汽车电子控制装置及控制内容

电子控制单元是电子控制换档系统的控制装置，称为自动变速器ECU（变速器ECU或ECT的ECU）。

目前，电子控制换档系统ECU虽然有的是独立的，但相当多的变速器ECU是与发动机ECU组成一体的，例如日本凌志LS400型高级轿车用电控自动变速器、丰田A340E电控四速自动变速器均属于后者，通常称之为发动机和变速器ECU。这是因为变速器ECU所采用的传感器信号有些是与发动机ECU通用的，且变速器ECU与发动机控制进行联系的项目较多。

1.变速器ECU的特点

与发动机电子控制器类似，变速器ECU由电源、输入电路、输出电路、信号转换器和计算机等组成。其中计算机（亦称微处理机）主要由中央处理器CPU、存储器和输入输出接口（I/O）等几部分组成。

计算机是电子控制器的核心部件，它能完成比全液压控制式自动变速器更复杂的自动控制，能进行逻辑运算、程序控制及数据处理。更重要的是它可用数字处理办法，将全部换档程序和锁止变矩器程序，持久地存储于变速器ECU存储器中。变速器ECU存储器可存储多种控制参数，实现动态多参数控制，从而获得最佳的动力性和燃料经济性，这是全液压控制式自动变速器换档难以做到的。它可以只靠改变输入信号及程序来适应不同传动和不同换档规律的需要，而不必改变机械加工工艺设备，使一种操纵装置适用于各种传动。

2.变速器ECU的工作原理

变速器ECU根据传感器输送的信号确定换档点和变矩器锁止时机，并控制相应电磁阀工作。变速器ECU只允许变速杆处于“P”位或“N”位时，才能起动发动机。起动后换入前进档位后系统便进入自动控制。驾驶人视路况、车速、负载等，通过模式选择开关选择适宜的规律行驶。中央处理器CPU每隔一定时间收集一次输入信号，处理这些信息（车速、节气门开度等），并从存储器中读出预置的该节气门开度下的最佳换档点速度，与当时采样的车速比较后，判断是否换档。如需换档则通过接口发出换档指令给换档电磁阀实现升档或降档。当路况需人为干预时，可松开加速踏板提前换高档，踩加速踏板提前换入低档，或将变速杆置于低档，系统则退出自动控制。

3.变速器ECU的控制内容

变速器ECU接收各种监测汽车行驶状况和发动机工况的开关、传感器信号，可精确地控制ECT的换档时间、变矩器锁止离合器的锁止时间和换档时的发动机转矩；它还具有自诊断功能，自动监测和识别电子控制元件的故障，并通过O/D OFF指示灯指示或输出故障码；此外，变速器ECU在电子电路发生故障和电磁阀失效时还具有失效安全保护功能，能保证车辆继续行驶。

（1）换档正时控制 换档正时控制即换档点（变速点）控制，它是变速器ECU最基本的控制功能。在ECT中，档位（速比）自动进行切换的点称为换档点，换档点由节气门开度和车速决定。换档（升档或降档）车速与节气门开度的关系通常称为换档规律。如图5-18所示为变速杆处于“D”位，模式选择开关处于“N”或“P”时的换档规律图。

图5-18 换档规律图

当变速杆在前进档位“D”，且节气门开度相同时，动力型换档规律的各档升档车速以及降档车速都要比经济型换档规律的升档及降档车速高，这样升档车速越高，加速动力性越好，降档时亦然。反之，升档车速越低则燃油经济性就越好。

在选定换档模式后，变速器ECU按照换档模式的程序，根据速度传感器输入的车速信号和节气门位置传感器输入的节气门开度信号控制1、2号电磁阀线圈电流的通断，即控制这两个电磁阀的接通或断开。用这种方法，ECU即可控制换档阀，使其切换行星齿轮装置中的离合器、制动器的油路。实现升档或降档。丰田A140型自动变速器（四速）换档正时的控制如图5-19所示。

图5-19 丰田A140型电子控制自动变速器换档正时图(www.xing528.com)

（2）变矩器离合器锁止正时控制 在发动机和变速器ECU存储器中，已存入了每种行驶方式（不同档位、不同换档模式）下锁止离合器工作程序，依照这种程序，变速器ECU可根据车速信号和节气门开度信号使锁止电磁阀（3号电磁阀）接通或断开，从而控制锁止时间。

根据锁止电磁阀的接通或断开，锁止信号阀（或锁止控制阀、锁止继电器阀）变换作用于变矩器上的液压油路，使锁止离合器结合或分离。A140E电子控制变速器的锁止正时控制如图5-20所示。

图5-20 丰田A140电子控制自动变速器锁止正时控制

在锁止系统工作时、升档或降档期间ECU会把锁止电磁阀电路暂时切断，以减轻换档冲击。

此外，制动开关接通；节气门位置传感器的“IDL”触点接通（节气门全闭）；冷却液温度低于70°C；巡航控制计算机系统正在工作，实际车速低于其预置车速，但高于10km/h时；只要发生上述四种情况之一，变速器ECU都将切断锁止电磁阀电路，强制锁止离合器分离。

变速器ECU不仅可利用锁止电磁阀来控制锁止正时，还可利用电磁阀来调节锁止离合器液压，从而使锁止离合器平顺地结合和分离。

（3）超速行驶控制 当超速档开关接通，并且变速杆置于“D”位时，汽车才有可能以超速档行驶。由于超速档的转速比较小，在平坦的柏油路上小负荷行驶时发动机转速与直接档相比几乎下降1/3，不但降低了油耗，而且使发动机噪声及磨损明显下降。所以，4个前进档的电子控制自动变速器中第四档为超速档是一大特点。

但是使用超速档是有条件的，对于丰田A140E自动变速器，若冷却液温度低于70°C；或巡航控制计算机系统工作实际车速低于预置车速但高于10km/h时，发动机ECU和巡航控制ECU将给变速器ECU送一超速解除信号，变速器ECU将不会使ECT升速至超速档。

（4）发动机转矩控制 当发动机和变速器ECU根据接收的各种信号判定变速器需要换档变速时，会暂时使发动机点火时间滞后（点火延迟），使发动机转矩下降以使离合器结合平缓，换档平顺。

（5）自诊断功能 当速度传感器、电磁阀等发生故障时ECU通过O/D OFF指示灯的闪烁输出故障码以指示故障发生的部位。

当变速器ECU监测和识别出上述元件有故障时，便将相应的故障码存储在存储器中，由于有备用电源，即使发动机熄火也不会消失。所以，在故障排除后要通过消除故障码的专门程序才能将故障码从存储器中抹掉。

（6）失效安全保护功能 若1号或2号电磁阀失灵时，变速器ECU将继续控制正常电磁阀工作，使一些换档仍能进行，车辆能继续行驶。当1、2号电磁阀都失灵时，可通过变速杆换档。当变速杆移到前进档低（L）、2（S）位和D位的，变速器将分别在1档、3档和超速（OD）档工作。

另外，在正常情况下，变速器ECU利用主速度传感器（No.2）信号进行控制，当主速度传感器失灵时，则利用辅助速度传感器（No.1）信号进行控制。