Электронное управление автоматической трансмиссией

Где находится ЭБУ и ремонт электронного блока управления АКПП

Сегодня я расскажу вам о том, что такое блок управления АКПП и какие проблемы могут быть у автовладельца из-за выхода из строя его. По сути у ЭБУ на автомобиле два процесса работы: собирать информацию о проблемах коробки и выдавать ее на монитор приборной панели и регулировать работу внутренних частей автомата. Но это легко только на словах, на самом же деле конструкция «мозга» АКПП сложная и действия его тоже не отличаются простотой.

Вы уже имели дело с модулем управления АКПП? Расскажите в комментариях.

Типы электронных блоков управления
Расположение ЭБУ
Внешнее размещение
Внутреннее расположение
Устройство блока управления
Причины выхода из строя ЭБУ автоматической коробки передач
Диагностика электронного блока управления
Тонкости ремонта ЭБУ АКПП
Цены на ремонт ЭБУ АКПП
Заключение

Типы электронных блоков управления

ЭБУ АКПП бывают двух видов.

внешние;
внутренние.

У внешнего и внутреннего электронного блока управления АКПП есть свои преимущества и недостатки. О них вы узнаете из таблицы.

Отдельный ЭБУ	Совмещенный модуль с ЭБУ двигателя
Преимущества	Низкая цена, располагаться может как отдельно, так и внутри АКПП	Оптимизированное устройство, так как учитывается большинство внешних факторов, которые влияют на совместную работу мотора и автомата
Недостатки	Не имеет, разве что кроме большого количество проводов, идущих от датчиков автомата до него, если располагается вне коробки передач	Общий процессор, который отвечает за команды двигателю и АКПП быстрее выходит из строя

Внимание! Совсем недавно был изобретен еще один тип модуля. Этот тип совмещается с гидроблоком АКПП. Устанавливается на таких автомобилях, как Ниссан и БМВ современных моделей.

Расположение ЭБУ

Вы знаете, где может находиться модуль АКПП? А он может устанавливаться как внутрь автомата, так и отдельно снаружи. Причем тип электронного блока управления совершенно не влияет на его расположение. Например, модуль с внешним креплением может быть как совмещенного типа, то есть управлять и двигателем и автоматом, так и отдельного, то есть управлять только АКПП.

Рассмотрим преимущества внешнего и внутреннего размещения.

Внешнее размещение

Внешний тип модуля расположен снаружи автомата и двигателя в любом месте подкапотного пространства. Преимущество такого ЭБУ АКПП в том, что к нему легко подобраться, открутить, снять и сделать ремонт.

Внешнее расположение защищает процессор и микросхему блока управления от постоянного повышения температур, от попадания влаги внутрь. Такие блоки управления редко выходят из строя.

Минусы внешнего расположения в большом количестве проводов. Они тянутся от датчиков АКПП до электронного модуля. Могут быть погрызены крысами или кошками. В зимнее время дубеют и шлейфы могут сломаться от легкого прикосновения незадачливого водителя.

Внутреннее расположение

Внутреннее же расположение модуля АКПП дарит минимальное количество проводов. Но вместе с этим возрастает риск ЭБУ быть перегретым от высоких температур коробки передач. Хоть такие блоки управления защищаются производителем от перегрева за счет изготовления их из качественного, стойкого к температурам металла, постоянный нагрев все равно отрицательно влияет на электронный чип и микросхемы.

Во время ремонта к таким блокам управления трудно подобраться. Порой, бывает, приходится снимать и разбирать полностью автомат, чтобы перепаять схемы ЭБУ или просто поменять его.

А где у вас располагается мозг автоматической коробки передач? Напишите в комментариях.

Устройство блока управления

ЭБУ АКПП состоит из следующих элементов:

память, которая, как на жестком диске компьютера, хранит всю информацию, собранную за время действия автомата. Здесь же хранятся ошибки АКПП. Опытные механики могут вносить изменения в нее или очищать полностью;
оперативная память. Она отвечает быструю обработка всех данных, которые приходят с датчиков и отправляет ответы на них, данные процессором;
процессор или главный чип, от которого зависит вся работа электронного модуля. Выполняет или задает определенные команды. Автовладелец часто может найти, что процессор и оперативная память у блоков управления соединена в один чип;
датчики, которые расположены в гидроблоке и любом другом месте АКПП для сбора информации и передачи ее электронного модуля коробки переключений скоростей.

Блоки управления разных производителей различаются по количеству начинки, производительности «мозга» и другим параметрам. ЭБУ АКПП – это важная и самая хрупкая часть в машине. Любое сотрясение или перегрев, замыкание электроцепи могут привести к выходу из строя его и падению всей автомашины или АКПП в аварийный режим.

Вы уже ремонтировали модуль управления самостоятельно?

Причины выхода из строя ЭБУ автоматической коробки передач

Причиной выхода из строя ЭБУ автоматической коробки передач может послужить любой скачок напряжения. В этом случае автомобиль может встать в аварийный режим, переключение передач будет происходить невпопад или вообще машина остановится и не сдвинется с места.

ЭБУ АКПП: устройство и принцип работы

Автоматическая коробка передач является сложным агрегатом, который состоит из целого комплекса механических, гидравлических и электронных устройств. При этом важнейшим элементом в устройстве АКПП независимо от типа самой коробки автомат является электронный блок управления трансмиссии.

Далее мы рассмотрим, как устроен и работает электронный блок управления АКПП, какие неисправности блока АКПП могут возникать в процессе эксплуатации, а также какие существуют способы устранения неполадок, которые связаны с ЭБУ коробкой автомат.

ЭБУ автоматической коробкой: как устроен и работает контроллер

Начнем с того, что ЭБУ АКПП является сложным электронным устройством, которое фактически представляет собой набор электронных микросхем и чипов, а также имеет процессор.

Электронный блок управления АКПП анализирует многочисленные и постоянно изменяющиеся параметры в режиме реального времени. Блок управления получает сигналы от датчиков, после чего происходит обработка сигналов и формирование управляющих импульсов, которые затем посылаются на исполнительные устройства.

Если говорить об устройстве, в блоке имеется модуль памяти, куда прописаны специальные программы (ПО). Также в устройстве ЭБУ коробкой автомат следует выделить микропроцессор, который обрабатывает полученную от датчиков информацию.

Еще отметим, что память электронного блока управления АКПП на начальном этапе представляла собой ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). В таких блоках внести какие-либо изменения в микропрограмму не представлялось возможным. По этой причине в дальнейшем разработчики стали использовать запоминающие устройства с возможностью их перепрограммирования.

Чтобы изменить алгоритмы (логику) работы АКПП, достаточно подключить специальное оборудование (программатор), что позволяет провести более гибкую адаптацию коробки автомат.

Также блок АКПП работает в тесной связи с ЭБУ двигателем, указанные блоки активно обмениваются информацией. В ряде случаев ЭБУ двигателем и АКПП даже могут быть совмещенными, однако это больше касается старых моделей с простым гидромеханическим автоматом.

Автомобили последних лет оснащаются сложными и технологичными автоматическими трансмиссиями (например, DSG), которые имеют большое количество дополнительных режимов (спортивный, экономичный, зимний, функция ручного переключения передач Типтроник и т.д.), а также являются адаптивными коробками.

Не трудно догадаться, что алгоритмы работы современных АКПП стали слишком сложными. Это потребовало интегрирования полностью отдельного электронного блока управления автоматической КПП.

Неисправности ЭБУ коробки автомат и ремонт

Отметим, что блок управления отвечает не только за регулировку работы коробки, но и за диагностику АКПП. Также контролер фиксирует в памяти ошибки, которые могут возникнуть в процессе работы агрегата.

Это значит, что ЭБУ позволяет в значительной степени упростить диагностику автоматической трансмиссии, быстро определить причину сбоев и поломок коробки передач и т.д. Однако бывает и так, что выходит из строя сам блок управления.

Обычно к выходу из строя или сбоям в работе ЭБУ приводят:

механические повреждения блока;
перегрев котроллера;
короткое замыкание;
проблемы с проводкой, контактами и разъемами (по причине попадания влаги, окисления, в результате обрывов и т.д.);
попытки выполнить прошивку/ремонт/адаптацию ЭБУ в кустарных условиях;

В любом случае, АКПП начинает работать некорректно, так как именно ошибки в алгоритмах приводят к различным сбоям. Могут не включаться определенные режимы или передачи, появляются пинки АКПП, рывки, удары или провалы, коробка автомат буксует, не переключает передачи и т.д. Часто коробка автомат также может перейти в аварийный режим, на приборной панели загорается сигнал неисправности автоматической трансмиссии.

С учетом того, что список возможных проблем АКПП очень широкий, а также сам блок управления взаимодействуем с большим количеством датчиков и исполнительных механизмов, диагностика неисправности может быть сильно осложнена.

По этой причине в сложных случаях, когда стандартные диагностические процедуры не позволяют определить неисправность, рекомендуется временно поставить на автомобиль заведомо исправный и полностью аналогичный блок управления АКПП.

На деле встречаются случаи, когда в автосервисе не знают, как проверить ЭБУ АКПП и где это можно сделать. В таком случае нередко для определения неисправности поспешно снимается и разбирается сама АКПП, проводится дефектовка агрегата, проверяется ГДТ, мехатроник, гидроблок и т.д.

Однако после проведения всех работ выясняется, что проблемным элементом оказывается именно ЭБУ коробкой. По этой причине нужно сначала точно определить неисправный элемент.

Что касается ремонта ЭБУ АКПП, нужно понимать, что многие блоки можно перепрошить. Однако если возникли более серьезные проблемы (с чипами, процессором или модулями памяти), как правило, блоки управления изначально не являются ремонтопригодными.

С учетом высокой стоимости контроллеров, в отдельных случаях некоторые специализированные мастерские все же берутся за ремонт, но далеко не всегда удается добиться гарантированного качества.

Такая работа сложная, так как нужно выпаивать микросхемы из печатных плат, производить замену выгоревших конденсаторов и т.д. Другими словами, появляются определенные сомнения в последующей надежности блока после ремонта.

При этом стоимость восстановления работоспособности ЭБУ коробкой автомат может быть довольно высокой (обычно около 50-60% от стоимости полностью исправного б/у устройства).

Советы и рекомендации

Прежде чем пытаться отремонтировать ЭБУ АКПП, целесообразно сначала обратить внимание на стоимость как новых, так и подержанных блоков управления.

В отдельных случаях проще, надежнее и быстрее произвести замену блока, чтобы качественно решить имеющиеся проблемы в работе коробки автомат.

Настоятельно не рекомендуется выполнять такой ремонт по низкой цене в кустарных условиях, доверяя работу с ЭБУ мастерам, которые ремонтируют и обслуживают АКПП в условиях гаража. В этом случае высока вероятность того, что восстановление будет выполнено некачественно, а также без всяких гарантий. При этом сам блок может выйти из строя окончательно.

Подведем итоги

Как видно, электронный блок управления коробкой автомат (ЭБУ АКПП) выполняет ряд важнейших функций, работая по уникальным алгоритмам. От работоспособности устройства напрямую зависит качество работы коробки автомат.

Напоследок добавим, что если появились сбои в работе коробки автомат, причин может быть много. При этом ЭБУ АКПП в отдельных случаях может также являться источником проблем с запуском двигателя. Независимо от того, неисправность постоянная или плавающая, необходимо проводить полную диагностику ЭБУ ДВС и АКПП в узкоспециализированном сервисе по ремонту и обслуживанию автомобилей.

Толчок в АКПП, появление рывков при переключении передач АКПП, толчки коробки автомат на месте: основные причины подобных неисправностей автоматической КПП.

Пробуксовка автоматической коробки при переключении передач: основные причины, по которым пробуксовывает автомат. Диагностика коробки, устранение неполадок.

Как определить, что коробка автомат перегревается: признаки, указывающие на перегрев АКПП. Как улучшить охлаждение АКПП и не допустить перегрева автомата.

Почему коробка-автомат пинается, дергается АКПП при переключении передач, в автоматической коробке возникают толчки рывки и удары: основные причины.

Эксплуатация коробки вариатор CVT: особенности езды на машине с вариатором, обслуживание вариаторной коробки. Полезные советы и рекомендации.

Почему двигатель начинает троить, при этом на приборной панели загорается «чек»: основные и наиболее распространенные причины троения и загорания «чека».

Управление автоматической коробкой передач

Управление автоматической коробкой передач осуществляет электрогидравлическая система. Под термином «электрогидравлическая» следует понимать, что непосредственное управление процессом переключения передач и блокировки гидротрансформатора осуществляет гидравлическая система, а регулирование потоков рабочей жидкости – электронная система.

Электроника в управлении АКПП позволяет добиться высокой скорости переключения передач, плавности работы, экономии топлива. Помимо этого электронная система управления предоставляет возможность использовать одну коробку передач с разными двигателями и на разных автомобилях только за счет перепрограммирования блока управления.

Электронная система управления автоматической коробкой передач включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. К входным датчикам относятся: датчик положения рычага селектора, датчик частоты вращения на входе коробки передач, датчик частоты вращения на выходе коробки передач, датчик температуры рабочей жидкости, датчик режима Tiptronic, датчик режима «кик-даун».

Датчик положения рычага селектора (другое название – многофункциональный датчик) учитывает положение рычага селектора коробки передач, в соответствии с которым блок управления активизирует соответствующие программы.

Информация от датчика частоты вращения на входе коробки передач используется при переключении передач и блокировке гидротрансформатора. Датчик частоты вращения на выходе коробки передач выдает параметр, по которому производится переключение передач.

Датчик температуры рабочей жидкости используется для регулирования давления рабочей жидкости, а также защиты системы от перегрева. Датчик режима Tiptronic представляет собой микропереключатель, по сигналам которого происходит переключение передачи на высшую или низшую ступень. Датчик режима «кик-дайн» устанавливается на педали газа и запускает программу резкого ускорения автомобиля.

На основе поступающих сигналов от датчиков электронный блок управления определяет логику переключения передач в соответствии с заложенной программой. Блок управления взаимодействует с другими электронными системами автомобиля: управления двигателем, антиблокировочной системой тормозов ( курсовой устойчивости), рулевым управлением, климат-контролем.

Блок управления АКПП в работе использует сигналы ряда датчиков системы управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, положения педали акселератора. Кроме этого, блок управления двигателем при необходимости уменьшает крутящий момент при переключении передач.

На основании сигналов датчиков частоты вращения колес, входящих в состав системы ABS (ESP), распознаются различные условия движения (поворот, спуск, пробуксовка). В управлении автоматической коробкой передач могут использоваться показания датчика угла поворота рулевого колеса.

Блок управления реализует управленческие функции с помощью исполнительных устройств – электромагнитных клапанов в гидравлическом блоке, а также электромагнита блокировки рычага селектора.

Для управления потоками рабочей жидкости используются двухпозиционные клапаны (открыто/закрыто) и клапаны с широтно-импульсной модуляцией (имеют переменное проходное отверстие). С помощью регулируемых потоков жидкости производится блокировка муфт, тормозов и включение конкретной передачи, а также блокировка муфты гидротрансформатора.

Рычаг селектора от несанкционированного включения блокируется электромагнитом. Снятие с блокировки возможно только при нажатой педали тормоза.

Принцип работы системы управления

Управление автоматической коробкой передач основано на определении оптимального момента переключения передач. Момент переключения рассчитывается на основе большого количества данных (параметров) по принципу нечеткой логики, допускающему намеренную неопределенность в выборе решения.

На современных автоматических коробках реализована адаптивная (другое название – динамическая) программа управления, в которой процесс выбора и переключения передач адаптирован к конкретным потребностям водителя и текущей дорожной ситуации.

Адаптация коробки передач к стилю вождения конкретного человека производится путем оценки характера разгона (интенсивности нажатия педали газа) и характера торможения (интенсивности нажатия педали тормоза). По результатам оценки запускается соответствующий алгоритм управления.

В адаптивной программе управления автоматической коробкой передач учитываются следующие условия движения: уклон, поворот, движение с прицепом, движение по зимней дороге, ускорение, городской режим движения.

Движение под уклон распознается по ускорению автомобиля и отпущенной педали газа. Система управления блокирует переключение коробки на высшую передачу, что позволяет использовать торможение двигателем. При нажатии на педаль тормоза происходит переключение на одну передачу вниз, что оказывает дополнительную помощь при торможении.

Движение в повороте определяется по разнице угловых скоростей левого и правого колес. Программа управления блокирует переключение на высшую передачу. Автомобиль в повороте движется на пониженной передаче, чем достигается курсовая устойчивость и обеспечивается лучшее ускорение при выходе из поворота.

Движение с прицепом оценивается по увеличенному тяговому усилию. Для обеспечения равномерности движения с прицепом программа избегает частых переключений передач. Адаптация к зимним условиям движения достигается за счет трогания со 2-й передачи и раннего переключения на повышенную передачу, что позволяет избежать пробуксовки.

В условиях городского режима движения, характеризующегося частыми остановками и троганиями с места, адаптивное управление предусматривает начало движения автомобиля со 2-й передачи. Тем самым, снижается расход топлива и достигается комфорт движения.

Резкое ускорение автомобиля требуется для совершения обгона, завершения опасного маневра, да и просто для динамичной езды. Потребность в режиме «кик-даун» распознается по интенсивности нажатия педали газа. При этом блок управления смещает момент переключения передач вверх, при движении на повышенной передаче принудительно включается низшая передача, переключение на высшую передачу производится только при достижении максимальной частоты вращения.

Программа адаптивного управления производит коррекцию физического износа в муфтах и тормозах, что позволяет сохранить неизменное качество переключения передач в течение всего срока службы коробки.

На некоторых автоматических коробках передач предусмотрен спортивный режим работы, который обеспечивает максимальное использование мощности двигателя. Режим обеспечивает лучшую разгонную динамику за счет более позднего переключения передач.

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач — АКП, механизм изменения передаточного отношения трансмиссии, работающий без непосредственного участия водителя. Автомобиль, оснащенный АКП, имеет сокращенное количество устройств управления, вместо трех педалей («газа», тормоза и сцепления) в нем установлено две педали («газа» и тормоза, педаль выключения сцепления отсутствует). При этом педаль «газа» служит не для увеличения-уменьшения оборотов двигателя, как в автомобиле с механической КП, а для изменения скорости движения автомобиля. В отличие от механической коробки передач АКП оснащается не рычагом переключения, а селектором выбора режима работы.
По устройству АКП разделяются на обычные двух и трехвальные МКП, дополненные гидротрансформатором (вместо сухого сцепления) и системой автоматического переключения (с электронным, электромеханическим или электропневматическим управлением), и на планетарные, в которых планетарный редуктор работает в паре с гидротрансформатором. Наиболее типичные — планетарные АКП с гидротрансформатором.

Содержание

Устройство

Планетарная АКП состоит из гидротрансформатора, планетарной КП (планетарных редукторов), барабанов, фрикционных и обгонной муфт, соединительных валов. Барабаны АКП оснащаются ленточными тормозами для их остановки и включения нужной передачи планетарного редуктора.
Гидротрансформатор в автоматической трансмиссии выполняет функции сцепления и устанавливается между коленчатым валом двигателя и КП. Гидротрансформатор состоит из ведущей и ведомой турбин и неподвижно закрепленного относительно двигателя статора (иногда статор выполняется вращающимся, в этом случае он оснащается ленточным тормозом — применение подвижного статора добавляет гидротрансформатору гибкости на малых оборотах двигателя и улучшает его характеристики). Ведущая турбина вращается, как и ведущий диск сцепления, с той же частотой, что и коленчатый вал двигателя. Ведомая турбина вращается за счет гидродинамических сил, возникающих из-за вязкости заполняющей внутреннюю полость гидротрансформатора жидкости. Основное назначение гидротрансформатора — передача вращения коленчатого вала на шестерни планетарной КП с проскальзыванием, что обеспечивает плавное переключение передач и начало движения автомобиля. При больших оборотах двигателя ведомая турбина блокируется и гидротрансформатор выключается, передавая крутящий момент с коленчатого вала на шестерни АКП напрямую (соответственно, потерь).
Планетарная КП или планетарный редуктор — комплекс из большой коронной шестерни (эпицикла), малой солнечной шестерни и связывающих их шестерен-сателлитов, закрепленных на водиле. В разных режимах работы редуктора вращаются разные шестерни, а один из блоков (эпицикл, солнечная шестерня или водило с сателлитами) закреплен неподвижно.

Схема АКП: 1 — турбинное колесо;
2 — насосное колесо;
3 — колесо реактора;
4 — вал реактора;
5 — первичный вал планетарного редуктора;
6 — главный масляный насос;
7 — фрикцион II и III передач:
8 — тормоз I и II передач;
9 — фрикцион III передачи и передачи заднего хода;
10 — муфта свободного хода I передачи;
11 — тормоз заднего хода;
12 — первый промежуточный вал;
13 — второй промежуточный вал;
14 — барабан с зубчатым венцом;
15- центробежный регулятор;
16 — вторичный вал;
17 — механизм переключения передач;
18 — дроссельный клапан;
19 — кулачок

Фрикционные муфты предназначены для переключения передач введением в зацепление (или, наоборот, выведением из зацепления) шестерен планетарного редуктора АКП. Муфта состоит из ступицы (хаба) и барабана. На внешней поверхности ступицы и внутренней барабана расположены прямоугольные зубья (на ступице) и такие же шлицы (внутри барабана), которые по форме соответствуют друг другу, но не зацеплены. Между ступицей и барабаном располагается набор (пакет) кольцеобразных фрикционных дисков. Половина дисков выполнена из металла и оснащена выступами, входящими в шлицы внутренней поверхности барабана. Вторая половина дисков — из пластмассы и имеет вырезы, в которые входят зубья ступицы. Таким образом, механическое сцепление ступицы и барабана происходит через трение металлических и пластмассовых дисков пакета фрикционной муфты.
Сообщение и разобщение ступицы и барабана фрикционной муфты происходит после сжатия пакета дисков кольцеобразным поршнем, установленным внутри ступицы. Поршень имеет гидравлический привод. Жидкость в цилиндр привода подается под давлением через кольцевые канавки в барабане, валах и картере АКП.
Обгонная муфта используется для уменьшения ударных нагрузок на фрикционные муфты при переключении передач и для отключения двигателя при движении автомобиля накатом (при некоторых режимах работы АКП). Обгоная муфта устроена таким образом, что свободно проскальзывает при вращении в одном направлении и заклинивает при обратном (передавая деталям АКП вращающий момент). Она состоит из двух колец — внешнего и внутреннего — и расположенных между ними набора роликов, разделенных сепаратором. После увеличения оборотов двигателя и переключения передачи АКП один из блоков планетарного ряда стремится вращаться в обратную сторону — обгонная муфта заклинивает этот блок, предотвращая обратное вращение.

Принцип работы АКП

Рассмотрим работу четырехступенчатой АКП, оснащенной двумя планетарными редукторами.
Первая передача. Солнечная шестерня первого планетарного ряда не подключена к двигателю, первый ряд не участвует в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда соединена с коленчатым валом двигателя (добавим — через гидротрансформатор). Водило с сателлитами второго планетарного ряда соединено с выходным валом КП. Эпицикл (самая большая коронная шестерня) второго ряда при низких оборотах двигателя прокручивается через обгонную муфту, крутящий момент на механизмы трансмиссии не передается. Как только обороты двигателя повышаются, обгонная муфта блокирует коронную шестерню — начинается передача крутящего момента через сателлиты и водило. Автомобиль трогается с места и начинает движение.
Вторая передача. Солнечная шестерня первого ряда заблокирована и неподвижна. Водило с сателлитами первого ряда входит в зацепление с эпициклом второго ряда через обгонную муфту. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое соединено с выходным валом КП. Крутящий момент от двигателя передается через солнечную шестерню второго ряда. В этом режиме работают оба планетарных ряда КП.
Третья передача. Шестерни первого ряда не принимают участия в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда и эпицикл второго ряда соединены со входным валом, крутящий момент передается водилом на выходной вал. Преобразования крутящего момента не происходит — АКП работает в режиме прямой передачи.
В режимах первой, второй и третьей передач водитель не может тормозить двигателем. Для обеспечения возможности торможения двигателем предусмотрена блокировка обгонной муфты фрикционной муфтой. Тогда при отпускании педали «газа» шестерни коробки не будут разобщать механизмы трансмиссии с двигателем.
Четвертая передача. Это режим ускоряющей передачи, когда передаточное число трансмиссии больше единицы. Солнечная шестерня первого ряда остановлена. Крутящий момент передается на водило с сателлитами первого планетарного ряда. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, передает крутящий момент на механизмы трансмиссии. Солнечная шестерня и эпицикл второго ряда в передаче крутящего момента не участвуют.
Задний ход. Солнечная шестерня первого ряда соединена с коленчатым валом двигателя. Водило второго ряда заблокировано фрикционной муфтой. Эпицикл первого ряда входит в зацеплении с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, соединено с выходным валом. Выходной вал вращается в обратную сторону.

Системы управления АКП

Система управления режимами работы АКП выполнена в виде гидравлических приводов, передающих давление масла от гидронасоса к поршням исполнительных механизмов фрикционных муфт и тормозных лент барабанов. Поток масла в маслопроводах перераспределяют золотники, которые управляются либо вручную положением селектора АКП, либо автоматически. Блок автоматического управления АКП может быть гидравлическим или электронным.
«Классическая» АКП управляется гидравлическим механизмом, который состоит из центробежного регулятора давления жидкости, установленного на выходном валу двигателя и датчика давления гидравлического привода педали «газа». Золотники перемещаются под давлением обеих гидроцепей, что позволяет АКП переключать передачи в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя и положения педали «газа».
В электронной системе автоматического управления вместо гидравлического привода золотников используется электромеханический — золотники перемещаются соленоидами. Команды на перемещения золотников дает блок электронного управления, в современных автомобилях — центральный бортовой компьютер автомобиля. Этот же компьютер обычно управляет и системой зажигания, и впрыском топлива. Команды на перемещение золотников блок электронного управления получает от датчика частоты вращения выходного вала двигателя и положения педали «газа». Переключать передачи можно и в ручном режиме, перемещая селектор в нужное положение.
В большинстве современных АКП предусмотрено ручное управление коробкой даже после полного выхода из строя электронной системы управления. При этом в любом случае вручную можно включить прямую (третью по описанной выше четырехступенчатой схеме) передачу, а если не повреждена электромеханическая часть системы управления — все передачи ручным переводом селектора.

Селектор АКП

В 50-е годы прошлого века общепринятым стандартом системы управления АКП стал селектор «PRNDL» — по перечислению очередности включения режимов автоматической КП. Именно эта последовательность была признана наиболее безопасной и рациональной с точки зрения конструкции АКП.
Режимы работы АКП — положения селектора переключения.

P — парковочный режим. Двигатель отсоединен от трансмиссии. АКП блокирована внутренним механизмом и соединена с трансмиссией, что обеспечивает блокировку всех механизмов трансмиссии. При этом АКП никак не связана со стояночным тормозом и не отменяет необходимость его использования на стоянках.
R — режим заднего хода. Во всех современных АКП селектор в этом положении дополнен блокировочным механизмом, предотвращающим случайное включение заднего хода при движении автомобиля вперед.
N — нейтральный режим АКП. Задействуется при остановках, движении накатом, буксировке.
D — основной режим работы АКП («Драйв»). Задействованы все ступени АКП (обычно и повышающая передача, которая в противном случае может включаться дополнительным положением рукоятки селектора с обозначением «2» или «D2»).
L — режим пониженной передачи, который используется для движения по бездорожью и на крутых подъемах.
Этот порядок переключения селектора АКП был закреплен в США законодательно в 1964 году. Отступление от этого стандарта считается недопустимым с точки зрения безопасности автомобиля.

Блок управления АКПП

Собранная датчиками информация о режиме работы трансмиссии передается в ЭБУ. Там происходит обработка информации и последующее создание соответствующих управляющих сигналов. Для улучшения работы АКПП алгоритмы, заложенные в блок управления, постоянно усложняются. Теперь коробки передач способны подстроится под спортивный стиль езды либо под движение по обледенелой дороге.

Типы электронных блоков управления АКПП

Выделяют два основных типа электронных блоков управления:

Отдельно отвечающий за работу АКПП. В таком случае на устройство возложено управление только коробкой передач. Преимуществом является более низкая цена на фоне совмещенных блоков. Может размещаться как внешне, например, в салоне автомобиля или подкапотном пространстве, так и быть встроенным внутрь корпуса АКПП;
Совмещенный с ЭБУ двигателя. Созданы для уменьшения узлов автомобиля и учета взаимодействия двигателя и КПП. Всей информацией оперирует общий процессор, выдавая одновременно команды двигателю и коробке передач. В результате получается более оптимизированная работа силовой установки, так как при формировании управляющих сигналов учитывается больше внешних факторов.

При совмещенном изготовлении ЭБУ, практически невозможно использовать размещение устройства внутри коробки передач, поэтому количество шлейфов, идущих в блок управления увеличивается. Это, в свою очередь, не лучшим образом сказывается на надежности системы. Провода в шлейфе имеют тонкое сечение, что вызывает частые их повреждения.

Внешнее размещение

Блок в таком случае изготавливается в закрытом корпусе. Он может быть как отдельным элементом, так и совмещенным с ЭБУ двигателя. Встречается различное расположение модуля, например, в приборной панели либо подкапотном пространстве. Пример мозгов автоматической коробки передач показан на рисунке ниже.

Внутри трансмиссии находится большое количество датчиков. При выносе модуля управления за пределы корпуса коробки, возникает необходимость прокладки большого количества проводов. При этом важно, чтобы корпус АКПП оставался герметичным и трансмиссионная жидкость не просачивалась наружу.

Преимуществом такого решения является возможность размещения ЭБУ в любом месте. Это предохраняет электронику от воздействия высоких температур и агрессивной среды. Найти поломку и произвести ремонт при внешнем размещении также проще.

Внутреннее расположение

При внутреннем размещении найти где находится блок управления АКПП не составляет труда, так как ЭБУ располагается внутри автоматической коробки передач. Длина проводов сведена к минимуму. Все они находятся внутри корпуса. Внешний вид электронного блока, предназначенного для размещения внутри трансмиссии, изображен ниже.

Главным недостатком такого размещения является постоянное воздействие высокой температуры на электронику. Ремонт ЭБУ АКПП также усложняется. Для проведения осмотра модуля потребуется разборка коробки передач. Это значительно усложняет устранение неисправностей в модуле и, соответственно, повышает стоимость ремонтных работ. Автопроизводители до сих пор не нашли компромиссного решения между внешним и внутренним размещением.

Устройство блока управления

Стандартными элементами системы управления являются:

Постоянная память, которая хранит алгоритм работы. При чип-тюнинге имеется возможность вносить в нее изменения. При обычной эксплуатации авто, данные памяти остаются неизменными;
Оперативная память. В ней происходит обработка всех данных получаемых с датчиков в режиме реального времени;
Процессор, выполняющий определенный набор команд. Очень часто имеет объединенный с памятью чип;
Гальванические развязки. Предотвращают повреждения модуля от некорректной работы датчиков. Также служат для защиты от неправильного подключения измеренных сигналов.

Каждый автопроизводитель выпускает электронный блок управления АКПП со своей начинкой. Количество чипов на плате растет, не смотря на то что происходит совмещение функций отдельных элементов. Обусловлено это усложнением исполняемых алгоритмов и ростом количества получаемой информации с датчиков. Схема теряет ремонтопригодность, поэтому часто при выходе ЭБУ из строя рекомендуется замена на новое устройство.

Причины выхода из строя ЭБУ автоматической коробки передач

В большинстве случаев неисправности блока управления АКПП ведут к полному обездвиживанию авто. В некоторых случаях включение передач происходит неправильно, либо работа коробки скоростей возможна лишь в аварийном режиме. Причиной поломок блока управления АКПП может стать:

скачки бортового напряжения. особенно в сторону превышения номинала;
механическое повреждение в следствие удара;
паразитная вибрация, которая появилась из-за неисправности какой-либо системы автомобиля, например, тормозной;
превышение рабочей температуры;
заводская недоработка как программного обеспечения, так как схемотехники модуля, что особо актуально для отечественных автомобилей;
влияние агрессивной внешней среды.

Причиной, почему управляющая информация не обрабатывается, может стать выгорание какого-либо элемента на плате. В зависимости от поврежденного элемента выбирается метод решения проблемы. Так, например, конденсатор можно заменить на новый. Перепайка процессора является трудоемким процессом, поэтому при его сгорании плата заменяется на новую.

Диагностика электронного блока управления

Для установления виновника неисправности используется несколько методов:

Электронная диагностика. ЭБУ подключается к персональному компьютеру либо ноутбуку для считывания лога ошибок. Помимо поиска поломки, во время процедуры возможна оптимизация программы для того, чтобы управление АКПП было подстроено под желания владельца. При диагностике рекомендуется обнулять случайные ошибки, чтобы электронный блок управления продолжал работать в штатном режиме;
Расширенная диагностика. Проводится в случае некорректной электронной диагностики, неспособной выявить поломку ЭБУ коробки переключения передач. Причиной применения расширенной проверки может быть обрыв внутри модуля, мешающий считыванию информации об ошибке;
При невозможности определить вышедший из строя элемент предыдущими способами, прибегают к поочередной замене отдельных частей ЭБУ, поломка которых наиболее вероятна. Данный способ крайне редко применяется на серийных автоматических КПП, так как экономически выгодней приобрести новую плату управления.

До начала диагностики электронного блока управления рекомендуется проверить состояние шлейфов, идущих от АКПП к ЭБУ. Также стоит убедится в работоспособности датчиков и отсутствии отложений окислов на из контактах. Выход из строя измерителей встречается намного чаще, чем неисправность модуля управления.

Тонкости ремонта ЭБУ АКПП

Доступность чипов для ремонта есть только у массово выпускаемых автомобилей последних лет. Для остальных машин комплектующие необходимо заказывать у автопроизводителя, что значительно повышает стоимость на фоне популярных моделей. Взаимозаменяемость ЭБУ низкая, поэтому даже в пределах одной марки машин может встречаться несколько исполнений модуля, например, с разницей в распиновке.

При выполнении диагностики многое зависит не только от наличия правильного программного обеспечения, но и от опыта расшифровки лога ошибок мастером. Самодиагностика не способна точно указать поломку, поэтому полагаясь лишь на показания сканера можно потратить средства впустую. Многие мастера умеют только удалять ошибку из памяти, которая через небольшой промежуток времени вернется.

Сложность в определение неисправности вносят микроповреждения проводников. Сигнал с датчиков при этом поступает не все время. Так при проведении диагностики вся информация в ЭБУ поступает в полном объеме, но достаточно выехать на дорогу, как поток данных прерывается. Электронный модуль записывает ошибку и переводит коробку передач в аварийный режим. По этой же причине может теряться и управляющий сигнал.

Электронный блок управления АКПП имеет небольшие размеры, но он способен вывести трансмиссию из строя, поэтому при малейших подозрениях на неисправность ЭБУ, желательно произвести диагностику модуля. Ездить на автомобиле с некорректно работающим блоком запрещено, так как это может привести к потере управляемости автомобилем на ходу. Ремонтировать электронику самостоятельно затруднительно, поэтому рекомендуется в случае необходимости обращаться к профессионалам.

Электрогидравлическая система управления коробкой передач

электрогидравлического модуля
электронного блока управления
многофункционального датчика
селектора

Муфты и тормоза (механизмы переключения передач) приводятся в действие гидроцилиндрами, управляемыми посредством золотников-распределителей и электромагнитных клапанов, размещенных в распределительном модуле. Электромагнитные клапаны включаются блоком управления коробкой передач и управляют механизмами переключения передач и муфтой блокировки гидротрансформатора. Они также регулируют давление рабочей жидкости (в главной магистрали, в контурах управления, в гидротрансформаторе и в системе смазки коробки передач).

Рис. Электрогидравлическая система управления автоматической коробкой передач:
1 – электромагнитные клапаны регулирующие давление; 2 - электромагнитные клапаны переключения передач; 3 – электронный блок управления автоматической коробкой передач; 4 – многофункциональный датчик; 5 – селектор; 6 – валик переключения передач; 7 – место подключения датчика рабочей жидкости; 8 – золотник-распределитель выбора диапазонов

В системе управления применяются электромагнитные клапаны двух типов:

клапаны управления переключением передач, которые могут находиться только в двух состояниях (открыт или закрыт)
регулирующие давление клапаны (с широтно-импульсной модуляцией электропитания)

Электромагнитные клапаны переключения передач относятся к двухпозиционным устройствам управления, которые могут быть только открытыми или только закрытыми. Через них жидкость ATF поступает под давлением к золотникам-распределителям, которые открывают или закрывают каналы подвода рабочей жидкости к исполнительным устройствам механизмов переключения передач. Регулирующие клапаны открываются в соответствии с проходящим через их обмотки током, изменяя давление рабочей жидкости в магистрали.

Многофункциональный датчик соединен с рычагом селектора посредством троса. Он вырабатывает электрические сигналы в соответствии с перемещениями рычага селектора и передает их на блок управления автоматической коробкой передач.

В датчике имеются шесть скользящих контактов, а именно:

четыре контакта для определения позиции рычага селектора
один контакт для разрешения пуска двигателя при положениях рычага селектора в позициях «P» и «N»
один контакт для активизации выключателя ламп заднего хода

Для управления автоматическими коробками передач используются различные датчики. Основными из них являются:

датчик частоты вращения на входе коробки передач
датчик частоты вращения на выходе коробки передач
датчик температуры рабочей жидкости
датчик перехода на режим «Кикдаун». Посредством данного датчика производится временное повышение давления в управляющем контуре соответствующего клапана переключения передач, что приводит к увеличению значения скорости переключения на повышающую очередную передачу. Активация функционирования данного датчика происходит только при полностью выжатой педали газа
датчик или микровыключатель системы Tiptronic

Система Tiptronic

Система Tiptronic служит для переключения передач от руки с помощью специальных лепестков, расположенных на рулевом колесе.

Рис. Расположение переключателей системы Tiptronic на рулевом колесе:
1 – переключение на низшую передачу; 2 – переключение на высшую передачу

Переключение на высшую передачу осуществляется нажатием лепестка (Tip + ) и переключение на низшую передачу нажатием лепестка (Tip – ). При воздействии на какой-либо из этих переключателей в процессе работы коробки передач в автоматическом режиме производится перевод ее в режим ручного управления Tiptronic. Вырабатываемые переключателями сигналы непосредственно направляются в блок управления автоматической коробкой передач. Эти переключатели действуют параллельно с рычагом селектора, находящимся в кулисе Tiptronic.

По истечении отсчитываемого таймером определенного промежутка времени после последнего использования переключателей коробка передач вновь переходит на режим автоматического переключения передач.

При управлении автоматической коробкой передач имеется несколько позиций рычага переключения.

В правом секторе рычаг может занимать четыре позиции:

Р – режим парковки
R – задний ход
N – нейтральная передача
D – движение в режиме автоматического переключения передач
S – спортивный режим

При положении рычага в позиции D программа обеспечивает различные алгоритмы переключения в соответствии с сопротивлением движения, нагрузкой, положением педали акселератора, дорожной ситуацией. Алгоритмы управления соответствуют движению в различных условиях:

движение с постоянной высокой скоростью
городской режим движения
горный режим движения
режим буксировки
движение на поворотах

При положении рычага получении сигнала в позиции S блок управления сдвигает режимы переключения всех передач в сторону большей частоты вращения коленчатого вала. В результате этого увеличивается интенсивность разгона автомобиля.

В автоматической коробке передач предусматриваются также режимы «кик даун», «фаст-офф» и «кик-фаст». При работе в режиме «кик даун» резко нажимают на педаль подачи топлива до упора, затем резко отпускают. При этом включается низшая передача, и при дальнейшем нажатии на педаль автомобиль разгоняется с максимальным ускорением. Когда будет достигнута нужная скорость опять включается высшая передача, например, четвертая после третьей. Режим «фаст-офф» при резком отпускании педали не дает коробке включить высшую передачу, а оставляет ту, на которой осуществлялся разгон, что позволяет интенсивно тормозить двигателем и легко держать дистанцию при движении с переменной скоростью. Режим «кик-фаст» определяет, нужно ли включать понижающую передачу, и дает соответствующую команду задолго до того, как будет достигнуто положение «кик-даун».

При перемещении рычага влево водитель переводит коробку передач в режим ручного переключения. Движением рычага вперед-назад – включение повышающей-понижающей передачи. Такое переключение передач принято называть секвентальным (последовательным). Электронный блок управления является адаптивным, он запоминает манеру вождения водителя и корректирует алгоритмы автоматического переключения передач. Благодаря расширенному обмену данными между системой управления KП и другими системами автомобиля, например, системой управления двигателем и системой стабилизации ESP, используются данные, которые позволяют определить моментальное состояние движения и характер вождения с большей точностью.