT模板/moban/

目錄一、自動(dòng)變速器的基本組成及工作原理二、控制系統(tǒng)三、無級(jí)變速器四、雙離合器自動(dòng)變速器五、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器六、線控變速系統(tǒng)構(gòu)架工作原理及設(shè)計(jì)原理七、軟件部分設(shè)計(jì)八、典型廠家線控變速介紹01/Part自動(dòng)變速器的基本組成及工作原理自動(dòng)變速器的分類

變速器作為汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，其性能對(duì)整車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、舒適性等都有重要的影響。根據(jù)操縱控制的方式不同，變速器又分為手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器兩大類。其中，手動(dòng)變速器（MT）的發(fā)展已有一百多年的歷史，其技術(shù)己經(jīng)相當(dāng)成熟，且有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、良好的動(dòng)力性的技術(shù)熟練程度，但是它也有著明顯的劣勢(shì)，如易使駕駛員疲勞，特別是在交通擁擠的城市路況，其良好的燃油經(jīng)濟(jì)向也依賴于駕駛員影響。特別是對(duì)于許多新司機(jī)來說，未必能準(zhǔn)確地把握換擋時(shí)機(jī)等，不但影響燃油消耗，甚至?xí)戆踩[患。

隨著汽車傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步以及人們生活水平的提高，迫切需要一種操縱簡(jiǎn)便、起步平穩(wěn)、乘坐舒適的自動(dòng)變速器來適應(yīng)現(xiàn)代人們生活的需求。所謂自動(dòng)變速器就是能夠依據(jù)行駛工況以及駕駛員意圖等自行完成換擋操作并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，不僅能夠完成自動(dòng)換擋，而且還能與汽車上的其他子系統(tǒng)相互聯(lián)系，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的控制。

相比手動(dòng)變速器，自動(dòng)變速器有著如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）操縱簡(jiǎn)便，降低了駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性；

（2）提尚了換擋品質(zhì)和乘坐舒適性；

（3）提高了汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。自動(dòng)變速器的分類

目前，自動(dòng)變速器經(jīng)過多年發(fā)展主要有5種結(jié)構(gòu)形式，分別為液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）、無級(jí)變速器（CVT）、雙離合自動(dòng)變速器（DCT）、無限變速機(jī)械式變速器（IVT）。其中液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（以下簡(jiǎn)稱AT自動(dòng)變速器或AT）由液力變矩器、行星齒輪機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成，也是5種自動(dòng)變速器中發(fā)展最早，技術(shù)最成熟的，市場(chǎng)占有率最高的。

自動(dòng)變速器一般來講，按照控制形式來分，分為液壓式和電子式。

其中，液壓式主要是降操控信息和駕駛工況信息等轉(zhuǎn)化成液壓信號(hào)來操縱液壓閥進(jìn)行自動(dòng)換擋；電子式是將發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息通過傳感器檢出，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸給微機(jī)進(jìn)行分析和處理，作出判斷發(fā)出指令并進(jìn)行換擋控制。

自動(dòng)變速器一般來講，按照結(jié)構(gòu)來分如圖所示：自動(dòng)變矩器的組成

自動(dòng)變速器主要由液力變矩器、齒輪變速機(jī)構(gòu)、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)和冷卻濾油裝置等組成。自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器工作原理圖電控自動(dòng)變速器工作原理圖自動(dòng)變矩器的組成電控自動(dòng)變速器工作原理圖自動(dòng)變矩器的組成-液力變矩器

液力變矩器由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪組成的液力元件。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間，以液壓油（ATF）為工作介質(zhì)，起傳遞轉(zhuǎn)矩、變矩、變速及離合的作用?，F(xiàn)代汽車的液力變矩器一般都加裝有鎖止離合器。ATF在液力變矩器中的循環(huán)流動(dòng)

行星齒輪機(jī)構(gòu)組成自動(dòng)變矩器的組成-齒輪變速機(jī)構(gòu)

自動(dòng)變速器的齒輪變速機(jī)構(gòu)由太陽輪、行星齒輪及行星架、齒圈組成。由平衡條件及能量守恒定律可得：特性方程式：n1+αn2-（1+α）n3=0式中：n1：太陽輪轉(zhuǎn)速

n2：齒圈轉(zhuǎn)速

n3：行星架轉(zhuǎn)速

Z2：齒圈齒數(shù)

Z1：太陽輪齒數(shù)

α=Z2/Z102/Part控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)①動(dòng)力源：液壓控制系統(tǒng)的動(dòng)力源是油泵（或稱為液壓泵），它是整個(gè)液壓控制系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)。如各種閥體的動(dòng)作、換檔執(zhí)行元件的工作等都需要一定壓力的ATF。油泵的基本功用就是提供滿足需求的ATF油量和油壓。②執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由離合器、制動(dòng)器油缸等組成。其功用是在控制油壓的作用下實(shí)現(xiàn)離合器的接合和分離、制動(dòng)器的制動(dòng)和松開動(dòng)作，以便得到相應(yīng)的檔位。③控制機(jī)構(gòu)：控制機(jī)構(gòu)包括閥體和各種閥，包括主調(diào)壓閥、手動(dòng)閥、換檔閥等。液壓控制系統(tǒng)還包括一些輔助裝置，如用于防止換檔沖擊的蓄能器、單向閥等。液壓控制原理液壓控制系統(tǒng)電控自動(dòng)變速器換檔液壓系統(tǒng)原理A—換檔電磁閥；B—換檔電磁閥；1—1～2換檔閥；2—2～3換檔閥；3—3～4換檔閥電子控制系統(tǒng)自動(dòng)變速器的電子控制系統(tǒng)

自動(dòng)變速器的電子控制系統(tǒng)包括傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三部分。

自動(dòng)變速器電子控制單元ECU將車速、節(jié)氣們的位置及其變化的速率等信號(hào)經(jīng)過處理發(fā)出指令控制電磁閥工作，使變速器平穩(wěn)的掛上合適得檔位，

當(dāng)自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)中各傳感器、電磁閥或有關(guān)開關(guān)發(fā)生故障，ECU通過輸出故障代碼，以指示故障所發(fā)生的部位，并將之存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，即使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火也不會(huì)消失。03/Part無級(jí)變速器無級(jí)變速器金屬帶式變速器

無級(jí)變速器是傳動(dòng)比可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的變速器，簡(jiǎn)稱CVT（為英文Continuously

Variable

Transmission）。它最主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用傳動(dòng)帶和可變工作直徑的主、從動(dòng)輪相配合來傳遞動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，最大限度地利用發(fā)動(dòng)機(jī)的特性，提高汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，目前在汽車上的應(yīng)用越來越多。目前常見的無級(jí)變速器是金屬帶式和傳動(dòng)鏈?zhǔn)綗o級(jí)變速器。無級(jí)變速器的組成無級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)

無級(jí)變速器總體結(jié)構(gòu)：主要由緩沖減振裝置（飛輪減振裝置）、動(dòng)力連接裝置（制動(dòng)器、離合器、行星齒輪機(jī)構(gòu)等）、速比變換器、傳動(dòng)帶、液壓控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理主動(dòng)鏈輪裝置示意圖

P、N檔時(shí)：離合器、制動(dòng)器不接合，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪僅帶動(dòng)輸入軸及太陽輪旋轉(zhuǎn)，無動(dòng)力輸出。

D擋時(shí)：控制系統(tǒng)根據(jù)節(jié)氣門開度、車速等信號(hào)，改變主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪的有效直徑，即無級(jí)改變傳動(dòng)比，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過輸入軸、太陽輪與行星架、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、減速齒輪、差速器等傳給驅(qū)動(dòng)輪，使汽車向前行駛。

R檔時(shí)：控制系統(tǒng)使倒擋離合器充油接合，齒圈制動(dòng)，太陽輪主動(dòng)，行星架從動(dòng)，輸入與輸出轉(zhuǎn)向相反，使主動(dòng)帶輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)。04/Part雙離合器自動(dòng)變速器概述

雙離合器自動(dòng)變速器（DualClutchTransmission，DCT），也叫直接換檔變速器（DirectShiftGearbox，DSG）。雙離合器自動(dòng)變速器是基于手動(dòng)變速器發(fā)展而來的，并且綜合了手動(dòng)變速器與自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)。

（1）DSG的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①有兩根輸入軸，檔位按奇偶數(shù)分開布置在兩根輸入軸上。

②換檔方式與換檔齒輪基本結(jié)構(gòu)與手動(dòng)變速器一樣。

③有兩個(gè)離合器進(jìn)行換檔控制。

④離合器的切換和檔位變換由控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)控制。

（2）DSG的優(yōu)點(diǎn)

①傳動(dòng)效率高，油耗低。

②換檔時(shí)沒有動(dòng)力中斷，換檔平穩(wěn)。

③具有良好的駕駛舒適性、動(dòng)力性和操控性。

（3）DSG的類型

①濕式雙離合自動(dòng)變速器。濕式雙離合自動(dòng)變速器的多片式雙離合器是在冷卻油槽中采用“濕式”方式運(yùn)行，通過浸泡在油中的濕式離合器摩擦片提供扭矩的傳遞，以液壓的形式來驅(qū)動(dòng)齒輪。

②干式雙離合自動(dòng)變速器。干式雙離合自動(dòng)變速器通過離合器從動(dòng)盤上的摩擦片來傳遞扭矩。由于節(jié)省了相關(guān)液力系統(tǒng)以及干式離合器本身所具有的傳遞扭矩的高效性，干式系統(tǒng)很大程度地提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。雙離合器自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理

雙離合器自動(dòng)變速器有兩組離合器和兩組齒輪組，分別由電控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)控制。DSG主要由兩個(gè)離合器（K1、K2）、兩個(gè)輸入軸等零件組成。DSG的總體結(jié)構(gòu)雙離合器自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理

雙離合器自動(dòng)變速系統(tǒng)的基本工作原理相當(dāng)于采用兩個(gè)變速器和兩個(gè)離合器，一變速器處于工作狀態(tài)時(shí)，另一變速器空轉(zhuǎn)，通過兩個(gè)離合器的切換來實(shí)現(xiàn)變速器交替投入工作狀態(tài)，在不中斷動(dòng)力傳遞的狀態(tài)下完成換擋過程。下面是7檔濕式雙離合變速器，每個(gè)分變速器的結(jié)構(gòu)都與一個(gè)手動(dòng)變速器相同，每個(gè)分變速器都配有一個(gè)濕式多片離合器，分變速器1通過濕式多片離合器K1來選擇1、3、5和7檔，分變速器2通過濕式多片離合器K2來選擇2、4、6和倒檔，因此，只需通過切換兩個(gè)離合器的工作狀態(tài)就可以完成換檔操作。DSG的基本工作原理1～7-檔位R-倒檔K1-濕式多片離合器1K2-濕式多片離合器205/Part電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT工作原理

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器在保證干式離合器和固定軸變速器基本結(jié)構(gòu)和換擋過程不變的基礎(chǔ)上增加控制機(jī)構(gòu)，使得整個(gè)換擋過程由電控系統(tǒng)自動(dòng)完成。在汽車的起步過程、換擋過程中，電控單元TCU發(fā)揮著主要作用。它能夠接受來自駕駛員的操作信號(hào)，如加速踏板的動(dòng)作、換擋操縱桿的動(dòng)作等等，并且依據(jù)車輛上的傳感器對(duì)道路路況、車輛速度、檔位等進(jìn)行監(jiān)控，依據(jù)TCU中存儲(chǔ)的供油調(diào)節(jié)、換擋、離合器控制的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油、選換擋及離合器的分離與結(jié)合控制，使得汽車能夠較為平穩(wěn)的起步、快速的換擋，并達(dá)到較為優(yōu)越的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)系統(tǒng)工作原理，系統(tǒng)由三大部分組成：（1）傳感器。用于反映駕駛員意圖加速踏板、制動(dòng)踏板、檔位開關(guān)等和車輛的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入軸轉(zhuǎn)速、車速、檔位等。（2）AMT系統(tǒng)電控單元TCU。通過采集各傳感器信號(hào),確定駕駛員駕駛意圖和車輛運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)其預(yù)先存儲(chǔ)的控制規(guī)律進(jìn)行決策?向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令;（3）系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具體可分為變速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。AMT工作原理AMT變速系統(tǒng)工作原理AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-結(jié)構(gòu)型式分類

按照?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力源的不同，AMT結(jié)構(gòu)型式有電控液壓、電控氣動(dòng)和電控電動(dòng)三種。電控液壓式AMT系統(tǒng)根據(jù)電控單元的指令控制電磁閥，通過液壓缸驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)的完成離合器分離、接合和變速器選換擋等動(dòng)作。其特點(diǎn)是控制精度高、響應(yīng)快，但液壓元件加工工藝復(fù)雜，對(duì)油品質(zhì)、密封性和使用環(huán)境的抗污染要求高，控制性能受溫度變化的影響大，同時(shí)系統(tǒng)需要附加電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓源，會(huì)產(chǎn)生一定的功率損失，而且系統(tǒng)總體成本及使用維護(hù)費(fèi)用均較高。電控液壓式自誕生以來其液壓系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)幾乎無大的變化，只是某些系統(tǒng)的控制閥采用比例閥而不是高速開關(guān)閥。

電控氣動(dòng)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)元件為氣缸，可直接利用車輛原有氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的氣源，使AMT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，但執(zhí)行元件體積較大，不便于機(jī)構(gòu)布置，且氣動(dòng)系統(tǒng)位置控制精度較低，往往難于滿足控制要求，因此其應(yīng)用不夠廣泛。電控電動(dòng)式系統(tǒng)由電機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，可直接用車上的蓄電池為動(dòng)力源，免去了液壓操縱需要的復(fù)雜的油源裝置和管路系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、控制靈活，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，工藝簡(jiǎn)單，成本低，能耗小等特點(diǎn)，已成為AMT的重要發(fā)展方向。AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

AMT控制系統(tǒng)的主要功能是車輛起步過程與換擋過程的自動(dòng)控制。駕駛員通過操縱加速踏板、制動(dòng)踏板和操縱手柄向電控單元傳遞控制信號(hào)，同時(shí)電控單元不斷檢測(cè)車輛的行駛狀態(tài)參數(shù)，如車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、離合器行程、加速踏板位移、油門開度和擋位位置等。

TCU根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的最佳換擋規(guī)律、離合器控制規(guī)律、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制規(guī)律等，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供油、離合器的分離與接合、以及變速器換擋三者的動(dòng)作與時(shí)序?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化控制?從而獲得優(yōu)良的燃料經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性能以及平穩(wěn)起步與迅速換擋的能力。由于車輛起步、剎車、換擋頻繁，為滿足車輛正常行駛，AMT控制系統(tǒng)必須安全可靠。AMT控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)主要考慮了四個(gè)方面：基本功能、安全功能、診斷功能和輔助功能。AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（1）基本功能①離合器控制離合器接合過程的控制是的關(guān)鍵技術(shù)之一。離合器接合速度根據(jù)離合器主從動(dòng)盤末接觸、滑動(dòng)摩擦傳遞扭矩和已同步三個(gè)階段按快一慢一快的控制策略進(jìn)行控制。離合器控制是通過離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)離合器的分離與接合的。在離合器接合過程中，不僅要控制離合器的行程，還要控制離合器的接合速度。在剎車、起步及換擋工況開始階段需要以一定速度分離離合器達(dá)到及時(shí)切斷動(dòng)力傳遞的目的，在上述工況結(jié)束階段要平穩(wěn)地接合離合器，均勻增加離合器傳遞動(dòng)力的摩擦力矩，使傳動(dòng)系和車輛不至于產(chǎn)生過大沖擊度和摩擦功。離合器的控制包括完全分離、半接合滑摩、完全接合三個(gè)狀態(tài)。②選、換檔控制選、換檔控制是通過控制兩個(gè)電機(jī)完成變速器傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)換。選擋和換擋控制有嚴(yán)格的時(shí)序要求，即只有選擋到位后才可進(jìn)行換擋操作。換檔控制時(shí)間與換檔力和主被動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速差大小有關(guān)，換檔力越大換檔時(shí)間越小，轉(zhuǎn)速差越大換檔時(shí)間越長(zhǎng)。換擋引起動(dòng)力中斷的時(shí)間與換擋沖擊往往是矛盾的，要快速平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)換擋，變速器的選換擋控制需要與發(fā)動(dòng)機(jī)控制和離合器控制進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。AMT系統(tǒng)應(yīng)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和車速等情況自動(dòng)變換傳動(dòng)比，使汽車獲得良好的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。③發(fā)動(dòng)機(jī)控制正常行駛時(shí)通過油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制油門開度跟蹤駕駛員踩下的加速踏板位移，實(shí)現(xiàn)油門跟蹤控制。換擋過程中通過油門控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，上換擋時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而下?lián)Q擋時(shí)調(diào)高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使其與離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速一致，防止離合器控制和油門控制的不協(xié)調(diào)和時(shí)序錯(cuò)誤使動(dòng)力中斷過程中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高造成的燃料浪費(fèi)和噪音，同時(shí)保證很小的離合器主從動(dòng)片轉(zhuǎn)速差，減少離合器接合磨損和造成換擋沖擊。起步過程中通過油門控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，保證車輛按駕駛員的要求平穩(wěn)起步。AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（2）安全功能①起動(dòng)禁止如果變速器嚙合車輛不在空擋位置，這時(shí)需要通過控制起動(dòng)電機(jī)禁止發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，避免車輛前沖，造成人員或車輛的損傷，同時(shí)防止起動(dòng)電機(jī)超負(fù)荷工作，影響其壽命。②倒擋安全手柄在倒檔位置時(shí)，要求TCU控制變速器掛倒擋，TCU要判斷車速是否為零，如不為零，則暫時(shí)停止執(zhí)行掛倒擋的操作，以免造成變速箱齒輪打齒對(duì)變速箱產(chǎn)生磨損，以及如果掛不上擋，對(duì)行車效率和安全也會(huì)產(chǎn)生影響。另外，為了防止駕駛員誤操作，即使車速為零，如果一軸轉(zhuǎn)速太高，也不執(zhí)行掛倒擋的操作。③轉(zhuǎn)速差過高禁止同步在變速器主從動(dòng)齒輪同步過程中，如果主從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速差過高，為保證同步器使用壽命，防止過大的換擋沖擊，要禁止執(zhí)行同步操作?待轉(zhuǎn)速差降到允許的設(shè)定值范圍內(nèi)方可同步。AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（2）安全功能④轉(zhuǎn)速差過大限制離合器接合行程在換擋過程的動(dòng)力恢復(fù)階段，協(xié)調(diào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和離合器行程，為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，變化率過大造成的換擋沖擊，在離合器主從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速差過大時(shí)限制離合器的接合行程，但滑摩功和沖擊度是相對(duì)的，所以這種控制方案要以適當(dāng)犧牲離合器滑摩功為代價(jià)。⑤熄火延時(shí)當(dāng)駕駛員關(guān)鑰匙熄火后，要通過延時(shí)電路繼續(xù)向AMT供電，防止在未摘空檔的情況下，由突然斷電引起的離合器快速接合而造成的沖擊，以及對(duì)人或車造成的傷害；另外也給駕駛員一定時(shí)間，在熄火后發(fā)現(xiàn)未摘空檔時(shí)以便及時(shí)摘檔。⑥防止熄火在剎車和減速工況，通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速變化率來判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否可能熄火?當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的判定條件滿足時(shí)，就快速分離離合器，及時(shí)切斷離合器的動(dòng)力傳遞，防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。⑦坡道起步防止車輛在坡道上起步時(shí)出現(xiàn)倒溜而造成的安全隱患，安裝坡上起步裝置或通過發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的聯(lián)合控制。實(shí)現(xiàn)坡道安全平穩(wěn)起步。⑧應(yīng)急功能在TCU故障時(shí)，車輛可以安全模式行駛，使駕駛員將車輛開往修理廠維修。AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（3）診斷功能①離合器磨損由于起步、換擋過程中要靠離合器的滑摩來平穩(wěn)傳遞動(dòng)力，而干式離合器不可避免地要造成磨損，離合器磨損后如不及時(shí)診斷并補(bǔ)償會(huì)直接影響起步、換擋品質(zhì)，所以要有離合器磨損自診斷和磨損補(bǔ)償功能。②傳感器故障傳感器出現(xiàn)故障，會(huì)造成控制系統(tǒng)的混亂，對(duì)于離合器行程，油門開度及加速踏板位移等位移傳感器故障主要通過給定工況及最大、最小值比較來判斷是否有故障，而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入軸轉(zhuǎn)速及車速三個(gè)脈沖量主要通過三者的冗余關(guān)系來判斷其中之一是否出現(xiàn)故障。③執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障主要發(fā)生在電機(jī)上，執(zhí)行過程所產(chǎn)生的失步將導(dǎo)致離合器分離不徹底或接合不完全、選換檔不到位而掛不上檔，需要對(duì)失步的產(chǎn)生進(jìn)行補(bǔ)償。故障發(fā)生時(shí)，TCU應(yīng)生成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)故障代碼BCD碼供檢修,同時(shí)提醒駕駛員注意。AMT結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)-系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（4）輔助功能①爬行起步城市道路工況、倒車或特殊工況，車輛慢起步，確保安全和舒適。②巡航功能駕駛員無需踩踏板，AMT系統(tǒng)通過對(duì)油門開度、檔位變換，使車輛按最佳燃油經(jīng)濟(jì)性或最佳動(dòng)力性按設(shè)定的車速行駛。③驅(qū)動(dòng)防滑車輛在附著系數(shù)低的冰雪或濕滑路面起步或加速時(shí)，AMT系統(tǒng)可通過對(duì)離合器、油門和檔位變化來控制輸出軸轉(zhuǎn)矩來控制牽引力，以達(dá)到防滑控制的目的，提高車輛的操縱性、穩(wěn)定性和安全性。④顯示功能包括故障顯示和擋位顯示，故障顯示可把故障情況反映給駕駛員，以便及時(shí)采取措施排除故障，擋位顯示防止駕駛員檔位誤操作。系統(tǒng)具有串口，可將車輛運(yùn)行狀態(tài)通過串口上傳上位機(jī)LABVIEW正系統(tǒng)，進(jìn)行車輛狀態(tài)顯示及數(shù)據(jù)分析。06/Part線控變速系統(tǒng)構(gòu)架工作原理及設(shè)計(jì)原理線控變速系統(tǒng)構(gòu)架工作原理近年來，為了使搭載自動(dòng)變速器（AutomaticTransmission，AT）的車型能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)泊車功能，需要將傳統(tǒng)的通過搬動(dòng)換擋桿帶動(dòng)拉索拉動(dòng)變速器換擋軸來實(shí)現(xiàn)P、R、N、D的換擋方式，改為用電驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)換擋軸的方式來實(shí)現(xiàn)換擋，該電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被稱為線控?fù)Q擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該技術(shù)的應(yīng)用同時(shí)也是高級(jí)輔助駕駛技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)擋汽車的關(guān)鍵技術(shù)支撐，包括自動(dòng)變速行駛、自動(dòng)P擋請(qǐng)求、實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/運(yùn)動(dòng)換擋模式、駕駛員安全帶保護(hù)、車門打開安全保護(hù)、實(shí)現(xiàn)整車防盜功能、多重硬線喚醒、駕駛習(xí)慣學(xué)習(xí)等等功能。線控?fù)Q擋系統(tǒng)的基本模塊包括：控制器、電子檔位選擇模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器模塊、換擋執(zhí)行器模塊以及整車信號(hào)模塊。電子換擋選擇模塊將檔位信號(hào)發(fā)送給控制器，控制器再結(jié)合整車信號(hào)判斷是否處于可以操作的狀態(tài)，確認(rèn)沒有隱患則向換擋執(zhí)行器發(fā)送相應(yīng)的換擋信號(hào)，執(zhí)行器則進(jìn)行換擋操作，同時(shí)將換擋切換信息顯示到儀表盤，從而完成原機(jī)械換擋操作以及動(dòng)作反饋；如果存在隱患則將隱患信息發(fā)送到儀表盤，提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施。關(guān)于采取線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，主要有：（1）電子換擋選擇器相比原有的換擋器質(zhì)量更輕，體積更小，同時(shí)也易于維護(hù)；（2）采取線控?fù)Q擋技術(shù)能夠減少換擋安全性，提高功能可靠性。線控變速系統(tǒng)構(gòu)架工作原理傳統(tǒng)換擋器都是通過拉鎖推動(dòng)或拉動(dòng)自動(dòng)變速箱搖臂實(shí)現(xiàn)換擋，而線控?fù)Q擋器取消了機(jī)械式拉鎖，直接采用電機(jī)推動(dòng)或拉動(dòng)自動(dòng)變速箱搖臂實(shí)現(xiàn)換擋。一方面減少傳統(tǒng)機(jī)械式結(jié)構(gòu)的磨損，換擋器體積小，換擋機(jī)制靈活多變，可極大程度地滿足內(nèi)飾造型需求;另一方面線控?fù)Q擋器可實(shí)現(xiàn)電控?fù)Q擋，為智能駕駛奠定基礎(chǔ)。目前，線控?fù)Q擋器主要應(yīng)用在高端車型和新能源車。隨著汽車的智能化和電子化，以及輔助駕駛和無人駕駛的需求，各大零部件商正在大力研發(fā)，線控?fù)Q擋技術(shù)也將得到普遍應(yīng)用。線控?fù)Q擋是一種不需要任何機(jī)械結(jié)構(gòu)，僅通過電信號(hào)控制傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)。同其他線控技術(shù)一樣，線控?fù)Q擋也是通過CAN總線實(shí)現(xiàn)與整車的通訊，通過LIN線實(shí)現(xiàn)背光燈、隨檔增亮、面板按鍵等各種功能。線控?fù)Q擋主要由換擋桿和傳感器控制單元組成。當(dāng)駕駛員掛入某一個(gè)檔位時(shí)，傳感器就會(huì)將檔位請(qǐng)求信號(hào)傳送到變速箱控制單元TCU，同時(shí)，TCU會(huì)根據(jù)汽車上其它的各種信號(hào)（比如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開度、以及安全帶、車門開關(guān)信號(hào)等）進(jìn)行分析，根據(jù)通信協(xié)議進(jìn)行判斷是否執(zhí)行換擋請(qǐng)求。如果確認(rèn)沒有任何問題，TCU會(huì)發(fā)出指令，給變速箱中相應(yīng)的電磁閥通電或斷電，來控制各種液壓控制閥的通斷，從而實(shí)現(xiàn)檔位的切換，并將策略擋位發(fā)送給儀表顯示當(dāng)前檔位。同時(shí)，傳感器從CAN總線上接收TCU發(fā)出的反饋擋位信號(hào)，再通過LIN線點(diǎn)亮副儀表板上的擋位指示燈。如果被分析到有錯(cuò)誤操作的存在，比如高速行駛中突然向前掛R擋，會(huì)被TCU認(rèn)為是錯(cuò)誤信號(hào)，這種情況下TCU就不會(huì)給變速箱發(fā)操作指令。線控變速系統(tǒng)構(gòu)架工作原理線控變速系統(tǒng)構(gòu)架硬件電路設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)總體框圖自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)主要包括硬件電路和軟件系統(tǒng)。硬件電路是整個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，硬件電路的好壞對(duì)控制系統(tǒng)有著不可替代的影響。良好的硬件設(shè)計(jì)，可以對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生良好影響，進(jìn)而使汽車的安全性能得到很大的提高。自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)可以通過如車速傳感器在變速箱輸出軸處測(cè)量車速信號(hào)、轉(zhuǎn)速傳感器在電機(jī)軸和變速箱輸出輸入軸處測(cè)量轉(zhuǎn)速信號(hào)、扭矩傳感器測(cè)量扭矩信號(hào)、位置傳感器測(cè)量踏板的位置信號(hào)和加速度傳感器測(cè)量加速度信號(hào)等。此系統(tǒng)的輸入信號(hào)可以分為三種：開關(guān)量（數(shù)字量）、模擬量和脈沖量信號(hào)。下面分別介紹本設(shè)計(jì)中這三種類型輸入信號(hào)的調(diào)理電路。開關(guān)量信號(hào)調(diào)理電路開關(guān)量信號(hào)調(diào)理電路原理圖開關(guān)量信號(hào)有很多種，如檔位開關(guān)信號(hào)、停車燈信號(hào)、制動(dòng)開關(guān)信號(hào)和點(diǎn)火開關(guān)信號(hào)等等。在開關(guān)量輸入電路的設(shè)計(jì)中，開關(guān)量信號(hào)只有接通和斷開兩種狀態(tài)，因此對(duì)于開關(guān)信號(hào)來講，防止其受到干擾的措施并不是解決它的精度，而是防止其誤開或誤斷對(duì)系統(tǒng)或其他信號(hào)造成影響。開關(guān)量信號(hào)首先經(jīng)過低通濾波，然后通過MOC8101光電耦合器和上拉電阻使得電平降低，再輸入到處理器中。檔位開關(guān)信號(hào)的調(diào)理電路如圖所示。開關(guān)量信號(hào)從電路輸入端輸入，經(jīng)過MOC8101光電耦合器，從輸出端輸出。此電路既可以降低檔位信號(hào)的電平，使得處理器安全地接收信號(hào)，還可以很好地隔離輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。模擬量信號(hào)調(diào)理電路模擬量信號(hào)調(diào)理電路原理圖模擬量信號(hào)主要有加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)等。對(duì)于所采集的加速踏板和制動(dòng)踏板位置信號(hào)，可以由圖來實(shí)現(xiàn)。采集的踏板信號(hào)先經(jīng)過TL0140芯片所構(gòu)成的的濾波電路，可以過濾掉一些干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)了信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量。再經(jīng)過LM324和鉗位電路構(gòu)成的保護(hù)電路，可以對(duì)開發(fā)板帶來過流等保護(hù)。信號(hào)經(jīng)過調(diào)理電路之后，輸入到開發(fā)板的ADC模塊中。脈沖量信號(hào)調(diào)理電路脈沖量信號(hào)調(diào)理電路原理圖本系統(tǒng)中脈沖量信號(hào)包括變速器輸出軸和輸出軸轉(zhuǎn)速信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)信號(hào)等。此變速器需要實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)等來選擇換擋的條件和換擋的時(shí)機(jī)。因此，此電路必須有這良好的穩(wěn)定性和極高的準(zhǔn)確性。脈沖量信號(hào)的調(diào)理電路的作用是將脈沖信號(hào)通過整形、濾波和光電隔離等處理后，輸出的方波信號(hào)能夠輸入到處理器中。在變速器輸出軸端部安裝一個(gè)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。從轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是近似于正弦波的信號(hào)，從Input口輸入到轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路中，經(jīng)過電阻R1和VS1組成的限幅電路，以便于達(dá)到單片機(jī)接口的要求；再經(jīng)過電阻R2和電容C1組成的低通濾波電路，主要是除去干擾信號(hào)；然后經(jīng)過施密特整形電路后，輸出方波信號(hào)。輸出的方波信號(hào)如同圖所示，可以測(cè)量變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速和方向，即可得到車速。07/Part軟件部分設(shè)計(jì)軟件的介紹DSP56F8346是飛思卡爾56F800E系列的一種芯片，它有著一套完整、便利的軟件開發(fā)平臺(tái)——CodeWarriorIDE,它由工程管理器、分級(jí)瀏覽器、源代碼編輯器、連接器、編譯器和調(diào)試器等組成。它可以幫助用戶比以往傳統(tǒng)的平臺(tái)更加有效地管理開發(fā)工作。CodeWarrior有著以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）流水線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式；（2）最優(yōu)化的語言編譯器來保證最小的代碼體積或最快的執(zhí)行時(shí)間；（3）使用工程管理器方便對(duì)工程管理；（4）對(duì)Freecale56800/E系列的完全支持；（5）圖形化的源代碼調(diào)試，快速而又簡(jiǎn)單地解決復(fù)雜的問題。處理問題專家接口（PEI）用于DSP56800/E嵌入式的開發(fā)環(huán)境。它降低了成本，減少了應(yīng)用開發(fā)的周期，生成的代碼對(duì)DSP和外設(shè)的使用很高效。而且，其使用的代碼有著較高的移植性。嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)占用的內(nèi)核小；（2）系統(tǒng)精簡(jiǎn)，沒有過多復(fù)雜的功能設(shè)計(jì)；（3）專用性強(qiáng)，具有普遍的適用性；（4）它是多任務(wù)的操作系統(tǒng)，能保證程序的可靠和適時(shí)型，減少開發(fā)的時(shí)間保證質(zhì)量。行駛狀態(tài)的控制

在DSP初始化后，主程序是無限循環(huán)的，它包括對(duì)電動(dòng)汽車的行駛狀態(tài)的控制，判斷當(dāng)前的汽車是否在起步、制動(dòng)、爬坡、正常行駛等某一種狀態(tài)。汽車只有在正常行駛狀態(tài)下，才能調(diào)用換擋的子程序，否則系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)采集各個(gè)傳感器的信號(hào)，進(jìn)行分析判斷后再進(jìn)行下一個(gè)行駛狀態(tài)。換擋程序的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)換擋程序時(shí)，可以按照控制策略的要求，對(duì)電控系統(tǒng)中的各部分劃分優(yōu)先級(jí)。高優(yōu)先級(jí)包括駕駛?cè)艘鈭D和汽車的行駛狀態(tài)；中優(yōu)先級(jí)包括變速器的換擋動(dòng)作和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速；低優(yōu)先級(jí)包括各個(gè)信號(hào)如電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、加速踏板信號(hào)和檔位信號(hào)等的采集。在程序執(zhí)行過程中，若程序之間發(fā)生沖突，則各部分程序按照優(yōu)先級(jí)從高到低依次執(zhí)行。在換檔程序中，換擋動(dòng)作主要是根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和加速踏板開度的大小，按照預(yù)先制定的換檔規(guī)律，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和加速踏板開度的信號(hào)達(dá)到換擋的條件時(shí)，換擋電機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)檔位到達(dá)目標(biāo)檔位時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速至目標(biāo)值，換擋電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)換擋完成。采集加速踏板信號(hào)程序的設(shè)計(jì)電控系統(tǒng)中的處理器采集信號(hào)有：加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)等。這些信號(hào)由各自相應(yīng)的傳感器產(chǎn)生，通過調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為處理器能夠接收的信號(hào)，由處理器的A/D模塊端口傳輸?shù)教幚砥髦?。要將采集到的模擬量信號(hào)能被處理器識(shí)別，首先，要對(duì)A/D模塊進(jìn)行初始化再進(jìn)行一些參數(shù)的設(shè)置，然后再編程使得模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。采用的處理器有2個(gè)4通道的12位A/D模塊，這兩個(gè)A/D模塊有著各自的采樣和保持電路，它們可以獨(dú)立使用也可以同時(shí)使用。A/D采集模塊的程序的設(shè)計(jì)與編寫主要包括A/D模塊的初始化和對(duì)數(shù)據(jù)的處理。初始化工作主要是對(duì)模塊的選擇、是否進(jìn)入中斷、轉(zhuǎn)換通道的選擇、輸入模式的選擇和轉(zhuǎn)換模式的選擇等等。每一個(gè)設(shè)置的參數(shù)都有相對(duì)應(yīng)的寄存器，設(shè)置完之后的參數(shù)，其相應(yīng)的寄存器中有著相應(yīng)的賦值，參數(shù)選擇正確與否可以在寄存器中查看。采集驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)程序的設(shè)計(jì)采集驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和變速器輸出軸和輸出軸轉(zhuǎn)速信號(hào)使用的處理器有2個(gè)相位檢測(cè)器，這兩個(gè)相位檢測(cè)器分別與定時(shí)器A和定時(shí)器B共享引腳。測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速是利用定時(shí)器進(jìn)行高速時(shí)鐘的累加。在CodeWarriors編程環(huán)境中，需要添加脈沖累加模塊、定時(shí)模塊和位輸入輸出模塊。首先對(duì)上述模塊初始化，參數(shù)的設(shè)置都可以在嵌入豆監(jiān)視器窗口中進(jìn)行，中斷使能開啟、中斷周期和引腳等的確定，參數(shù)的對(duì)錯(cuò)可以在相對(duì)應(yīng)的寄存器中進(jìn)行查看。在設(shè)置完參數(shù)后進(jìn)行編譯，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量程序的編寫。顯示界面程序的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的顯示界面采用軟件本身自帶的FreeMaster軟件用來顯示所測(cè)量的信號(hào)機(jī)變量。FreeMaster集成了串口的通信功能，它包括常用的SCI通信模塊。通過在模塊中設(shè)置顯示的窗口、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小、命令緩沖區(qū)長(zhǎng)度等。在顯示界面中，左上角紅色部分為停止按鈕，右上角框圖為采集的信號(hào)的顯示界面。首先先通過project工具欄中選擇連接串口并連接，然后再選擇要顯示的變量，最后再建立一個(gè)新窗口，并將變量在右邊的窗口顯示出來。顯示界面程序的設(shè)計(jì)

子程序包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制程序和控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序。正反轉(zhuǎn)程序中，DSP開發(fā)板產(chǎn)生PWM波信號(hào)來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。電機(jī)控制方式為占空比控制，其中有脈沖輸入信號(hào)和方向輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)速的大小由脈沖信號(hào)的占空比大小來控制，轉(zhuǎn)速的方向由方向信號(hào)的高低電平來控制，在此控制電機(jī)中，方向信號(hào)為1時(shí)，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，方向信號(hào)為0時(shí)，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。因此，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)的占空比和方向信號(hào)的高低電平來控制。控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速的控制方法和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法一樣，控制的位移則使用速度環(huán)和位置環(huán)的PID控制。08/Part典型廠家線控變速介紹廠家1（上汽通用）

隨著科技的發(fā)展，使用電子換擋機(jī)構(gòu)替代傳統(tǒng)的拉索式機(jī)械換擋機(jī)構(gòu)的車型越來越多。這些外觀各異的電子換擋機(jī)構(gòu)（擋桿式、旋鈕式、懷擋式、按鍵式等）為車輛駕駛帶來了更多的便利性和安全性，同時(shí)也提升了車輛的豪華感和科技感。上汽通用汽車公司的凱迪拉克、別克等部分車型也采用了電子換擋系統(tǒng)（ETRS），與奔馳、寶馬、奧迪等豪華車的電子換擋系統(tǒng)工作原理類似，駕駛?cè)丝梢酝ㄟ^電子換擋桿完成車輛換擋操作，即通過傳感器將駕駛?cè)说牟僮饕鈭D轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再由換擋執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)變速器的換擋軸進(jìn)行擋位（駐車擋、倒擋、空擋、前進(jìn)擋）切換。其核心部件包括電子換擋桿、換擋執(zhí)行器及控制模塊等，而變速器內(nèi)部的機(jī)械和電氣構(gòu)造并沒有發(fā)生變化。與傳統(tǒng)機(jī)械換擋相比，電子換擋系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)。（1）電子化控制，省去了復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，布置更靈活，節(jié)省了車內(nèi)空間。（2）變速器響應(yīng)速度更快，增強(qiáng)變速器耐久性，為車輛駕駛帶來了更多的便利性。（3）能提供智能自動(dòng)保護(hù)模式，提升操控安全性。另外，其存在的缺點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)。（1）電子換擋桿在每次操作后會(huì)回到同一個(gè)位置，駕駛?cè)藷o法根據(jù)換擋桿位置來辨別當(dāng)前擋位，只能通過指示燈來判斷，易發(fā)生換錯(cuò)擋的情況。（2）電子部件多，控制復(fù)雜，影響因素多，故障檢修難度大。（3）當(dāng)電子換擋系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，大部分電子換擋機(jī)構(gòu)無法對(duì)當(dāng)前擋位進(jìn)行釋放，駕駛?cè)瞬荒茏孕幸苿?dòng)車輛，只能等待拖車或救援。廠家1（上汽通用）-ETRS的智能自動(dòng)保護(hù)模式

為了確保駕乘人員安全及防止變速器損壞，電子換擋系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置一些保護(hù)性功能。上汽通用汽車公司的ETRS同樣也有很多智能保護(hù)模式，具體包括以下3點(diǎn)。（1）防誤換入P擋功能。車輛行駛過程中，若駕駛?cè)苏`操作P擋按鈕（駐車擋按鈕），ETRS會(huì)指令變速器先自行換入N擋；當(dāng)車速降低至許可范圍時(shí)，再換入P擋，以保護(hù)變速器。（2）備用駐車鎖功能（默認(rèn)換入駐車擋）。當(dāng)車輛著機(jī)且處于非P擋時(shí)，若打開駕駛?cè)藗?cè)車門（未系安全帶、松開制動(dòng)踏板），或非P擋踩下制動(dòng)踏板停車，將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，變速器都會(huì)換入P擋（強(qiáng)制將換擋軸移至駐車位置），無需駕駛?cè)耸謩?dòng)操作，以保護(hù)駕乘人員安全。（3）自動(dòng)啟用電子駐車制動(dòng)功能。當(dāng)車輛處于坡道且換入P擋時(shí)，車輛會(huì)自動(dòng)啟用電子駐車制動(dòng)功能，防止因P擋機(jī)械負(fù)載過大而損壞變速器。廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修

以2017款別克君越車為例，ETRS是由換擋桿手柄（S156）、變速器換擋桿（S3）、底盤控制模塊（CCM）、變速器擋位控制模塊（TRCM）等部件組成。如圖5-27所示，操作電子換擋桿，換擋請(qǐng)求信息傳遞到底盤控制模塊，然后底盤控制模塊將指令發(fā)送給變速器擋位控制模塊，最后由變速器擋位控制模塊驅(qū)動(dòng)變速器換擋軸進(jìn)入選定的擋位（駐車擋、倒擋、空擋、前進(jìn)擋、手動(dòng)擋）。電子換擋系統(tǒng)的工作示意圖廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修換擋桿手柄:換擋桿手柄安裝在變速器換擋桿上方，集成有換擋互鎖按鈕、P擋按鈕及換擋桿位置指示燈3部分。變速器換擋桿及手柄廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修①換擋互鎖按鈕（也稱為釋放按鈕）。此電子換擋桿沒有設(shè)計(jì)鎖止電磁閥，雖然能隨時(shí)移動(dòng)換擋桿，但如果未按下?lián)Q擋桿手柄上的換擋互鎖按鈕，就不能真正從駐車擋移出。換擋互鎖按鈕內(nèi)有2個(gè)換擋互鎖開關(guān)，按下?lián)Q擋互鎖按鈕，底盤控制模塊會(huì)處理請(qǐng)求信息，并通過串行數(shù)據(jù)向變速器擋位控制模塊發(fā)送一個(gè)指令。在操作換擋互鎖按鈕時(shí)，如果未用力按在換擋互鎖按鈕的中央位置，則按鈕內(nèi)2個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)中的1個(gè)可能接觸不到，系統(tǒng)就會(huì)存儲(chǔ)故障代碼“P17A6換擋互鎖開關(guān)1-2不合理”。另外，換擋互鎖按鈕的檢測(cè)方法如下。用故障檢測(cè)儀讀取換擋互鎖開關(guān)1和換擋互鎖開關(guān)2的值，當(dāng)未按下?lián)Q擋互鎖按鈕時(shí)，換擋互鎖開關(guān)1、換擋互鎖開關(guān)2的值為67%～85%；當(dāng)按下?lián)Q擋互鎖按鈕時(shí)，換擋互鎖開關(guān)1、換擋互鎖開關(guān)2的值為50%～60%。如果換擋互鎖開關(guān)1、換擋互鎖開關(guān)2的值不在上述規(guī)定范圍內(nèi)，則需要檢修按鈕內(nèi)的換擋互鎖開關(guān)及其線路。查閱變速器換擋桿控制電路，根據(jù)變速器換擋桿端子定義得知變速器換擋桿端子19為換擋互鎖開關(guān)1信號(hào)端子，端子21為換擋互鎖開關(guān)2信號(hào)端子。用萬用表電阻擋測(cè)量換擋互鎖開關(guān)1、換擋互鎖開關(guān)2兩端的電阻，未按下?lián)Q擋互鎖按鈕時(shí)，測(cè)得的開關(guān)電阻應(yīng)為3kΩ～3.5kΩ；按下?lián)Q擋互鎖按鈕時(shí)，測(cè)得的開關(guān)電阻應(yīng)為1kΩ～1.5kΩ。如果測(cè)得的開關(guān)電阻不在上述規(guī)定范圍內(nèi)，則需要更換換擋桿手柄或變速器換擋桿。②P擋（駐車擋）按鈕。換擋桿手柄頂部有一個(gè)P擋按鈕，其內(nèi)部也包含2個(gè)開關(guān)，分別為變速器駐車位置開關(guān)1和變速器駐車位置開關(guān)2。當(dāng)按下P擋按鈕時(shí)，2個(gè)變速器駐車位置開關(guān)就會(huì)向底盤控制模塊發(fā)送駐車信息。與操作換擋互鎖按鈕一樣，如果未用力按在P擋按鈕的中央位置，則按鈕內(nèi)2個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)中的1個(gè)可能接觸不到，系統(tǒng)將會(huì)存儲(chǔ)故障代碼“P07BE變速器駐車位置開關(guān)1-2不合理”。另外，P擋按鈕的檢測(cè)方法如下。用故障檢測(cè)儀讀取變速器駐車位置開關(guān)1和變速器駐車位置開關(guān)2的值，當(dāng)未按下?lián)Q擋桿手柄上的P擋按鈕時(shí)，變速器駐車位置開關(guān)1、變速器駐車位置開關(guān)2的值為55%～70%；當(dāng)按下P擋按鈕時(shí)，變速器駐車位置開關(guān)1、變速器駐車位置開關(guān)2的值為35%～45%。如果變速器駐車位置開關(guān)1、變速器駐車位置開關(guān)2的值不在上述規(guī)定范圍內(nèi)，則需要檢修按鈕內(nèi)的變速器駐車位置開關(guān)及其線路。廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修根據(jù)變速器換擋桿端子定義得知變速器換擋桿端子9為變速器駐車位置開關(guān)1信號(hào)端子，端子11為變速器駐車位置開關(guān)2信號(hào)端子。用萬用表電阻擋測(cè)量變速器駐車位置開關(guān)1、變速器駐車位置開關(guān)2兩端的電阻，未按下P擋按鈕時(shí)，測(cè)得的開關(guān)電阻應(yīng)為3kΩ～3.5kΩ；按下P擋按鈕時(shí)，測(cè)得的開關(guān)電阻應(yīng)為1kΩ～1.5kΩ。如果測(cè)得的開關(guān)電阻不在上述規(guī)定范圍內(nèi)，則更換換擋桿手柄或變速器換擋桿。③換擋桿位置指示燈。換擋桿手柄端面有5個(gè)LED擋位指示燈，即P（駐車擋）、R（倒擋）、N（空擋）、D（前進(jìn)擋）、M（手動(dòng)擋）指示燈。當(dāng)變速器處于某個(gè)擋位時(shí)，換擋桿手柄內(nèi)的指示燈模塊會(huì)通過LIN總線從底盤控制模塊接收到擋位信息，并點(diǎn)亮相應(yīng)的擋位指示燈。變速器換擋控制電路廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修變速器換擋桿:變速器換擋桿實(shí)際上是一個(gè)集成的傳感器（有2個(gè)二維傳感器），用來檢測(cè)換擋桿的實(shí)際位置。每個(gè)二維傳感器傳輸一個(gè)X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)信號(hào)，用于將駕駛?cè)说膿Q擋動(dòng)作轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并發(fā)送至底盤控制模塊。換擋桿位置傳感器的檢測(cè)方法如下。用故障檢測(cè)儀讀取換擋桿位置傳感器1和換擋桿位置傳感器2的值，當(dāng)換擋桿移動(dòng)到不同位置時(shí)，變速器換擋桿X位置1占空比、變速器換擋桿Y位置1占空比、變速器換擋桿X位置2占空比、變速器換擋桿Y位置2占空比的值均應(yīng)在5%～95%變化。如果某項(xiàng)值小于5%或大于95%，或不發(fā)生改變，則需要對(duì)相關(guān)的換擋桿位置傳感器線路進(jìn)行檢修或更換變速器換擋桿。結(jié)合圖3，根據(jù)變速器換擋桿端子定義得知變速器換擋桿端子13為換擋桿位置傳感器1的供電端子，端子14為換擋桿位置傳感器1X坐標(biāo)信號(hào)端子，端子16為換擋桿位置傳感器1Y坐標(biāo)信號(hào)端子，端子15為換擋桿位置傳感器1的搭鐵端子；端子4為換擋桿位置傳感器2的供電端子，端子1為換擋桿位置傳感器2X坐標(biāo)信號(hào)端子，端子3為換擋桿位置傳感器2Y坐標(biāo)信號(hào)端子，端子2為換擋桿位置傳感器2的搭鐵端子。廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修底盤控制模塊:底盤控制模塊連接在高速GM-LAN和底盤擴(kuò)展GM-LAN上，作用是接收變速器換擋桿的信息，并將信息與變速器控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、車身控制模塊、電子制動(dòng)控制模塊等共享。底盤控制模塊還通過LIN總線與變速器擋位控制模塊互相通信，并控制換擋桿手柄上的擋位指示燈。所有變速器換擋桿和變速器擋位控制模塊的故障信息都在底盤控制模塊中設(shè)置。底盤控制模塊安裝在駕駛室前防火墻中間位置。地坪控制模塊的安裝位置示意廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修變速器擋位控制模塊:變速器擋位控制模塊實(shí)際上是個(gè)換擋執(zhí)行器，通過支架和螺栓安裝在自動(dòng)變速器上部。它也連接在高速GM-LAN和底盤擴(kuò)展GM-LAN上。變速器擋位控制模塊會(huì)參考相關(guān)模塊的信息，如車門開關(guān)、車速、選擋信息等，再通過內(nèi)部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變速器上的換擋軸，將換擋軸移入ETRS指令的擋位，從而實(shí)現(xiàn)變速器在P擋、R擋、N擋、D擋、M擋間的切換。變速器擋位控制模塊是一個(gè)總成件，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，除了集成電路之外，還包括以下元件，如電動(dòng)機(jī)、齒輪組、霍爾式位置傳感器、輸出軸等。模塊內(nèi)部冗余設(shè)計(jì)了2個(gè)電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)齒輪組完成換擋動(dòng)作?；魻柺轿恢脗鞲衅饔糜诜答佪敵鲚S的角度位置信息。在執(zhí)行器意外斷電時(shí)，內(nèi)部復(fù)位機(jī)構(gòu)會(huì)使變速器回到駐車擋。變速器擋位控制模塊內(nèi)部構(gòu)造廠家1（上汽通用）-ETRS的組成、工作原理及檢修“變速器擋位控制模塊擋位電動(dòng)機(jī)位置讀入”和“備用駐車鎖執(zhí)行器啟用”:在拆裝或更換過變速器擋位控制模塊后，用故障檢測(cè)儀進(jìn)入“變速器擋位控制模塊”“配置/重置功能”下面的“變速器擋位控制模塊擋位電動(dòng)機(jī)位置讀入”和“備用駐車鎖執(zhí)行器啟用”程序，并按照故障檢測(cè)儀上的說明完成操作。目的是讓電子換擋系統(tǒng)了解擋位電動(dòng)機(jī)和備用駐車鎖執(zhí)行器在變速器換擋軸上的準(zhǔn)確位置。執(zhí)行變速器擋位控制模塊讀入程序時(shí)必需滿足以下條件。①在運(yùn)行讀入程序前必須先排除電子換擋系統(tǒng)相關(guān)的當(dāng)前故障代碼。②確保變速器擋位控制模塊支座或連桿沒有松曠，否則應(yīng)予以調(diào)整緊固。③關(guān)閉車內(nèi)所有用電設(shè)備，確保蓄電池電量充足，必要時(shí)可跨接輔助電源。④確保變速器油溫在10℃～40℃。⑤確保變速器擋位控制模塊和底盤控制模塊軟件包是可用的最新版本軟件。如果軟件不是最新版本，則需執(zhí)行編程升級(jí)程序。廠家2（豐田普銳斯）換檔系統(tǒng)的作用是操縱駐車機(jī)構(gòu)和選擇前進(jìn)檔、倒檔和空擋。從傳統(tǒng)意義來講多數(shù)換檔系統(tǒng)由駕駛室內(nèi)的換檔桿和變速器內(nèi)的換檔機(jī)構(gòu)組成。這種類型的換檔裝置限制了換檔桿的結(jié)構(gòu)形式、換檔操作力、換檔模式等；也限制換檔操作性例如對(duì)于目前的換檔桿，無論是直的或柱式的，換檔位置排列順序全都為P、R、N、D。因?yàn)樽詣?dòng)變速器的結(jié)構(gòu)決定了這一切。此外松開駐車機(jī)構(gòu)需要特別大的力。對(duì)于傳統(tǒng)換檔機(jī)構(gòu)為減小司機(jī)的誤換檔操作，采用復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)，不利于簡(jiǎn)化換檔操作。為從根本上解決上述問題，豐田公司開發(fā)了線控?fù)Q檔系統(tǒng)，消除換檔桿與變速器之間的機(jī)械連接。本系統(tǒng)適用于混合動(dòng)力汽車，通過電控方式選擇前進(jìn)擋、倒擋和空擋，用電動(dòng)開關(guān)來嚙合或斷開駐車機(jī)構(gòu)。廠家2（豐田普銳斯）-線控?fù)Q檔系統(tǒng)的功能（1）大幅度改進(jìn)換檔的操作性：減小操作；優(yōu)化換檔模式；優(yōu)化布置。（2）解決人為誤操作。（3）改進(jìn)空間利用率，換檔機(jī)構(gòu)小型化。（4）儀表板設(shè)計(jì)更加先進(jìn)；換檔桿本身設(shè)計(jì)先進(jìn)；與周圍開關(guān)協(xié)調(diào)。線控?fù)Q檔系統(tǒng)的換檔模塊安裝在司機(jī)的手自然活動(dòng)范圍之內(nèi)，手柄緊湊，與周圍的開關(guān)協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎。為減小換檔操作力和發(fā)生人為誤操作，換檔手柄在司機(jī)的手松開時(shí)能立即自動(dòng)回到預(yù)先的位置。為了優(yōu)化換檔模式和選擇駐車位置駐車開關(guān)與換檔桿各自獨(dú)立。換檔操作力僅為傳統(tǒng)換檔桿操作力的1／5，采用新的換檔模式，圖