李延廷+張永新

摘要：介紹了汽車自動變速器電控系統(tǒng)的組成與工作原理、實(shí)訓(xùn)臺上的故障點(diǎn)，利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了實(shí)訓(xùn)臺故障設(shè)置電路，并分析了故障設(shè)置電路的基本工作原理和控制程序的基本功能模塊，最后指出了故障設(shè)置電路的工作性能和取得的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：故障點(diǎn)；故障設(shè)置電路；工作原理

中圖分類號：U469 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 概述

在汽車底盤電控系統(tǒng)檢測與維修課程教學(xué)中，汽車自動變速器的結(jié)構(gòu)、工作原理及常見故障維修是課程的重點(diǎn)內(nèi)容。自動變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理可以通過講解、拆裝自動變速器來實(shí)現(xiàn)。但常見故障維修內(nèi)容卻不容易實(shí)現(xiàn)，原因在于現(xiàn)有自動變速器實(shí)訓(xùn)臺或?qū)嵻嚿想y以設(shè)置不容易直觀看到的故障點(diǎn)。因此，我們依據(jù)課程教學(xué)的需要設(shè)計(jì)了01M自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺。在該實(shí)訓(xùn)臺上，模擬了30個實(shí)際的自動變速器上可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)。這些故障點(diǎn)可以很方便地通過實(shí)訓(xùn)臺的鍵盤進(jìn)行故障設(shè)置和清除操作，并且不容易被直觀地發(fā)現(xiàn)，學(xué)生必須在分析自動變速器結(jié)構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上，利用檢測儀器才能檢查出故障點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生檢修自動變速器電控系統(tǒng)故障的能力。

2 自動變速器電控系統(tǒng)故障點(diǎn)設(shè)計(jì)

自動變速器電控系統(tǒng)由變速器電控單元（ECU）、傳感器或狀態(tài)開關(guān)（如車速傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器、擋位開關(guān)、剎車開關(guān)等）及執(zhí)行器（換擋電磁閥）等組成。自動變速器電控系統(tǒng)的傳感器和狀態(tài)開關(guān)監(jiān)測汽車、發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號后送到變速器ECU。ECU對信號進(jìn)行過濾、整形、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計(jì)算等處理，最終輸出模擬電信號驅(qū)動換擋電磁閥工作。電磁閥控制液壓控制系統(tǒng)的換擋閥，換擋閥打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位變換，實(shí)現(xiàn)自動變速。由于ECU可以精準(zhǔn)控制電磁閥，使得換擋和鎖止時間準(zhǔn)確、換擋平順。

通過詳細(xì)地分析自動變速器電控系統(tǒng)的組成、工作原理及電路可知，自動變速器電控系統(tǒng)可能的故障有線路短路、線路斷路、線路虛接、零部件損壞等類型。由于模仿線路短路、線路虛接、零部件損壞可能會使電控系統(tǒng)受到損傷，因此在設(shè)計(jì)故障點(diǎn)時僅設(shè)計(jì)了線路斷路故障。在實(shí)訓(xùn)臺上共設(shè)計(jì)了30個線路斷路的故障點(diǎn)。具體故障點(diǎn)如下：車速傳感器線路1斷路、車速傳感器線路2斷路、車速傳感器線路3斷路、起動鎖繼電器控制線斷路、P/N開關(guān)信號斷路、變速器ECU至起動鎖止和剎車燈繼電器的剎車燈信號斷路、多功能開關(guān)T68/63斷路、多功能開關(guān)T68/40斷路、多功能開關(guān)T68/62斷路、變速器ECU電源1斷路、變速器ECU電源2斷路、變速桿鎖止電磁閥斷路、制動燈開關(guān)信號斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路1斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路2斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路3斷路、電磁閥N93電源斷路、電磁閥N93控制線斷路、電磁閥電源斷路、電磁閥N88斷路、電磁閥N89斷路、電磁閥N90斷路、電磁閥N91斷路、電磁閥N92斷路、電磁閥N94斷路、油溫傳感器斷路、發(fā)動機(jī)信號A斷路、發(fā)動機(jī)信號B斷路、發(fā)動機(jī)信號C斷路、診斷K線斷路等。

3 故障設(shè)置電路的設(shè)計(jì)

3.1 故障設(shè)置電路的組成

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺的故障設(shè)置電路包括單片機(jī)系統(tǒng)電路、鍵盤與顯示電路、故障設(shè)置執(zhí)行電路及單片機(jī)內(nèi)部控制程序組成，如圖1所示。單片機(jī)系統(tǒng)電路由80C52單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路等組成；鍵盤與顯示電路由可編程接口芯片8155、6×6矩陣鍵盤、8位LED顯示器等組成；故障設(shè)置執(zhí)行電路由可編程接口芯片8155、、汽車?yán)^電器驅(qū)動器NUD3124、汽車?yán)^電器SARM（12V）等組成。

3.2 故障設(shè)置電路的工作原理分析

在設(shè)置故障時，可以設(shè)置1個故障點(diǎn)，也可以同時設(shè)置2個或2個以上的故障點(diǎn)。若設(shè)置1個故障點(diǎn)，則通過鍵盤輸入故障點(diǎn)號并按確認(rèn)鍵；若設(shè)置兩個或兩個以上的故障點(diǎn)，則每輸入1個故障點(diǎn)號后，按逗號鍵，最后一個故障號輸入完畢后，按確認(rèn)鍵。單片機(jī)通過運(yùn)行控制程序獲知所要設(shè)置的故障點(diǎn)號，并計(jì)算出控制代碼，如第1號故障點(diǎn)的控制代碼為00000001，通過單片機(jī)P1口輸出，P1.0腳變?yōu)楦唠娖剑琋UD3124的漏極和源極導(dǎo)通，SARM的線圈通電，常閉開關(guān)斷開，第1號故障點(diǎn)設(shè)置完畢。在設(shè)置單一故障時，第1至30號故障點(diǎn)對應(yīng)的控制代碼和輸出端口如表1所示，另有2路備用。

若同時設(shè)置多個故障，則由單片機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)算后再輸出控制代碼。例如：設(shè)置1、2、8號故障，則P1口輸出10000011；若設(shè)置1、9、10故障點(diǎn)，則P1口輸出000000001，第2片8155的PA口輸出00000011；若設(shè)置1、9、17故障點(diǎn)，則P1口輸出000000001，第2片8155的PA口輸出00000001，PB口輸出00000001。

若要清除所設(shè)的故障點(diǎn)，只需要在單片機(jī)P1口和第二片8155的PA、PB、PC口分別輸出00000000控制代碼，汽車?yán)^電器線圈斷電，繼電器恢復(fù)為常閉狀態(tài)，故障消失。

3.3 故障設(shè)置電路的控制程序

故障設(shè)置電路的控制程序主要包括系統(tǒng)初始化功能模塊、鍵盤掃描功能模塊、信息顯示功能模塊及故障設(shè)置與清除功能模塊等。系統(tǒng)初始化功能模塊主要用于設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部部件與8155的工作方式、命令口地址、端口地址等；鍵盤掃描功能模塊用于判斷按下按鍵的鍵號；信息顯示功能模塊主要用于顯示初始信息、故障點(diǎn)號碼、故障清除信息等；故障設(shè)置與清除功能模塊依據(jù)鍵盤輸入的故障號控制故障設(shè)置執(zhí)行電路設(shè)置相應(yīng)故障，在鍵盤要求清除故障時清除實(shí)訓(xùn)臺上的所有故障點(diǎn)。

3.4 無線故障設(shè)置電路

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺還帶有配套的無線自動考評系統(tǒng)。無線自動考評系統(tǒng)用Delphi編程語言設(shè)計(jì)而成，具有無線故障設(shè)置、學(xué)生考評及教師批閱等功能。自動考評系統(tǒng)的無線故障設(shè)置功能是在前面的故障設(shè)置電路的基礎(chǔ)上，通過附加無線信號發(fā)射器和接收器來實(shí)現(xiàn)的。用無線方式設(shè)置故障的基本原理如下：以設(shè)置故障點(diǎn)1為例，無線自動考評系統(tǒng)的教師端發(fā)出00001代碼，經(jīng)PC機(jī)USB口送至發(fā)射器，經(jīng)調(diào)制、放大后從天線發(fā)出并送到實(shí)訓(xùn)臺接收器；經(jīng)接收器進(jìn)行解調(diào)等處理后送到單片機(jī)串口；經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)處理后，得到00001代碼；單片機(jī)向P1口輸出控制代碼00000001；故障設(shè)置執(zhí)行電路將1號繼電器的常閉開關(guān)斷開，第1號故障點(diǎn)設(shè)置完畢。

用教師端清除故障時，教師端發(fā)出11111代碼，經(jīng)一系列傳送、處理后，單片機(jī)向P1口和第二片8155的PA、PB、PC口分別輸出00000000控制代碼，汽車?yán)^電器線圈斷電，繼電器開關(guān)恢復(fù)為常閉狀態(tài)，故障點(diǎn)消失。

結(jié)語

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺在汽車底盤電控系統(tǒng)檢測與維修課程和汽車故障檢測與維修實(shí)訓(xùn)等教學(xué)中已經(jīng)使用，并且運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好，實(shí)訓(xùn)臺上的故障設(shè)置電路也從未出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，完全符合預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。正是由于實(shí)訓(xùn)臺上設(shè)計(jì)了故障設(shè)置電路，能夠較好地模擬出實(shí)際汽車自動變速器可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，大大提高了學(xué)生檢修自動變速器故障的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]徐愛鈞，等.單片機(jī)高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1998.

[2]魏立峰，王寶興.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2008.

[3]趙全利，張之楓.單片機(jī)原理及應(yīng)用（C51版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4]高惠芳.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[5]張文灼.單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

endprint

摘要：介紹了汽車自動變速器電控系統(tǒng)的組成與工作原理、實(shí)訓(xùn)臺上的故障點(diǎn)，利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了實(shí)訓(xùn)臺故障設(shè)置電路，并分析了故障設(shè)置電路的基本工作原理和控制程序的基本功能模塊，最后指出了故障設(shè)置電路的工作性能和取得的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：故障點(diǎn)；故障設(shè)置電路；工作原理

中圖分類號：U469 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 概述

在汽車底盤電控系統(tǒng)檢測與維修課程教學(xué)中，汽車自動變速器的結(jié)構(gòu)、工作原理及常見故障維修是課程的重點(diǎn)內(nèi)容。自動變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理可以通過講解、拆裝自動變速器來實(shí)現(xiàn)。但常見故障維修內(nèi)容卻不容易實(shí)現(xiàn)，原因在于現(xiàn)有自動變速器實(shí)訓(xùn)臺或?qū)嵻嚿想y以設(shè)置不容易直觀看到的故障點(diǎn)。因此，我們依據(jù)課程教學(xué)的需要設(shè)計(jì)了01M自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺。在該實(shí)訓(xùn)臺上，模擬了30個實(shí)際的自動變速器上可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)。這些故障點(diǎn)可以很方便地通過實(shí)訓(xùn)臺的鍵盤進(jìn)行故障設(shè)置和清除操作，并且不容易被直觀地發(fā)現(xiàn)，學(xué)生必須在分析自動變速器結(jié)構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上，利用檢測儀器才能檢查出故障點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生檢修自動變速器電控系統(tǒng)故障的能力。

2 自動變速器電控系統(tǒng)故障點(diǎn)設(shè)計(jì)

自動變速器電控系統(tǒng)由變速器電控單元（ECU）、傳感器或狀態(tài)開關(guān)（如車速傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器、擋位開關(guān)、剎車開關(guān)等）及執(zhí)行器（換擋電磁閥）等組成。自動變速器電控系統(tǒng)的傳感器和狀態(tài)開關(guān)監(jiān)測汽車、發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號后送到變速器ECU。ECU對信號進(jìn)行過濾、整形、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計(jì)算等處理，最終輸出模擬電信號驅(qū)動換擋電磁閥工作。電磁閥控制液壓控制系統(tǒng)的換擋閥，換擋閥打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位變換，實(shí)現(xiàn)自動變速。由于ECU可以精準(zhǔn)控制電磁閥，使得換擋和鎖止時間準(zhǔn)確、換擋平順。

通過詳細(xì)地分析自動變速器電控系統(tǒng)的組成、工作原理及電路可知，自動變速器電控系統(tǒng)可能的故障有線路短路、線路斷路、線路虛接、零部件損壞等類型。由于模仿線路短路、線路虛接、零部件損壞可能會使電控系統(tǒng)受到損傷，因此在設(shè)計(jì)故障點(diǎn)時僅設(shè)計(jì)了線路斷路故障。在實(shí)訓(xùn)臺上共設(shè)計(jì)了30個線路斷路的故障點(diǎn)。具體故障點(diǎn)如下：車速傳感器線路1斷路、車速傳感器線路2斷路、車速傳感器線路3斷路、起動鎖繼電器控制線斷路、P/N開關(guān)信號斷路、變速器ECU至起動鎖止和剎車燈繼電器的剎車燈信號斷路、多功能開關(guān)T68/63斷路、多功能開關(guān)T68/40斷路、多功能開關(guān)T68/62斷路、變速器ECU電源1斷路、變速器ECU電源2斷路、變速桿鎖止電磁閥斷路、制動燈開關(guān)信號斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路1斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路2斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路3斷路、電磁閥N93電源斷路、電磁閥N93控制線斷路、電磁閥電源斷路、電磁閥N88斷路、電磁閥N89斷路、電磁閥N90斷路、電磁閥N91斷路、電磁閥N92斷路、電磁閥N94斷路、油溫傳感器斷路、發(fā)動機(jī)信號A斷路、發(fā)動機(jī)信號B斷路、發(fā)動機(jī)信號C斷路、診斷K線斷路等。

3 故障設(shè)置電路的設(shè)計(jì)

3.1 故障設(shè)置電路的組成

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺的故障設(shè)置電路包括單片機(jī)系統(tǒng)電路、鍵盤與顯示電路、故障設(shè)置執(zhí)行電路及單片機(jī)內(nèi)部控制程序組成，如圖1所示。單片機(jī)系統(tǒng)電路由80C52單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路等組成；鍵盤與顯示電路由可編程接口芯片8155、6×6矩陣鍵盤、8位LED顯示器等組成；故障設(shè)置執(zhí)行電路由可編程接口芯片8155、、汽車?yán)^電器驅(qū)動器NUD3124、汽車?yán)^電器SARM（12V）等組成。

3.2 故障設(shè)置電路的工作原理分析

在設(shè)置故障時，可以設(shè)置1個故障點(diǎn)，也可以同時設(shè)置2個或2個以上的故障點(diǎn)。若設(shè)置1個故障點(diǎn)，則通過鍵盤輸入故障點(diǎn)號并按確認(rèn)鍵；若設(shè)置兩個或兩個以上的故障點(diǎn)，則每輸入1個故障點(diǎn)號后，按逗號鍵，最后一個故障號輸入完畢后，按確認(rèn)鍵。單片機(jī)通過運(yùn)行控制程序獲知所要設(shè)置的故障點(diǎn)號，并計(jì)算出控制代碼，如第1號故障點(diǎn)的控制代碼為00000001，通過單片機(jī)P1口輸出，P1.0腳變?yōu)楦唠娖?，NUD3124的漏極和源極導(dǎo)通，SARM的線圈通電，常閉開關(guān)斷開，第1號故障點(diǎn)設(shè)置完畢。在設(shè)置單一故障時，第1至30號故障點(diǎn)對應(yīng)的控制代碼和輸出端口如表1所示，另有2路備用。

若同時設(shè)置多個故障，則由單片機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)算后再輸出控制代碼。例如：設(shè)置1、2、8號故障，則P1口輸出10000011；若設(shè)置1、9、10故障點(diǎn)，則P1口輸出000000001，第2片8155的PA口輸出00000011；若設(shè)置1、9、17故障點(diǎn)，則P1口輸出000000001，第2片8155的PA口輸出00000001，PB口輸出00000001。

若要清除所設(shè)的故障點(diǎn)，只需要在單片機(jī)P1口和第二片8155的PA、PB、PC口分別輸出00000000控制代碼，汽車?yán)^電器線圈斷電，繼電器恢復(fù)為常閉狀態(tài)，故障消失。

3.3 故障設(shè)置電路的控制程序

故障設(shè)置電路的控制程序主要包括系統(tǒng)初始化功能模塊、鍵盤掃描功能模塊、信息顯示功能模塊及故障設(shè)置與清除功能模塊等。系統(tǒng)初始化功能模塊主要用于設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部部件與8155的工作方式、命令口地址、端口地址等；鍵盤掃描功能模塊用于判斷按下按鍵的鍵號；信息顯示功能模塊主要用于顯示初始信息、故障點(diǎn)號碼、故障清除信息等；故障設(shè)置與清除功能模塊依據(jù)鍵盤輸入的故障號控制故障設(shè)置執(zhí)行電路設(shè)置相應(yīng)故障，在鍵盤要求清除故障時清除實(shí)訓(xùn)臺上的所有故障點(diǎn)。

3.4 無線故障設(shè)置電路

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺還帶有配套的無線自動考評系統(tǒng)。無線自動考評系統(tǒng)用Delphi編程語言設(shè)計(jì)而成，具有無線故障設(shè)置、學(xué)生考評及教師批閱等功能。自動考評系統(tǒng)的無線故障設(shè)置功能是在前面的故障設(shè)置電路的基礎(chǔ)上，通過附加無線信號發(fā)射器和接收器來實(shí)現(xiàn)的。用無線方式設(shè)置故障的基本原理如下：以設(shè)置故障點(diǎn)1為例，無線自動考評系統(tǒng)的教師端發(fā)出00001代碼，經(jīng)PC機(jī)USB口送至發(fā)射器，經(jīng)調(diào)制、放大后從天線發(fā)出并送到實(shí)訓(xùn)臺接收器；經(jīng)接收器進(jìn)行解調(diào)等處理后送到單片機(jī)串口；經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)處理后，得到00001代碼；單片機(jī)向P1口輸出控制代碼00000001；故障設(shè)置執(zhí)行電路將1號繼電器的常閉開關(guān)斷開，第1號故障點(diǎn)設(shè)置完畢。

用教師端清除故障時，教師端發(fā)出11111代碼，經(jīng)一系列傳送、處理后，單片機(jī)向P1口和第二片8155的PA、PB、PC口分別輸出00000000控制代碼，汽車?yán)^電器線圈斷電，繼電器開關(guān)恢復(fù)為常閉狀態(tài)，故障點(diǎn)消失。

結(jié)語

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺在汽車底盤電控系統(tǒng)檢測與維修課程和汽車故障檢測與維修實(shí)訓(xùn)等教學(xué)中已經(jīng)使用，并且運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好，實(shí)訓(xùn)臺上的故障設(shè)置電路也從未出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，完全符合預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。正是由于實(shí)訓(xùn)臺上設(shè)計(jì)了故障設(shè)置電路，能夠較好地模擬出實(shí)際汽車自動變速器可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，大大提高了學(xué)生檢修自動變速器故障的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]徐愛鈞，等.單片機(jī)高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1998.

[2]魏立峰，王寶興.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2008.

[3]趙全利，張之楓.單片機(jī)原理及應(yīng)用（C51版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4]高惠芳.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[5]張文灼.單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

endprint

摘要：介紹了汽車自動變速器電控系統(tǒng)的組成與工作原理、實(shí)訓(xùn)臺上的故障點(diǎn)，利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了實(shí)訓(xùn)臺故障設(shè)置電路，并分析了故障設(shè)置電路的基本工作原理和控制程序的基本功能模塊，最后指出了故障設(shè)置電路的工作性能和取得的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：故障點(diǎn)；故障設(shè)置電路；工作原理

中圖分類號：U469 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 概述

在汽車底盤電控系統(tǒng)檢測與維修課程教學(xué)中，汽車自動變速器的結(jié)構(gòu)、工作原理及常見故障維修是課程的重點(diǎn)內(nèi)容。自動變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理可以通過講解、拆裝自動變速器來實(shí)現(xiàn)。但常見故障維修內(nèi)容卻不容易實(shí)現(xiàn)，原因在于現(xiàn)有自動變速器實(shí)訓(xùn)臺或?qū)嵻嚿想y以設(shè)置不容易直觀看到的故障點(diǎn)。因此，我們依據(jù)課程教學(xué)的需要設(shè)計(jì)了01M自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺。在該實(shí)訓(xùn)臺上，模擬了30個實(shí)際的自動變速器上可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)。這些故障點(diǎn)可以很方便地通過實(shí)訓(xùn)臺的鍵盤進(jìn)行故障設(shè)置和清除操作，并且不容易被直觀地發(fā)現(xiàn)，學(xué)生必須在分析自動變速器結(jié)構(gòu)、工作原理的基礎(chǔ)上，利用檢測儀器才能檢查出故障點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生檢修自動變速器電控系統(tǒng)故障的能力。

2 自動變速器電控系統(tǒng)故障點(diǎn)設(shè)計(jì)

自動變速器電控系統(tǒng)由變速器電控單元（ECU）、傳感器或狀態(tài)開關(guān)（如車速傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器、擋位開關(guān)、剎車開關(guān)等）及執(zhí)行器（換擋電磁閥）等組成。自動變速器電控系統(tǒng)的傳感器和狀態(tài)開關(guān)監(jiān)測汽車、發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號后送到變速器ECU。ECU對信號進(jìn)行過濾、整形、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計(jì)算等處理，最終輸出模擬電信號驅(qū)動換擋電磁閥工作。電磁閥控制液壓控制系統(tǒng)的換擋閥，換擋閥打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位變換，實(shí)現(xiàn)自動變速。由于ECU可以精準(zhǔn)控制電磁閥，使得換擋和鎖止時間準(zhǔn)確、換擋平順。

通過詳細(xì)地分析自動變速器電控系統(tǒng)的組成、工作原理及電路可知，自動變速器電控系統(tǒng)可能的故障有線路短路、線路斷路、線路虛接、零部件損壞等類型。由于模仿線路短路、線路虛接、零部件損壞可能會使電控系統(tǒng)受到損傷，因此在設(shè)計(jì)故障點(diǎn)時僅設(shè)計(jì)了線路斷路故障。在實(shí)訓(xùn)臺上共設(shè)計(jì)了30個線路斷路的故障點(diǎn)。具體故障點(diǎn)如下：車速傳感器線路1斷路、車速傳感器線路2斷路、車速傳感器線路3斷路、起動鎖繼電器控制線斷路、P/N開關(guān)信號斷路、變速器ECU至起動鎖止和剎車燈繼電器的剎車燈信號斷路、多功能開關(guān)T68/63斷路、多功能開關(guān)T68/40斷路、多功能開關(guān)T68/62斷路、變速器ECU電源1斷路、變速器ECU電源2斷路、變速桿鎖止電磁閥斷路、制動燈開關(guān)信號斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路1斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路2斷路、變速器轉(zhuǎn)速傳感器線路3斷路、電磁閥N93電源斷路、電磁閥N93控制線斷路、電磁閥電源斷路、電磁閥N88斷路、電磁閥N89斷路、電磁閥N90斷路、電磁閥N91斷路、電磁閥N92斷路、電磁閥N94斷路、油溫傳感器斷路、發(fā)動機(jī)信號A斷路、發(fā)動機(jī)信號B斷路、發(fā)動機(jī)信號C斷路、診斷K線斷路等。

3 故障設(shè)置電路的設(shè)計(jì)

3.1 故障設(shè)置電路的組成

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺的故障設(shè)置電路包括單片機(jī)系統(tǒng)電路、鍵盤與顯示電路、故障設(shè)置執(zhí)行電路及單片機(jī)內(nèi)部控制程序組成，如圖1所示。單片機(jī)系統(tǒng)電路由80C52單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路等組成；鍵盤與顯示電路由可編程接口芯片8155、6×6矩陣鍵盤、8位LED顯示器等組成；故障設(shè)置執(zhí)行電路由可編程接口芯片8155、、汽車?yán)^電器驅(qū)動器NUD3124、汽車?yán)^電器SARM（12V）等組成。

3.2 故障設(shè)置電路的工作原理分析

在設(shè)置故障時，可以設(shè)置1個故障點(diǎn)，也可以同時設(shè)置2個或2個以上的故障點(diǎn)。若設(shè)置1個故障點(diǎn)，則通過鍵盤輸入故障點(diǎn)號并按確認(rèn)鍵；若設(shè)置兩個或兩個以上的故障點(diǎn)，則每輸入1個故障點(diǎn)號后，按逗號鍵，最后一個故障號輸入完畢后，按確認(rèn)鍵。單片機(jī)通過運(yùn)行控制程序獲知所要設(shè)置的故障點(diǎn)號，并計(jì)算出控制代碼，如第1號故障點(diǎn)的控制代碼為00000001，通過單片機(jī)P1口輸出，P1.0腳變?yōu)楦唠娖?，NUD3124的漏極和源極導(dǎo)通，SARM的線圈通電，常閉開關(guān)斷開，第1號故障點(diǎn)設(shè)置完畢。在設(shè)置單一故障時，第1至30號故障點(diǎn)對應(yīng)的控制代碼和輸出端口如表1所示，另有2路備用。

若同時設(shè)置多個故障，則由單片機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)算后再輸出控制代碼。例如：設(shè)置1、2、8號故障，則P1口輸出10000011；若設(shè)置1、9、10故障點(diǎn)，則P1口輸出000000001，第2片8155的PA口輸出00000011；若設(shè)置1、9、17故障點(diǎn)，則P1口輸出000000001，第2片8155的PA口輸出00000001，PB口輸出00000001。

若要清除所設(shè)的故障點(diǎn)，只需要在單片機(jī)P1口和第二片8155的PA、PB、PC口分別輸出00000000控制代碼，汽車?yán)^電器線圈斷電，繼電器恢復(fù)為常閉狀態(tài)，故障消失。

3.3 故障設(shè)置電路的控制程序

故障設(shè)置電路的控制程序主要包括系統(tǒng)初始化功能模塊、鍵盤掃描功能模塊、信息顯示功能模塊及故障設(shè)置與清除功能模塊等。系統(tǒng)初始化功能模塊主要用于設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部部件與8155的工作方式、命令口地址、端口地址等；鍵盤掃描功能模塊用于判斷按下按鍵的鍵號；信息顯示功能模塊主要用于顯示初始信息、故障點(diǎn)號碼、故障清除信息等；故障設(shè)置與清除功能模塊依據(jù)鍵盤輸入的故障號控制故障設(shè)置執(zhí)行電路設(shè)置相應(yīng)故障，在鍵盤要求清除故障時清除實(shí)訓(xùn)臺上的所有故障點(diǎn)。

3.4 無線故障設(shè)置電路

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺還帶有配套的無線自動考評系統(tǒng)。無線自動考評系統(tǒng)用Delphi編程語言設(shè)計(jì)而成，具有無線故障設(shè)置、學(xué)生考評及教師批閱等功能。自動考評系統(tǒng)的無線故障設(shè)置功能是在前面的故障設(shè)置電路的基礎(chǔ)上，通過附加無線信號發(fā)射器和接收器來實(shí)現(xiàn)的。用無線方式設(shè)置故障的基本原理如下：以設(shè)置故障點(diǎn)1為例，無線自動考評系統(tǒng)的教師端發(fā)出00001代碼，經(jīng)PC機(jī)USB口送至發(fā)射器，經(jīng)調(diào)制、放大后從天線發(fā)出并送到實(shí)訓(xùn)臺接收器；經(jīng)接收器進(jìn)行解調(diào)等處理后送到單片機(jī)串口；經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)處理后，得到00001代碼；單片機(jī)向P1口輸出控制代碼00000001；故障設(shè)置執(zhí)行電路將1號繼電器的常閉開關(guān)斷開，第1號故障點(diǎn)設(shè)置完畢。

用教師端清除故障時，教師端發(fā)出11111代碼，經(jīng)一系列傳送、處理后，單片機(jī)向P1口和第二片8155的PA、PB、PC口分別輸出00000000控制代碼，汽車?yán)^電器線圈斷電，繼電器開關(guān)恢復(fù)為常閉狀態(tài)，故障點(diǎn)消失。

結(jié)語

汽車自動變速器電控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺在汽車底盤電控系統(tǒng)檢測與維修課程和汽車故障檢測與維修實(shí)訓(xùn)等教學(xué)中已經(jīng)使用，并且運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好，實(shí)訓(xùn)臺上的故障設(shè)置電路也從未出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，完全符合預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。正是由于實(shí)訓(xùn)臺上設(shè)計(jì)了故障設(shè)置電路，能夠較好地模擬出實(shí)際汽車自動變速器可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，大大提高了學(xué)生檢修自動變速器故障的能力。

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