Микропроцессорные системы управления АМТС (стр. 5 из 6)
Рисунок 11. Структурная схема микропроцессорной системы управления ГМП легковых автомобилей
В случае отключения системы управления от источника питания осуществляется автоматическое включение третьей передачи (с помощью подпружиненного гидравлического клапана).
Микропроцессорная система применяется для управления трехступенчатыми планетарными ГМП легковых автомобилей «Рено» мод. R9S, 18i и «Фуэго».
В зависимости от положения рычага контроллера управления KУ (рисунок 11) сигналы от него через интерфейс поступают в микропроцессор МП, что обеспечивает следующие режимы работы ГМП: автоматическое переключение всех трех передач (положение D контроллера), автоматическое переключение первой и второй передач (положение 2), принудительное включение первой передачи (положение 1), передачи заднего хода (положение R), установка в нейтраль (положение N) и блокировка передачи (положение Р).
Переключением передач при установке контроллера в положения D, 2 и 1 управляют два клапана с электромагнитным приводом (ЭМ1 и ЭМ2). Порядок включения этих клапанов на различных передачах приведен ниже (знаком + отмечено подключение электромагнитов их привода к источнику питания).
| Положение контроллераПередача | D | D | D | D | 2 | 2 | 1 |
| Первая | Вторая | (Вторая - третья) | Третья | Первая | Вторая | Первая | |
| Включениеэлектромагнитов:ЭМ1 ........ЭМ2 ........ | |||||||
| -+ | ++ | (+)(-) | -- | -+ | ++ | -+ |
Примечание. Данные в скобках соответствуют режиму переключения передач.
При отключении электромагнитов от источника питания в случае установки контроллера в положения 1, 2 и D включается третья передача, а установка контроллера в положения R, N и Р обеспечивает включение соответственно передачи заднего хода, нейтрали и режима блокировки передач. Структурная схема рассматриваемой микропроцессорной системы управления представлена на рисунке 11. Основным элементом ее электронного блока ЭБ является микропроцессор типа 80А22, в состав которого входят собственно микропроцессор, счетчик, генератор, ОЗУ с памятью объемом 64 слова, ПЗУ с памятью объемом 2048 слов, 28 линий ввод-вывод, из которых две идут от входящего в состав микропроцессора аналого-цифрового преобразователя и еще две рассчитаны на выходной ток до 7 мА. Допустимое напряжение питания микропроцессора 4,5 — 6,5 В, рабочий температурный диапазон от — 40 до 100 С, число команд — более 70. По существу, данный микропроцессор является микро ЭВМ.
Автоматическое переключение передач осуществляется в зависимости от двух параметров — скорости движения автомобиля и нагрузки двигателя. Требуемые для этой цели сигналы поступают в электронный блок через усилитель-формирователь УФ от датчика скорости ДС автомобиля индукторного типа и через фильтр — от датчика нагрузки ДН двигателя, выполненного в виде потенциометра, приводящегося от педали подачи топлива. С помощью этого потенциометра реализуется и режим кикдаун, используемый для обгонов.
Связь потенциометра с педалью управления дроссельной заслонкой выполняется таким образом, что при полностью отпущенной педали напряжение на его выходе не снижается до нуля. Наличие на выходе потенциометра напряжения не ниже определенного уровня является индикатором его исправности и используется в системе защиты ГМП от неправильного срабатывания. С учетом сигналов, получаемых от датчиков скорости автомобиля и нагрузки двигателя, в соответствии с заданной программой микропроцессор вырабатывает команды управления клапанами ЭМ1 и ЭМ2, обеспечивающие требуемые переключения передач. Для того чтобы произошло переключение со второй на третью передачу, необходимо отключить от источника питания оба клапана. Однако нельзя гарантированно обеспечить строго одновременного выключения обоих клапанов, в связи с чем возможен случай, когда клапан ЭМ1 выключится несколько раньше клапана ЭМ2. В результате какое-то время при выключенном клапане ЭМ1 клапан ЭМ2 окажется включенным. Это соответствует включению первой передачи, т. е. вместо того, чтобы произошло переключение со второй на третью передачу, будет иметь место переход со второй на первую передачу.
Для предотвращения такой возможности микропроцессорная система управления после выработки команды перехода со второй на третью передачу, задерживает на небольшой период времени выключение клапана ЭМ1, благодаря чему в период переключения возможна только комбинация в виде открытого клапана ЭМ1 и закрытого клапана ЭМ2 с последующим закрытием обоих клапанов.
Помимо выработки команд на переключение передач микропроцессорная система управляет перекрытием включения фрикционов и тормозов ГМП, обеспечивая необходимую плавность процесса переключения.
Программой, заложенной в микропроцессорную систему, предусмотрено выполнение следующих защитных функций: предотвращение непредусмотренного переключения со второй или третьей на первую передачу при отказе датчика скорости. Для решения этой задачи сигнал датчика скорости автомобиля после его поступления в микропроцессор сравнивается с пороговым сигналом, соответствующим скорости движения 3 км/ч. Если при движении автомобиля на второй или третьей передачах сигнал преобразователя оказался ниже порогового сигнала, то это свидетельствует о неисправности преобразователя, и переключение на первую передачу запрещается. Одновременно выдается сигнал неисправности на контрольную лампу;
исключение неправильного функционирования системы управления в случае отказа датчика нагрузки. Если такой отказ происходит и напряжение на выходе датчика снижается до нуля, вместо заданного минимального его значения при исправном датчике, то система управления не принимает сигналов от датчика нагрузки и при этом включается третья передача;
контроль прохождения в микропроцессоре заданной программы. Для этой цели в конце выполнения микропроцессором отдельных участков программы выдается короткий импульс, который запускает одновибратор. Сигнал, вырабатываемый одновибратором, более продолжительный, чем период выполнения участка программы между двумя соседними импульсами. Благодаря этому при нормальном функционировании микропроцессора на выходе одновибратора все время поддерживается высокий уровень сигнала. Если же в работе микропроцессора происходят остановки или «зацикливание», то на выходе одновибратора появляется напряжение низкого уровня, что является сигналом неисправности. Этот элемент защиты, имеющий обозначение «Контроль МП» (рисунок 11) обеспечивает отключение усилителей Уэм питания электромагнитов клапанов;
проверка правильности прохождения команд через усилители уэм питания электромагнитов клапанов сопоставлением сигналов на входах и выходах усилителей. При несоответствии этих сигналов микропроцессор вырабатывает команду на выключение усилителей. Блок защиты Б3пер предотвращает ошибочные переключения во время переходных процессов в системе.
Помимо выполнения защитных операций микропроцессор все обнаруженные неисправности через усилитель диагностики Уд отображает на индикаторе диагностики, сигнализируя о них водителю. Кроме того, код этих неисправностей записывается в память микропроцессора и сохраняется в ней до тех пор, пока к микропроцессору подведено напряжение питания.
Микропроцессорные системы управления ГМП, так же как и электронные системы управления с «жесткой» логикой, осуществляют переключение передач по одинаковому принципу, то есть в зависимости от двух параметров — скорости автомобиля и нагрузки двигателя. Особенность применения микропроцессорных систем включается в том, что с их помощью наилучшим образом могут быть решены задачи регулирования давления в гидросистеме, диагностирования состояния узлов ГМП, вопросы защиты передачи от аварийных режимов, а также вспомогательные информационные задачи (с помощью цифровых спидометров, тахометров и т. д.). Микропроцессорные системы могут быть использованы и для регулирования темпа включения фрикционов ГМП с целью обеспечения высокой плавности движения автомобиля во время переключения передач.
Заключение
В настоящее время непрерывно возрастает применение электронных устройств, начиная от легковых автомобилей особо малого класса и кончая большегрузными автомобилями и автобусами большой вместимости. При этом электронные устройства используют как для замены механических, гидравлических, пневматических и электромеханических систем управления, так и для создания принципиально новых систем автоматики автомобилей и автобусов.
В отличие от начальных периодов развития автомобильной электроники для современного ее периода характерно наличие следующих четырех направлений:
создание электронных устройств, для замены ими традиционных узлов автомобильного электрооборудования (регуляторы напряжения, управление световой и звуковой сигнализацией, регуляторы систем отопления, кондиционирования, подогрева двигателя, тахометры, спидометры и т. д.);
применение электронных устройств (в том числе и с использованием ЭВМ) для непрерывного контроля и выдачи текущей информации об эксплуатационных показателях автомобиля (например, текущий расход топлива, целесообразность включения той или иной передачи, оптимальный режим движения и т. д.). К этой категории устройств, следует отнести и системы диагностирования состояния агрегатов автомобиля;
разработка электронной аппаратуры управления зажиганием, топливоподачей и системами, обеспечивающими снижение токсичности отработавших газов двигателя;
создание электронных устройств для систем управления агрегатами трансмиссии, тормозными системами и другими узлами автомобиля (за исключением двигателя).