Opis układu CVT - elementy sterowania elektronicznego

Ogólne zasady działania


Przekładnia o bezstopniowym przełożeniu (CVT) jest elektronicznie sterowaną automatyczną przekładnią złożoną z dwóch stożkowych kół pasowych, napędowego i napędzanego, oraz paska stalowego. Przekładnia CVT zapewnia bezstopniową zmianę szybkości jazdy do przodu i 1 bieg wsteczny. Cały zespół umieszczony jest w jednej linii z silnikiem.

Skrzynia biegów

Podczas uruchamiania silnika zębnik rozrusznika zazębia się z wieńcem zębatym na zewnętrznym obwodzie koła zamachowego. Skrzynia biegów składa się z czterech równoległych wałków: wałka wejściowego, wałka napędowego koła pasowego, wałka napędzanego koła pasowego i wałka napędowego przekładni głównej. Wałek wejściowy znajduje się w osi wału korbowego silnika. Na wałku napędowym koła pasowego i wałku napędzanym koła pasowego znajdują się ruchome i nieruchome koła pasowe. Oba koła pasowe są połączone paskiem stalowym.
Na wałku wejściowym jest umieszczone zębate koło słoneczne i planetarne koła w obudowie. Na wałku napędowego koła pasowego znajduje się sprzęgło jazdy do przodu i napędowe koło pasowe. Na wałku napędzanego koła pasowego znajduje się napędzane koło pasowe, sprzęgło startowe i dodatkowe napędzane koło zębate zintegrowane z kołem postojowym. Wałek napędowy przekładni głównej jest umieszczony między dodatkowym napędowym kołem zębatym i napędzanym kołem zębatym przekładni głównej. Na wałku napędowym przekładni głównej znajduje się napędowe koło zębate przekładni głównej i dodatkowe napędzane koło zębate, które służy do zmiany kierunku obrotów, ponieważ wałek napędowego koła pasowego i wałek napędzanego koła pasowego obracają się w tym samym kierunku. Moment napędowy jest przenoszony z wałka napędowego koła pasowego na wałek napędzanego koła pasowego w położeniach [L], [S], [D] i [R] uzyskiwanych przez odpowiednią kombinację przekładni planetarnej włączanej sprzęgłem jazdy do przodu i hamulcem biegu wstecznego.

Sterowanie elektroniczne

W skład układu sterowania elektronicznego wchodzą: moduł sterujący układu napędowego (PCM), czujniki i elektrozawory. Zmiana przełożenia jest sterowana elektronicznie zapewniając komfortową jazdę we wszystkich warunkach. PCM jest umieszczony poniżej deski rozdzielczej za schowkiem.

Sterowanie hydrauliczne

Zespół zaworów zawiera obudowę zaworów głównych, obudowę pompy ATF, obudowę zaworu sterującego, obudowę przepływu ATF i obudowę zaworu manualnego. Obudowa pompy ATF jest przykręcona do obudowy zaworów głównych. Obudowa zaworów głównych jest przykręcona do obudowy koła zamachowego. Obudowa zaworu sterującego jest umieszczona na obudowie skrzyni biegów. Obudowa przepływu ATF jest umieszczona na obudowie zaworów głównych i łączy obwody hydrauliczne obudowy zaworu sterującego, obudowy zaworów głównych i wewnętrzny obwód hydrauliczny. Obudowa zaworu manualnego jest umieszczona na obudowie pośredniej.
Pompa ATF jest typu trochoidalnego, a jej wewnętrzny wirnik jest połączony wielowypustem z wałkiem wejściowym. Koła pasowe i sprzęgła otrzymują olej przez ich odpowiednie sztywne przewody zasilania, a hamulec biegu wstecznego zasilany jest przez wewnętrzny obwód hydrauliczny.

Sterowanie zmianą przełożenia

Moduł PCM, odbierając sygnały wejściowe z różnych czujników i przełączników umieszczonych w samochodzie, steruje elektrozaworami określając przełożenia kół pasowych. Moduł PCM steruje zaworem sterującym ciśnieniem koła napędowego CVT oraz zaworem sterującym ciśnieniem koła napędzanego CVT, aby zmieniać ciśnienie sterowania kołami. Ciśnienie sterujące napędowego koła pasowego jest podawane do napędowego koła pasowego, zaś ciśnienie sterujące napędzanego koła pasowego jest podawane do napędzanego koła pasowego, zmieniając w efekcie przełożenie kół pasowych.

Wybór zakresu pracy przekładni


Dźwignia zmiany przełożenia ma sześć pozycji: [P] PARKING, [R] WSTECZNY, [N] LUZ, [D] JAZDA DO PRZODU, [S] DRUGI i [L] WOLNO.


Położenie Opis 
[P] PARKING Zablokowane koła przednie; zapadka postojowa zazębiona z postojowym kołem zębatym na wałku napędzanego koła pasowego. Sprzęgło startowe i sprzęgło jazdy do przodu zwolnione. 
[R] WSTECZNY Bieg wsteczny, włączony hamulec biegu wstecznego. 
[N] LUZ Luz; sprzęgło startowe i sprzęgło jazdy do przodu zwolnione. 
[D] JAZDA DO PRZODU Położenie do normalnej jazdy; przekładnia automatycznie reguluje prędkość w zależności od warunków jazdy i obrotów silnika. 
[S] DRUGI Położenie do szybkiego przyspieszania; przekładnia wybiera szerszy zakres przełożeń w celu osiągnięcia lepszego przyspieszenia. 
[L] WOLNO Położenie do hamowania silnikiem i utrzymywania dużej mocy przy pokonywaniu wzniesień; przekładnia przechodzi w najniższy zakres przełożeń. 


Uruchomienie silnika możliwe jest tylko w położeniu dźwigni [P] lub [N], dzięki zastosowaniu przesuwnego wyłącznika bezpieczeństwa.

Tryb 7-biegowy

Ta przekładnia CVT wyposażona jest w tryb 7-biegowy w położeniach [D] i [S]. Tryb 7-biegowy ma dwa tryby; 7-biegowy automatyczny i 7-biegowy ręczny. W trybie 7-biegowym automatycznym przełożenia są zmieniane automatycznie z zakresie 7-stopniowym, a przełącznik zmiany biegów w kierownicy może być w każdej chwili uaktywniony. Po uaktywnieniu przełącznika, tryb 7-biegowy automatyczny jest wyłączany, a włączany jest tryb 7-biegowy ręczny. W trybie 7-biegowym ręcznym kierowca może zmieniać biegi w zakresie 7 przełożeń, używając przełączników zmiany biegów w kierownicy; działanie podobne do działania ręcznej skrzyni biegów.

Wskaźnik położenia dźwigni zmiany biegów (A/T)

Kontrolka w panelu wskaźników pokazuje aktualne położenie dźwigni A/T, co powoduje, że włączony bieg jest łatwo widoczny, bez konieczności patrzenia na samą dźwignię zmiany przełożeń. W trybie 7-biegowym wskaźnik zmiany biegów obok wskaźnika położenia dźwigni A/T pokazuje wybrany bieg. Wskaźnik [M] na zestawie wskaźników pod wskaźnikiem zmiany biegów zapala się po wybraniu trybu 7-biegowego ręcznego.

Elektroniczny układ sterujący


Schemat działania

W skład układu sterowania elektronicznego wchodzą: moduł sterujący układu napędowego (PCM), czujniki i elektrozawory. Zmiana przełożenia jest sterowana elektronicznie zapewniając komfortową jazdę we wszystkich warunkach.

Moduł PCM odbiera sygnały wejściowe z czujników, przełączników i innych modułów sterujących, przetwarza odebrane informacje i wysyła sygnały do układu sterowania silnika i układu sterowania CVT. System sterowania CVT składa się z układu sterującego zmianą biegów/ciśnieniem kół, trybem 7-biegowym, ciśnieniem sprzęgła startowego, blokadą biegu wstecznego. Układ sterowania logiką stopni znajduje się w module PCM. PCM uruchamia elektrozawory w celu sterowania zmianą przełożeń kół pasowych.


 

Rozmieszczenie elementów sterowania elektronicznego

UWAGA: Na rysunku pokazano wersję RHD; wersja LHD jest symetryczna.

 

UWAGA: Na rysunku pokazano wersję RHD; wersja LHD jest podobna.

 

Elektroniczny układ sterujący (ciąg dalszy)


Sterowanie ciśnieniem kół pasowych, sterowanie zmianą przełożenia

PCM odbierając sygnały z różnych czujników porównuje obecne warunki jazdy z warunkami zapamiętanymi, w celu sterowania zmianą przełożenia i natychmiast określa przełożenie napędowego i napędzanego koła pasowego. Koło napędowe napędza koło napędzane pasem stalowym z przełożeniem bezstopniowym w położeniach [D] i [S] mieszczącym się w zakresie 2,367-0,407. W położeniu [R], przełożenie jest ustalane na 1,326, gdy wciśnięty jest pedał przyspieszania i na 2,367, gdy pedał przyspieszania jest zwolniony. Gdy przełożenie jest niskie (szybkość jazdy jest niska), napędzane koło pasowe otrzymuje wysokie ciśnienie w celu utrzymania dużej średnicy, zaś napędowe koło pasowe otrzymuje niskie ciśnienie w celu utrzymania średnicy proporcjonalnej do koła napędzanego. Gdy przełożenie jest wysokie (szybkość jazdy jest wysoka), napędzane koło pasowe otrzymuje niskie ciśnienie, zaś napędowe koło pasowe wysokie. PCM uruchamia zawory sterujące ciśnieniem kół pasowych w celu uzyskania optymalnego ciśnienia na kołach pasowych, co redukuje poślizg paska i przedłuża jego trwałość.

 

Sterowanie trybem 7-biegowym

Ta przekładnia CVT wyposażona jest w tryb 7-biegowy w położeniach [D] i [S]. Tryb 7-biegowy ma dwa tryby; 7-biegowy automatyczny i 7-biegowy ręczny. Przekładnia przełącza się w tryb 7-biegowy automatyczny po naciśnięciu przełącznika głównego (TRYB 7-BIEGOWY). W trybie 7-biegowym automatycznym przełożenia są zmieniane automatycznie z zakresie 7-stopniowym, a przełącznik zmiany biegów w kierownicy może być w każdej chwili uaktywniony. Po uaktywnieniu przełącznika, tryb 7-biegowy automatyczny jest wyłączany, a włączany jest tryb 7-biegowy ręczny. W trybie 7-biegowym ręcznym kierowca może zmieniać biegi w zakresie 7 przełożeń, używając przełączników zmiany biegów w kierownicy; działanie podobne do działania ręcznej skrzyni biegów.
Tryb 7-biegowy jest wyłączany po naciśnięciu przełącznika głównego (TRYB 7-BIEGOWY) lub po zmianie położenia dźwigni zmiany biegów.

Przełącznik główny (TRYB 7-BIEGOWY) (A) i przełączniki zmiany biegów (B) znajdują się na kierownicy. Kierowca może wybrać tryby i przełożenia, naciskając przełączniki bez zdejmowania rąk z kierownicy.

 

Wskaźnik zmiany biegów (A) i wskaźnik [M] (B) znajdują się w zestawie wskaźników (C), obok wskaźnika położenia dźwigni A/T (D).

 

W trybie 7-biegowym automatycznym, wskaźnik zmiany biegów pokazuje aktualnie wybrane przełożenie. W tym trybie wskaźnik [M] nie zapala się.
W trybie 7-biegowym ręcznym, wskaźnik [M] zapala się, a wskaźnik zmiany biegów pokazuje aktualnie wybrane przełożenie.

Elektroniczny układ sterujący (ciąg dalszy)


Sterowanie trybem 7-biegowym (ciąg dalszy)

Tryb 7-biegowy automatyczny

Kiedy przekładnia zostaje przełączona w tryb 7-biegowy automatyczny przez naciśnięcie przełącznika głównego (TRYB 7-BIEGOWY) podczas jazdy w położeniu [D] lub [S], optymalne przełożenia są dobierane automatycznie w oparciu o warunki jazdy, na przykład stosunek otwarcia przepustnicy do prędkości jazdy. Przekładnia przełącza się w zakres nadbiegu (7. bieg) w określonych warunkach.
Po przełączeniu w 7-biegowy tryb automatyczny po zatrzymaniu pojazdu w położeniu [D] i [S], przekładnia włącza 1. przełożenie. Ruszanie odbywa się z 1. przełożenia. Wskaźnik zmiany biegów pokazuje numer przełożenia.

 

Tryb 7-biegowy ręczny

Przekładnia jest przełączana w tryb 7-biegowy ręczny przez wyłączenie trybu 7-biegowego automatycznego, co sygnalizowane jest zapaleniem wskaźnika [M]. Po naciśnięciu przełącznika plus (+) przekładnia zmienia przełożenie na wyższe; naciśnięcie przycisku minus (-) powoduje redukcję przełożenia. Wskaźnik zmiany biegów pokazuje numer wybranego przełożenia.
Jeśli samochód porusza się z prędkością, przy której redukcja biegu spowodowałaby przekroczenie maksymalnej prędkości obrotowej silnika, przekładnie nie zezwala na redukcję biegu dopóki samochód nie osiągnie odpowiednio niskiej prędkości. Aby nie dopuścić do przekroczenia maksymalnej prędkości obrotowej silnika, układ wyposażony jest w system automatycznej zmiany przełożenia na wyższe oraz w system redukcji przełożenia, aby zapewnić możliwość szybkiego przyspieszania. Przekładnia przełącza się w zakres nadbiegu (7. bieg) w określonych warunkach.
Kiedy samochód zwalnia do zatrzymania, przekładnia automatycznie włącza 2. przełożenie, a nie 1. 2. przełożenie może być również włączone ręcznie używając przełącznika plus (+), kiedy samochód stoi. Ruszanie odbywa się z 2. przełożenia.

 

Sterowanie ciśnieniem sprzęgła startowego

Hydraulicznie sterowane sprzęgło startowe umożliwia łagodne ruszanie i powoduje również efekt pełzania w położeniach [D], [S], [L] i [R] jak tradycyjna przekładnia hydrokinetyczna. PCM odbiera sygnały z czujników i uruchamia zawór sterujący ciśnieniem sprzęgła startowego, regulując ciśnienie sprzęgła startowego.

 

Elektroniczny układ sterujący (ciąg dalszy)


Połączenia styków PCM

 

Wejścia i wyjścia PCM

 


ZŁĄCZKA A (31-STYKOWA) PCM
Nr styku Kolor przewodu Sygnał Opis Warunki pomiaru/Napięcie na stykach 
A2 YEL/BLK IGP2 Obwód zasilania z przekaźnika głównego Przy włączonym zapłonie (II): Napięcie akumulatora
Przy wyłączonym zapłonie: 0 V 
A3 YEL/BLK IGP1 Obwód zasilania z przekaźnika głównego Przy włączonym zapłonie (II): Napięcie akumulatora
Przy wyłączonym zapłonie: 0 V 
A4 BLK PG2 Masa  
A5 BLK PG1 Masa  
A10 GRN/BLK SG2 Masa czujnika  
A11 GRN/WHT SG1 Masa czujnika  
A18 BLU/WHT VABS Sygnał czujnika szybkości jazdy (VSS) Przy włączonym zapłonie (II): Około 5 V
Przy wyłączonym zapłonie: 0 V 
A20 YEL/BLU VCC2 Obwód zasilania dla czujników Przy włączonym zapłonie (II): Około 5 V
Przy wyłączonym zapłonie: 0 V 
A21 YEL/RED VCC1 Obwód zasilania dla czujników Przy włączonym zapłonie (II): Około 5 V
Przy wyłączonym zapłonie: 0 V 
A23 BRN/BLK LG2 Masa  
A24 BRN/BLK LG1 Masa  



ZŁĄCZKA B (24-STYKOWA) PCM
Nr styku Kolor przewodu Sygnał Opis Warunki pomiaru/Napięcie na stykach 
B7 GRN/WHT DN LS+ Elektroda dodatnia zasilania zaworu sterującego ciśnieniem na kole napędzanym CVT Przy włączonym zapłonie (II): Sygnał pulsujący 
B11 RED/WHT M IND Sterowanie wskaźnikiem [M] Kiedy zostanie wybrany 7-biegowy tryb ręcznej zmiany biegów: Około 6 V
W trybie innym niż ręczna zmiana biegów: 0 V 
B12 LT GRN S IND Sterowanie wskaźnikiem [S] W położeniu [S]: Około 6 V
W położeniu innym niż [S]: 0 V 
B16 YEL SC LS + Biegun dodatni zasilania zaworu sterującego ciśnieniem sprzęgła startowego CVT Przy włączonym zapłonie (II): Sygnał pulsujący 

Elektroniczny układ sterujący (ciąg dalszy)


Wejścia i wyjścia PCM (ciąg dalszy)

 


ZŁĄCZKA B (24-STYKOWA) PCM
Nr styku Kolor przewodu Sygnał Opis Warunki pomiaru/Napięcie na stykach 
B19 LT GRN/RED S-DN Sygnał przełącznika redukcji biegu Przy włączonym zapłonie (II):
Wciśnięty przełącznik redukcji biegu: 0 V
Zwolniony przełącznik redukcji biegu: Około 5 V 
B20 YEL S-UP Sygnał przełącznika zmiany biegu na wyższy Przy włączonym zapłonie (II):
Wciśnięty przełącznik zmiany biegu na wyższy: 0 V
Zwolniony przełącznik zmiany biegu na wyższy: Około 5 V 
B24 BLU/WHT DR LS + Elektroda dodatnia zasilania zaworu sterującego ciśnieniem na kole napędowym CVT Przy włączonym zapłonie (II): Sygnał pulsujący 



ZŁĄCZKA C (22-STYKOWA) PCM
Nr styku Kolor przewodu Sygnał Opis Warunki pomiaru/Napięcie na stykach 
C1 PNK/BLK DN LS - Styk ujemny zasilania zaworu sterującego ciśnieniem na kole pasowym napędzanym CVT Przy włączonym zapłonie (II): Sygnał pulsujący 
C6 GRN/BLK SOL INH Sterowanie elektrozaworu hamującego Z włączonym elektrozaworem wstrzymującym (II): Napięcie akumulatora
Z wyłączonym elektrozaworem hamującym: 0 V 
C7 RED/BLU NDR Sygnał wejściowy czujnika szybkości napędowego koła pasowego CVT Przy włączonym zapłonie (II): 0 V lub około 5 V
Przy wolnych obrotach silnika w położeniu [N]: Około 2,5 V 
C8 PNK/BLU SC LS - Biegun ujemny zasilania zaworu sterującego ciśnieniem sprzęgła startowego CVT Przy włączonym zapłonie (II): Sygnał pulsujący 
C9 BLU/WHT ATP S Sygnał wejściowy położenia [S] czujnika wyboru zakresu przełożenia W położeniu [S]: 0 V
W położeniu innym niż [S]: Około 5 V 
C10 WHT ATP R Sygnał wejściowy czujnika wyboru zakresu przełożeń, położenie [R] Dla położenia [R]: 0 V
W położeniu innym niż [R]: Około 10 V 
C11 BLU ATP L Sygnał wyjściowy położenia [L] czujnika wyboru zakresu przełożenia W położeniu [L]: 0 V
W położeniu innym niż [L]: Około 10 V 
C12 LT GRN ATP NP Sygnał wejściowy czujnika wyboru zakresu przełożeń położenia [P] i [N] W położeniu [P] i [N]: 0 V
W położeniach innych niż [P] i [N]: Około 5 V 


ZŁĄCZKA C (22-STYKOWA) PCM
Nr styku Kolor przewodu Sygnał Opis Warunki pomiaru/Napięcie na stykach 
C13 YEL M-SW Sygnał przełącznika głównego (Tryb 7-biegowy) W trybie 7-biegowym: 0 V
Zwolniony w trybie 7-biegowym: Około 5 V 
C15 WHT NDN Sygnał wejściowy czujnika szybkości napędzanego koła pasowego CVT Przy włączonym zapłonie (II): 0 V lub około 5 V
Przy wolnych obrotach silnika w położeniu [N]: Około 2,5 V 
C16 GRN/YEL DR LS - Styk ujemny zasilania zaworu sterującego koła napędzającego CVT Przy włączonym zapłonie (II): Sygnał pulsujący 
C20 PNK ATP D Sygnał wejściowy położenia [D] czujnika wyboru zakresu przełożeń Dla położenia [D]: 0 V
W położeniu innym niż [D]: Około 5 V 
C22 WHT/RED VEL1 Sygnał wejściowy czujnika szybkości CVT Przy włączonym zapłonie (II): 0 V lub około 5 V
W trakcie jazdy (przednie koła obracają się): Około 2,5 V 



ZŁĄCZKA E (31-STYKOWA) PCM
Nr styku Kolor przewodu Sygnał Opis Warunki pomiaru/Napięcie na stykach 
E8 BLU/WHT LED A Sterowanie wskaźnikiem zmiany biegów Przy włączonym zapłonie i nie w trybie 7-biegowym: Około 5 V
W trybie 7-biegowym:
  • 4., 5., 6. bieg: Około 5 V
  • 1., 2., 3., 7. bieg: Około 0,3 V
 
E11 PNK D IND Sprawdzanie kontrolki [D] Po pierwszym włączeniu zapłonu (II): Około 6 V przez 2 sekundy
Dla położenia [D]: Około 6 V 
E20 GRN/BLK LED C Sterowanie wskaźnikiem zmiany biegów Przy włączonym zapłonie i nie w trybie 7-biegowym Około 5 V
W trybie 7-biegowym:
  • 1., 3., 5. bieg: Około 5 V
  • 2., 4., 6., 7. bieg: Około 0,3 V
 
E21 RED/WHT LED B Sterowanie wskaźnikiem zmiany biegów Przy włączonym zapłonie i nie w trybie 7-biegowym Około 5 V
W trybie 7-biegowym:
  • 2., 3., 6. bieg: Około 5 V
  • 1., 4., 5., 7. bieg: Około 0,3 V
 
E22 WHT/BLK BK SW Sygnał wejściowy czujnika położenia pedału hamulca Przy wciśniętym pedale hamulca: Napięcie akumulatora
Przy zwolnionym pedale hamulca: 0 V 
E29 BRN SCS Sygnał wejściowy złącza (SCS) Przy włączonym zapłonie (II)
  • Złącze SCS otwarte: Około 5 V
  • Złącze serwisowe SCS zwarte zworą do masy: 0 V
 

Schemat ideowy