9.2. Электрогидравлическая система управления - общая информация, назначение основных элементов
Электронная система управления всех полноприводных (AWD) моделей Subaru разработана на основе системы управления переднеприводных (FWD) моделей. Гидравлическая часть системы управления дополнительно включает в себя электромагнитный клапан и муфту управления приводом задних колес. На основе анализа поступающих от различных информационных датчиков данных TCM определяет оптимальную величину крутящего момента, передаваемого на задние колеса автомобиля, и реализует его при помощи электромагнитного клапана за счет управления давлением в бустере муфты управления заднего привода. Схемы гидравлических соединений трансмиссий обоих типов на примере выбора 4-й передачи в режиме «D» с выключенной блокировкой гидротрансформатора представлены на иллюстрациях.
Функциональная схема гидравлического контура управления АТ типа MPT на примере выбора 4-й передачи в режиме «D» с отключенной блокировкой гидротрансформатора
|
|
Функциональная схема гидравлического контура управления АТ типа MPT на примере выбора 4-й передачи в режиме «D» с отключенной блокировкой гидротрансформатора
|
|
Функциональная схема гидравлического контура управления АТ типа VTD на примере выбора 4-й передачи в режиме «D» с отключенной блокировкой гидротрансформатора
|
|
Функциональная схема гидравлического контура управления АТ типа VTD на примере выбора 4-й передачи в режиме «D» с отключенной блокировкой гидротрансформатора
|
|
Электронная система управления точно задает режимы функционирования управляющей муфты заднего привода, что особенно эффективно при эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях при движении на малых скоростях, когда особое значение приобретает плавность изменения развиваемого ведущими колесами тягового усилия.
Электрогидравлическая система управления состоит из комплекта информационных датчиков/датчиков-выключателей, TCM и гидравлических узлов, включающих в себя электромагнитные клапаны. Система обеспечивает управление такими функциями АТ, как переключение передач (включая корректировку моментов переключения), блокировка гидротрансформатора, регулировка давления в линии, выбор оптимального рабочего режима (Base/Power), а также контроль функционирования раздаточной муфты (модели MPT)/многодисковой муфты ограничения проскальзывания межосевого дифференциала (модели VTD). На основании анализа параметров входных сигналов TCM определяет рабочее состояние автомобиля и осуществляет контроль функционирования восьми электромагнитных управляющих клапанов (клапаны переключений 1 и 2, распределительные электромагнитные клапаны сцепления понижающих передач и тормоза 2-4 передач, исполнительные клапаны давления в линии, блокировки гидротрансформатора, раздаточного устройства и тормоза 2-4 передач).
В сравнении с РКПП автоматическая трансмиссия способствует повышению общей управляемости автомобиля, что в первую очередь отражается на комфортности движения. Функциональная схема электрогидравлической системы управления АТ представлена на иллюстрации.
|
|
Сигналы ввода-вывода TCM
Входные сигналы
Сигнал датчика положения дроссельной заслонки (TPS) используется для определения точки переключения, давления в линии и зависящей от нагрузки на двигатель скорости движения, при которой должна производиться блокировка гидротрансформатора.
Сигнал переднего датчика скорости автомобиля (VSS) (помещается на картере АТ) используется при управлении переключением передач, блокировкой гидротрансформатора, давлением в линии и работой раздаточной муфты.
Сигнал заднего VSS (помещается на корпусе удлинения) используется при управлении функционированием раздаточной муфты, а также в качестве сигнала обратной связи при отказе VSS.
Сигнал оборотов двигателя используется при управлении блокировкой гидротрансформатора для гарантии плавности переключений.
Сигнал датчика-выключателя разрешения запуска используется при определении передач и давления в линии в каждом из положений рычага селектора.
Сигнал датчика-выключателя температуры ATF используется для подавления блокировки гидротрансформатора, отпускания OD и определения температуры трансмиссионной жидкости.
Выключатель переднего привода (модели MPT) используется для имитации переднеприводного режима при стендовых проверках автомобиля (аналогичную функцию выполняет перемычка, устанавливаемая в держатель соответствующего предохранителя).
Сигнал ABS используется при оптимизации управления функционированием антиблокировочной системы. Суть оптимизации заключается в регулировке распределения крутящего момента между передними и задними колесами автомобиля с целью подавления действия торможения двигателем и снижения зависимости функционирования одних колес от других.
Сигнал темпостата предупреждает TCM об активации системы управления скоростью и используется для расширения рабочего диапазона 4-й передачи.
Датчик оборотов турбины гидротрансформатора информирует TCM о частоте вращения входного вала. По соотношению между данным параметром и скоростью движения автомобиля модуль управления определяет имеется ли необходимость в переключения трансмиссии.
Сигнал отключения контроля распределения крутящего момента выдается на TCM модулем управления двигателем с целью приостановки управления распределением крутящего момента.
Выключатель режима «HOLD». В замкнутом (ON) положении данного выключателя автомобиль трогается со 2-й передачи (при выборе диапазона «D», «3» или «2»), что облегчает процедуру начала движения при скользком дорожном покрытии.
Выключатель режима повышенной мощности (POWER). В замкнутом (ON) положении данного выключателя TCM осуществляет переключение передач в соответствии с установками режима повышенной мощности (POWER).
Сигнал датчика-выключателя активации режима kickdown используется для предупреждения TCM о полном открывании дроссельной заслонки и необходимости переключения трансмиссии на пониженную передачу.
Датчик-выключатель торможения. Если сигнал данного датчика-выключателя генерируется при движении под уклон, TCM осуществляет переход трансмиссии на пониженную передачу с целью активации торможения двигателем.
Сигнал TCS (модели VTD) используется при оптимизации управления функционированием антипробуксовочной системы (TCS). Суть оптимизации заключается в регулировке распределения крутящего момента между передними и задними колесами автомобиля с целью подавления действия торможения двигателем и снижения зависимости функционирования одних колес от других.
Сигнал VDC (модели VTD) используется при оптимизации управления функционированием системы динамической стабилизации (VDC). Суть оптимизации заключается в регулировке распределения крутящего момента между передними и задними колесами автомобиля с целью подавления действия торможения двигателем и снижения зависимости функционирования одних колес от других.
Сигнал датчика угла поворота рулевого колеса (модели VTD) используется для мониторинга поведения автомобиля при выработке сигналов управления передачей крутящего момента на задние колеса.
Сигналы датчиков уводящего момента/поперечных ускорений (модели VTD) используются для мониторинга поведения автомобиля при выработке сигналов управления передачей крутящего момента на задние колеса.
Выходные сигналы
Сигналы электромагнитных клапанов включения 1 и 2 контролируют шаг переключения передачи путем включения/выключения соответствующего электромагнитного клапана.
Исполнительный электромагнитный клапан давления в линии регулирует давление в линии в соответствии с условиями движения.
Исполнительный электромагнитный клапан блокировки гидротрансформатора регулирует гидравлическое давление блокирующей муфты для управления ею в 3-х режимах (открытый, плавный, блокировка).
Исполнительный электромагнитный клапан управления приводом задних колес регулирует гидравлическое давление на раздаточной муфте с целью контроля нагрузки выходного вала.
Контрольная лампа температуры АТF загорается при превышении температурой трансмиссионной жидкости предельно допустимого значения.
Исполнительный электромагнитный клапан тормоза 2-4 регулирует рабочее давление тормозной сборки 2-4 передач с целью обеспечения безударности переключения.
Распределительный электромагнитный клапан тормоза 2-4 контролирует подачу/отключение давления на распределительный клапан В тормозной сборки 2-4 передач при управлении моментом отключения тормоза.
Распределительный электромагнитный клапан сцепления понижающих передач контролирует подачу/отключение давления на распределительный клапан В сцепления понижающих передач при управлении функционированием сцепления, а также осуществляет управление подачей/отключением давления на соответствующий клапан для запрета включения передачи заднего хода.
Сигналы управления крутящим моментом 1 и 2 обеспечивают снижение крутящего момента двигателя при выборе диапазона и смене передачи.
Световой индикатор включения режима повышенной мощности (POWER) предупреждает о переключениях трансмиссии между режимами «Base» и «Power», - индикатор светится при активации режима «POWER». Кроме того, данный индикатор может использоваться для вывода диагностических кодов неисправностей системы бортовой самодиагностики диагностики.
Световой индикатор режима «HOLD» предупреждает о переключениях трансмиссии между режимами «Base» и «Hold», - индикатор светится при активации режима «HOLD».
Принципы функционирования системы управления и отдельных ее элементов
Система управления
АТ типа MPT
Систему управления АТ можно разбить на две подсистемы: подсистема управления функционированием трансмиссией и подсистема управления функционированием раздаточной муфтой.
Подсистема управления функционированием трансмиссией
Подсистема осуществляет контроль следующих функций АТ: переключение передач, блокировка гидротрансформатора, регулировка давления в линии и выбор моментов переключения передач.
В рамках управления переключением передач осуществляются следующие функции:
a) Выбор моментов повышающего или понижающего переключения в соответствии с установками режима функционирования трансмиссии (Base или Power) с учетом текущего положения дроссельной заслонки и скорости движения автомобиля;
b) Фиксация АТ на 3-й передаче при поступлении входного сигнала ABS;
c) Запрет переключения на 4-ю передачу при недостаточном прогреве ATF;
d) Блокировка 1-й передачи в диапазонах «D», «3» или «2» АТ при активации режима «HOLD» с соответствующего выключателя.
В рамках управления блокировкой гидротрансформатора осуществляется контроль собственно включения/выключения блокировки, а также контроль плавности ее включения:
a) В соответствии с базовыми уками блокировка включена постоянно при движении на 4-й передаче в диапазоне «D» трансмиссии, тогда как динамическое управление состоянием гидротрансформатора (включение/выключение блокировки) производится на всех прочих передачах в любых диапазонах АТ в зависимости от текущего положения дроссельной заслонки и скорости движения автомобиля. Исключение составляют лишь моменты переключения передач, когда блокировка отключается по умолчанию;
b) Контроль плавности активации блокировки осуществляется каждый раз при ее включении.
Управление давлением в линии осуществляется постоянно:
a) В обычных условиях давление регулируется в соответствии с положением дроссельной заслонки, скоростью автомобиля и сигналами выбора диапазонов;
b) В моменты перехода с передачи на передачу давление в линии регулируется с целью обеспечения безударности переключения;
c) При начале движения давление в линии принудительно понижается с целью ограничения возрастания нагрузок на двигатель.
В рамках управления моментами переключения передач осуществляются следующие функции:
a) Регулировка шага переключения путем управления срабатыванием электромагнитного клапана;
b) Контроль блокировки гидротрансформатора путем временном отпускании блокировочной муфты в моменты переключения передач;
c) Оптимизация давления в линии с целью обеспечения безударности переключений трансмиссии.
Подсистема управления функционированием раздаточной муфтой
В число задач, выполняемых данной подсистемой входят следующие:
a) Регулировка давления, подаваемого на муфту управления приводом задних колес в соответствии с текущим положением дроссельной заслонки и скоростью движения автомобиля;
b) Повышение управляющего давления на муфту при включении диапазона «1» АТ;
c) Установка управляющего давления на уровень, соответствующий режиму движения на 1-й передаче (см. предыдущий пункт) при выявлении момента начала пробуксовки колес, - данная функция отключается при движении со скоростью свыше 60 км/ч, а также при полном закрывании дроссельной заслонки;
d) Снижение подаваемого на муфту управляющего давления во время совершения поворотов;
e) Установка давления на заданный уровень при поступлении входных сигналов ABS.
АТ типа VTD
Систему управления АТ можно разбить на две подсистемы: подсистема управления функционированием трансмиссией и подсистема управления функционированием многодисковой муфты межосевого дифференциала ограниченного скольжения (LSD).
Подсистема управления функционированием трансмиссией
Задачи, выполняемые данной подсистемой, аналогичны описанным выше для трансмиссий MPT-типа.
Подсистема управления функционированием многодисковой муфты межосевого дифференциала ограниченного скольжения (LSD)
В число задач, выполняемых данной подсистемой входят следующие:
a) Регулировка управляющего давления на муфту LSD в соответствии с входным крутящим моментом, и условиями движения;
b) Регулировка управляющего давления во время начала движения пропорционально углу открывания дроссельной заслонки;
c) Снижение управляющего давления на муфту во время совершения поворотов, когда отношение скоростей вращения передних и задних колес оказывается меньше некоторого установленного для текущего скоростного режима значения;
d) Снижение управляющего давления на муфту при выявлении момента начала пробуксовки передних или задних колес;
e) Установка давления на заданный уровень при поступлении входных сигналов ABS.
f) Снижение управляющего давления на муфту при замыкании (ON) датчика-выключателя торможения и полном закрывании дроссельной заслонки (базовый контроль);
g) Повышение управляющего давления при активации режима «1» АТ с целью улучшения управляемости автомобиля.
Модуль управления трансмиссии
TCM является «мозгом» системы управления трансмиссией, который на основании анализа данных, поступающих от различных информационных датчиков/датчиков-выключателей («нервные окончания»), определяет текущие рабочие параметры движения и выдает соответствующие команды на управляющие электромагнитные клапаны («мышцы»). Подобный механизм позволяет осуществлять управление переключением передач, блокировкой гидротрансформатора и регулировкой давления, подаваемого на раздаточную муфту (модели MPT)/многодисковую муфту LSD (модели VTD) в соответствии с выбранными рабочими уками, дорожными условиями и текущими потребностями двигателя.
Световой индикатор включения режима повышенной мощности (POWER)
Как уже упоминалось выше, в число прочих функций, выполняемых TCM, входит функция автоматического выбора одного из двух управляющих режимов: «Базового» (Base) или режима «Повышенной мощности отдачи» (Power). Выбор осуществляет в соответствии с манерой вождения водителя, которую TCM определяет исходя характера управления педалью газа. Обычно базовый режим используется при движении по ровной дороге, в то время как наиболее типичными условиями активации режима «Power» являются резкие ускорения и движение в гору. Установленный на панели приборов световой индикатор «Power» загорается при замыкании соответствующего датчика-выключателя во время активации режима повышенной мощности при движении в режимах «D», «3» или «2» АТ.
Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)
TPS выдает электрические сигналы, соответствующие положениям углу поворота дроссельной заслонки. На основании анализа поступающих от датчика данных TCM определяет степень открывания дроссельной заслонки и скорость выжимания водителем педали газа.
Датчики скорости (VSS)
|
Местоположение датчиков VSS показано на
иллюстрации.
|
Задний VSS
Задний VSS (датчик оборотов выходного вала) устанавливается снаружи на корпусе удлинения АТ.
На трансмиссиях MPT датчик регистрирует частоту вращения задних колес по периферийной скорости элементов образующей поверхности барабана раздаточной муфты и выдает на TCM соответствующий сигнал синусоидальной формы (по 30 импульсов на один оборот выходного вала).
На трансмиссиях VTD датчик отслеживает периферийную скорость элементов образующей поверхности непосредственно выходного вала, выдавая на TCM 22 синусоидальных импульса на один оборот вала.
Передний VSS
Передний VSS (датчик оборотов выходного вала) устанавливается снаружи на картере трансмиссии. Датчик выдает на TCM сигнальное напряжение синусоидальной формы (по 16 импульсов на один оборот), соответствующее частоте вращения передних колес автомобиля, которое модуль управления преобразует в 4-импульсные сигналы, выдаваемые на ECM и комбинацию приборов.
Датчик температуры ATF
|
Датчик встроен в клапанную сборку трансмиссии,
представляет собой термистор, сопротивление которого изменяется обратно
пропорционально изменению температуры и служит для определения температуры
трансмиссионной жидкости. Местоположение датчика в клапанной сборке и
его выходная характеристика представлены на иллюстрации.
|
Датчик оборотов турбины гидротрансформатора
|
Датчик оборотов турбины гидротрансформатора (датчик оборотов выходного вала) устанавливается снаружи на картере трансмиссии и служит для определения частоты вращения турбины гидротрансформатора по периферийной скорости элементов образующей поверхности барабана соединенной с входным валом муфты сцепления повышающей передачи. Датчик выдает на TCM сигнал синусоидальной формы (32 импульса на один оборот вала), на основании результатов обработки которого модуль управления определяет соотношение оборотов входного вала и скорости движения автомобиля и решает вопрос о необходимости переключения передачи. |
Датчик-выключатель разрешения запуска (P/N)
Данный датчик-выключатель установлен на правой стороне картера трансмиссии, управляется от рычага селектора АТ и обеспечивает гарантию безопасности при осуществлении запуска двигателя. датчик-выключатель
Когда рычаг селектора находится в положении P или N, электрическая цепь датчика-выключателя разрешения запуска замкнута и стартера готов к проворачиванию двигателя.
Во всех прочих положениях рычага датчик-выключатель обеспечивает размыкание цепи стартера, предотвращая тем самым возможность осуществления запуска двигателя. При включении задней передачи («R») датчик-выключатель Р/N обеспечивает срабатывание огней заднего хода.
Кроме того, датчик-выключатель разрешения запуска информирует TCM о положении рычага селектора.
|
Идентификационная карта клемм датчика-выключателя разрешения запуска приведена на иллюстрации. |
Клапанная сборка
Схема расположения компонентов клапанной сборки представлена на иллюстрации.
Расположение электромагнитных клапанов переключений 1 и 2 в клапанной сборке АТ
|
|
1 — Электромагнитный клапан переключения 2
|
5 — Исполнительный электромагнитный клапан давления
в линии
|
Электромагнитные клапаны переключений 1 и 2
Данные клапаны входят в состав клапанной сборки электрогидравлической системы управления АТ. Клапаны активируются по команде TCM и осуществляют соответствующие переключения трансмиссии.
Распределительный электромагнитный клапан сцепления понижающих передач
Данный электромагнитный клапан также встроен в клапанную сборку, срабатывает по команде TCM и управляет функционированием В- клапана сцепления понижающих передач и клапана запрета включения задней передачи.
Распределительный электромагнитный клапан тормоза 2-4
Местоположение клапана в клапанной сборке показано на иллюстрации. Клапан активируется по команде TCM и обеспечивает безударность переключений трансмиссии за счет управления функционированием В-клапана тормозной сборки 2-4.
Исполнительный электромагнитный клапан давления в линии
Клапан также входит в состав клапанной сборки, функционирует под контролем TCM и обеспечивает регулировку давления в линии в соответствии с текущими условиями движения путем управления функционированием клапана-модулятора давления и контрольным А-клапаном аккумулятора для оптимизации давления в линии до уровня, подходящего для условий эксплуатации.
Исполнительный электромагнитный клапан блокировки гидротрансформатора
Посредством данного клапана TCM управляет функционированием соответствующего контрольного клапана, обеспечивающего плавность включения/выключения блокировки гидротрансформатора за счет управления.
Исполнительный электро-магнитный клапан тормоза 2-4
Действуя под контролем TCM, данный клапан обеспечивает безударность переключений за счет управления модуляциями рабочего давления тормозной сборки 2-4.
Исполнительный электромагнитный клапан раздаточного устройства
|
Данный клапан входит в состав клапанной сборки управления раздаточным механизмом, помещающейся в задней части картера трансмиссии. Посредством данного клапана TCM обеспечивает управление давлением, подаваемым на раздаточную муфту/управляющий клапан многодискового сцепления LSD. |