Cel i zasada działania głównych czujników automatycznej skrzyni biegów

Automatyczna skrzynia biegów samochodu jest sterowana przez układ elektrohydrauliczny. Sam proces zmiany biegów w automatycznej skrzyni biegów następuje z powodu ciśnienia płynu roboczego, a elektroniczna jednostka sterująca kontroluje tryby pracy i reguluje przepływ płynu roboczego za pomocą zaworów. Podczas pracy ten ostatni otrzymuje niezbędne informacje z czujników odczytujących polecenia kierowcy, aktualną prędkość pojazdu, obciążenie pracą silnika, a także temperaturę i ciśnienie płynu roboczego.

Rodzaje i zasada działania czujników automatycznej skrzyni biegów

Główny cel działania układu automatycznej skrzyni biegów można nazwać wyznaczeniem optymalnego momentu, w którym powinna nastąpić zmiana biegu. W tym celu należy wziąć pod uwagę wiele parametrów. Nowoczesne konstrukcje wyposażone są w dynamiczny program sterujący, który pozwala dobrać odpowiedni tryb w zależności od warunków pracy i aktualnego trybu jazdy samochodu, wyznaczonego przez czujniki.

W automatycznej skrzyni biegów główne to czujniki prędkości (określające prędkość na wałkach wejściowych i wyjściowych skrzyni biegów), czujniki ciśnienia i temperatury płynu roboczego oraz czujnik położenia selektora (blokada). Każdy z nich ma swój własny projekt i przeznaczenie. Można również wykorzystać informacje z innych czujników pojazdu.

Czujnik położenia selektora

W przypadku zmiany położenia dźwigni zmiany biegów jej nowe położenie jest ustalane przez specjalny czujnik położenia dźwigni zmiany biegów. Odebrane dane są przesyłane do elektronicznej jednostki sterującej (często jest oddzielna dla automatycznej skrzyni biegów, ale jednocześnie ma połączenie z ECU silnika samochodu), która uruchamia odpowiednie programy. Aktywuje to układ hydrauliczny zgodnie z wybranym trybem jazdy („P (N)”, „D”, „R” lub „M”). Ten czujnik jest często określany jako „inhibitor” w instrukcjach obsługi pojazdu. Zazwyczaj czujnik znajduje się na wałku dźwigni zmiany biegów, który z kolei znajduje się pod maską pojazdu. Czasami, aby uzyskać informacje, podłącza się go do napędu zaworu suwakowego w celu wyboru trybów jazdy w korpusie zaworu.

Czujnik położenia wybieraka automatycznej skrzyni biegów można nazwać „wielofunkcyjnym”, ponieważ sygnał z niego służy również do włączania świateł cofania, a także do sterowania pracą napędu rozrusznika w trybach „P” i „N”. Istnieje wiele konstrukcji czujników, które określają położenie dźwigni zmiany biegów. Sercem klasycznego obwodu czujnika jest potencjometr, który zmienia swoją rezystancję w zależności od położenia dźwigni zmiany biegów. Strukturalnie jest to zestaw płytek oporowych, po których porusza się element ruchomy (suwak), który jest powiązany z selektorem. W zależności od położenia suwaka zmieni się rezystancja czujnika, a co za tym idzie napięcie wyjściowe. Wszystko to w nierozłącznej obudowie. W przypadku awarii czujnik położenia selektora można wyczyścić, otwierając go poprzez nawiercenie nitów. Jednak ustawienie inhibitora do wielokrotnej pracy jest trudne, dlatego łatwiej jest po prostu wymienić uszkodzony czujnik.

Czujnik prędkości

Z reguły w automatycznej skrzyni biegów są instalowane dwa czujniki prędkości. Jeden rejestruje prędkość wału wejściowego (głównego), drugi mierzy prędkość wału wyjściowego (w przypadku skrzyni biegów z napędem na przednie koła jest to prędkość mechanizmu różnicowego). Kalkulator automatycznej skrzyni biegów wykorzystuje odczyty pierwszego czujnika do określenia aktualnego obciążenia silnika i wybrania optymalnego biegu. Dane z drugiego czujnika służą do sterowania pracą skrzyni biegów: jak poprawnie zostały wykonane polecenia jednostki sterującej i dokładnie włączony został potrzebny bieg.

Strukturalnie czujnik prędkości jest magnetycznym czujnikiem zbliżeniowym opartym na efekcie Halla. Czujnik składa się z magnesu trwałego i Halla IC, umieszczonego w szczelnej obudowie. Wykrywa prędkość obrotową wałów i generuje sygnały w postaci impulsów prądu przemiennego. Aby zapewnić działanie czujnika, na wale zamontowane jest tak zwane „koło impulsowe”, które ma stałą liczbę naprzemiennych występów i wgłębień (dość często rolę tę pełni konwencjonalna przekładnia). Zasada działania czujnika jest następująca: gdy ząb przekładni lub występ koła przechodzi przez czujnik, wytwarzane przez niego pole magnetyczne zmienia się i zgodnie z efektem Halla generowany jest sygnał elektryczny. Następnie jest konwertowany i wysyłany do jednostki sterującej. Niski sygnał odpowiada rynnie, a wysoki sygnał występowi.

Główne awarie takiego czujnika to obniżenie ciśnienia w obudowie i utlenianie styków. Cechą charakterystyczną jest to, że tego czujnika nie da się „wydzwonić” multimetrem.

Rzadziej indukcyjne czujniki prędkości mogą być używane jako czujniki prędkości. Zasada ich działania jest następująca: gdy przekładnia przekładni przechodzi przez pole magnetyczne czujnika, w cewce czujnika pojawia się napięcie, które jest przekazywane w postaci sygnału do jednostki sterującej. Ten ostatni, biorąc pod uwagę liczbę zębów koła zębatego, oblicza aktualną prędkość. Wizualnie czujnik indukcyjny wygląda bardzo podobnie do czujnika Halla, ale ma znaczne różnice w kształcie sygnału (analogowym) i warunkach pracy - nie wykorzystuje napięcia odniesienia, ale generuje je samodzielnie ze względu na właściwości indukcji magnetycznej. Ten czujnik może być „pierścieniowy”.

Czujnik temperatury cieczy roboczej

Poziom temperatury płynu przekładniowego ma znaczący wpływ na działanie sprzęgieł ciernych. Dlatego też, aby zabezpieczyć się przed przegrzaniem, w układzie znajduje się czujnik temperatury automatycznej skrzyni biegów. Jest to termistor (termistor) i składa się z obudowy oraz elementu czujnikowego. Ten ostatni jest wykonany z półprzewodnika, który zmienia swoją rezystancję w różnych temperaturach. Sygnał z czujnika przekazywany jest do jednostki sterującej automatycznej skrzyni biegów. Z reguły jest to liniowa zależność napięcia od temperatury. Odczyty czujnika można znaleźć tylko za pomocą specjalnego skanera diagnostycznego.

Czujnik temperatury można zamontować w obudowie skrzyni biegów, ale najczęściej jest on wbudowany w wiązkę przewodów wewnątrz automatycznej skrzyni biegów. W przypadku przekroczenia dopuszczalnej temperatury pracy ECU może wymusić zmniejszenie mocy, aż do przejścia skrzyni biegów w tryb awaryjny.

Ciśnieniomierz

Aby określić szybkość cyrkulacji płynu roboczego w automatycznej skrzyni biegów, w układzie można przewidzieć czujnik ciśnienia. Może być ich kilka (dla różnych kanałów). Pomiar odbywa się poprzez zamianę ciśnienia płynu roboczego na sygnały elektryczne, które podawane są do elektronicznej jednostki sterującej skrzyni biegów.

Czujniki ciśnienia są dwojakiego rodzaju:

• Dyskretne - napraw odchylenia trybów pracy od ustawionej wartości. Podczas normalnej pracy styki czujnika są połączone. Jeśli ciśnienie w miejscu montażu czujnika jest niższe niż wymagane, styki czujnika otwierają się, a jednostka sterująca automatycznej skrzyni biegów odbiera odpowiedni sygnał i wysyła polecenie zwiększenia ciśnienia.
• Analogowe - przekształca poziom ciśnienia na sygnał elektryczny o odpowiedniej wielkości. Wrażliwe elementy takich czujników mają możliwość zmiany rezystancji w zależności od stopnia odkształcenia pod wpływem nacisku.

Dodatkowe czujniki do sterowania automatyczną skrzynią biegów

Oprócz głównych czujników związanych bezpośrednio z transmisją, jej elektroniczna jednostka sterująca może również wykorzystywać informacje pozyskiwane z dodatkowych źródeł. Z reguły są to następujące czujniki:

• Czujnik pedału hamulca - jego sygnał jest wykorzystywany, gdy wybierak jest zablokowany w pozycji „P”.
• Czujnik położenia pedału gazu - montowany w elektronicznym pedale gazu. Wymagane jest ustalenie aktualnego żądania trybu jazdy od kierowcy.
• Czujnik położenia przepustnicy - umieszczony w korpusie przepustnicy. Sygnał z tego czujnika wskazuje aktualne obciążenie robocze silnika i wpływa na dobór optymalnego biegu.

Zestaw czujników automatycznej skrzyni biegów zapewnia jej prawidłowe działanie i komfort podczas eksploatacji pojazdu. W przypadku niesprawności czujników równowaga systemu zostaje zachwiana, a kierowca zostanie natychmiast zaalarmowany przez system diagnostyki pokładowej (czyli na tablicy wskaźników zapali się odpowiedni „błąd”). Ignorowanie sygnałów awarii może prowadzić do poważnych problemów w głównych podzespołach samochodu, dlatego w przypadku stwierdzenia jakichkolwiek usterek zaleca się natychmiastowe skontaktowanie się ze specjalistycznym serwisem.