Призначення і принцип роботи основних датчиків АКПП

Автоматична коробка передач автомобіля управляється електрогідравлічною системою. Сам процес перемикання передач в АКПП відбувається за рахунок тиску робочої рідини, а управління режимами роботи і регулювання потоку робочої рідини за допомогою клапанів здійснює електронний блок управління. При роботі останній отримує необхідну інформацію від датчиків, які зчитують команди водія, поточну швидкість руху автомобіля, робоче навантаження на двигун, а також температуру і тиск робочої рідини.

Види і принцип роботи датчиків АКПП

Основною метою системи управління АКПП можна назвати визначення оптимального моменту, в який має відбутися перемикання передачі. Для цього необхідно врахувати безліч параметрів. Сучасні конструкції оснащені динамічної програмою управління, що дозволяє підбирати відповідний режим в залежності від умов експлуатації та поточного режиму руху автомобіля, що визначаються датчиками.

В автоматичній коробці передач основними є датчики швидкості (що визначають частоту обертання на вхідному і на вихідному валах КПП), датчики тиску і температури робочої рідини і датчик положення селектора (інгібітор). Кожен з них має свою конструкцію і призначення. Також може використовуватися інформація і від інших датчиків автомобіля.

Датчик положення селектора

При зміні положення селектора вибору передач його нову позицію фіксує спеціальний датчик положення селектора. Отримані дані передаються на електронний блок управління (найчастіше він окремий для АКПП, але при цьому має зв'язок з ЕБУ двигуна автомобіля), який запускає відповідні програми. Це призводить гідравлічну систему в дію відповідно до обраного режиму руху ( "P (N)", "D", "R" або "M"). В інструкціях до автомобілів даний датчик часто позначається як "інгібітор". Як правило, датчик знаходиться на валу селектора коробки передач, яка, в свою чергу, розташовується під капотом автомобіля. Іноді для отримання інформації він з'єднаний з приводом золотникового клапана вибору режимів руху в гідроблоків.

Датчик положення селектора АКПП можна назвати "багатофункціональним", оскільки сигнал з нього також використовується для включення вогнів заднього ходу, а також для контролю роботи приводу стартера в режимах «P» і «N». Існує безліч конструкцій датчиків, що визначають положення важеля селектора. В основі класичної схеми датчика використовується потенціометр, який змінює свій опір залежно від положення важеля селектора. Конструктивно він являє собою набір резистивних пластин, по яких переміщається рухливий елемент (повзунок), який пов'язаний з селектором. Залежно від положення повзунка змінюватиметься опір датчика, а значить, і вихідна напруга. Все це знаходиться в нерозбірному корпусі. При виникненні несправностей датчик положення селектора можна прочистити, відкривши шляхом висвердлювання заклепок. Однак налаштувати інгібітор для повторної роботи досить складно, тому простіше просто замінити несправний датчик.

Датчик швидкості

Як правило, в автоматичній коробці передач встановлюються два датчик швидкості. Один фіксує частоту обертання вхідного (первинного) валу, другий вимірює частоту обертання вихідного вала (для передньопривідною коробки передач - це швидкість обертання шестерні диференціала). ЕБУ АКПП використовує свідчення першого датчика для визначення поточного навантаження на двигун і підбору оптимальної передачі. Дані ж з другого датчика застосовуються для контролю роботи коробки передач: наскільки правильно були виконані команди блоку управління і була включена саме та передача, яка була необхідна.

Конструктивно датчик швидкості являє собою магнітний безконтактний датчик, заснований на ефекті Холла. Датчик складається з постійного магніту і інтегральної мікросхеми Холла, розташованих в герметичному корпусі. Він фіксує частоту обертання валів і генерує сигнали в формі імпульсів змінного струму. Для забезпечення роботи датчика на валу встановлюється так зване "імпульсна колесо", яке має фіксоване число виступів і западин (досить часто цю роль виконує звичайна шестерня). Принцип роботи датчика полягає в наступному: при проходженні зуба шестерні або виступу колеса через датчик змінюється створюване їм магнітне поле і, відповідно до ефекту Холла, виробляється електричний сигнал. Далі він перетворюється і направляється в блок управління. Низький сигнал відповідає западині, а високий - виступу.

Основними несправностями такого датчика є розгерметизація корпусу і окислення контактів. Характерною особливістю є те, що даний датчик не можна "продзвонити" за допомогою мультиметра.

Рідше в якості датчиків швидкості можуть використовуватися індуктивні датчики частоти обертання. Принцип їх роботи полягає в наступному: при проходженні через магнітне поле датчика зуба шестерні коробки передач в котушці датчика виникає напруга, яке у формі сигналу передається блоку управління. Останній з урахуванням числа зубів шестерні розраховує поточну швидкість. Візуально індуктивний датчик зовні дуже схожий на датчик Холла, але має істотні відмінності за формою сигналу (аналоговий) і умовами роботи - він не використовує опорна напруга, а виробляє його самостійно за рахунок властивостей магнітної індукції. Даний датчик можна "продзвонити".

Датчик температури робочої рідини

Рівень температури робочої рідини в коробці передач має суттєвий вплив на роботу фрикційних муфт. А тому для захисту від перегріву в системі передбачений датчик температури АКПП. Він являє собою терморезистор (термістор) і складається з корпусу і чутливого елемента. Останній виготовляється з напівпровідника, який змінює свій опір при різних температурах. Сигнал з датчика передається блоку управління АКПП. Як правило, він являє собою лінійну залежність напруги від температури. Показання датчика можна дізнатися тільки за допомогою спеціального діагностичного сканера.

Датчик температури може встановлюватися в картері трансмісії, але частіше за все він вбудований в джгут проводів всередині АКПП. При перевищенні допустимої температури роботи ЕБУ може примусово знизити потужність, аж до переходу коробки передач в аварійний режим.

Датчик тиску

Для визначення інтенсивності циркуляції робочої рідини в автоматичній коробці передач в системі може бути передбачений датчик тиску. Їх може бути кілька (для різних каналів). Вимірювання здійснюється шляхом перетворення тиску робочої рідини в електричні сигнали, які подаються в електронний блок управління КПП.

Датчики тиску бувають двох типів:

• Дискретні - фіксують відхилення режимів роботи від заданої величини. При нормальному режимі роботи контакти датчика з'єднані. Якщо тиск в місці установки датчика нижче необхідного, контакти датчика розмикаються, а блок управління АКПП отримує відповідний сигнал і передає команду на підвищення тиску.
• Аналогові - перетворять рівень тиску в електричний сигнал відповідної величини. Чутливі елементи таких датчиків здатні змінювати опір в залежності від ступеня деформації під дією тиску.

Допоміжні датчики управління АКПП

Крім основних датчиків, що відносяться безпосередньо до коробки передач, її електронний блок управління також може використовувати інформацію, отриману з додаткових джерел. Як правило, це такі датчики:

• Датчик педалі гальма - його сигнал використовується при блокуванні селектора в позиції «Р».
• Датчик положення педалі газу - встановлюється в електронній педалі акселератора. Він необхідний для визначення поточного запиту режиму руху з боку водія.
• Датчик положення дросельної заслінки - розташований в корпусі заслінки. Сигнал з цього датчика показує поточну робоче навантаження двигуна і впливає на вибір оптимальної передачі.

Сукупність датчиків АКПП забезпечує її правильну роботу і комфорт при експлуатації автомобіля. При виникненні несправностей датчиків порушується баланс системи, про що водія негайно попередить бортова система діагностики (тобто на комбінації приладів загориться відповідна "помилка"). Ігнорування сигналів про несправності може спричинити за собою серйозні проблеми в основних вузлах автомобіля, тому при виявленні несправностей рекомендується відразу звертатися в спеціалізований сервіс.