重型載貨汽車安裝艾里遜第5代變速箱的研究及電路設計

王國川，蘆錦霄

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

重型載貨汽車安裝艾里遜第5代變速箱的研究及電路設計

王國川，蘆錦霄

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章通過對我公司某重型載貨汽車上安裝的艾里遜第5代自動變速箱系統的研究，介紹了該變速箱電控系統的工作原理及電路設計。

艾里遜變速箱；重卡

CLC NO.: U471.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2017)05-34-04

引言

近年來，隨著自動變速箱制造技術的迅猛發展，相應的艾里遜變速箱的控制技術已經發展到了第五代。廣大用戶、車輛生產商對艾里遜變速箱的認識和了解都提出了更進一步的要求。所以，熟知艾里遜第5代自動變速箱的電路系統及設計理念對整車電控系統的設計就顯得尤為重要。

1、控制系統簡介

艾里遜第5代控制系統將會取代當前用于1000、2000、3000和4000系列（包括B和T型號）的第4代控制系統。艾里遜第五代控制系統包含變速箱控制模塊（TCM）和換檔器提供的新的硬件和改良的軟件，它能夠通過車輛電子編程站（VEPS）給終端TCM編程。艾里遜第5代控制系統同先前采用的艾里遜第4代控制系統相比其燃油經濟性增強特性得到改善。

1.1 變速器電路系統

圖1 變速器電路系統

1.2 電路系統各部分關系

從圖2我們可以看出，變速箱電路系統的核心是TCM，它通過主線束獲取各種信息，按照選檔器的指令，驅動變速箱的電磁閥，使變速箱完成各種檔位切換的動作；同時TCM還通過主線束以及外接散線對外輸出信息和指令，使自動變速箱成為保證和提升整車性能的重要組成部分。

圖2 電路系統各部分關系

2、變速箱電控系統的接線

2.1 基本功能接線（強制界面）

整車電路設計時只能通過兩條散線線束將變速箱電控系統與整車電路進行連接，而不得通過取消位于主線束上的任何插頭（如VIM、VIWL、GPVI等）將整車電路與主線束直接相連?；具B接部分包括正負電源線、點火信號線、空檔起動電路、倒檔報警電路、變速箱故障燈電路、車速里程表信號線、換檔器照明燈電路等。

2.1.1 TCM電源線

TCM的正負電源線是通過保險盒（10-15A）的供電電源上的，設計時應當根據艾里遜的技術規范，正確布置TCM正負電源線；可參考圖3。（TCM工作電流15mA,點火線不通電時靜態工作電流0.6mA）。

圖3 TCM電源線

1）TCM正極線需直接從車輛電源總開關輸出端接線，車輛電源總開關必須位于電瓶正極。

2）TCM負極線必須直接接入蓄電池負極柱。

3）電源線的截面積必須不小于4平方毫米，同時盡量減少電源線的長度。

2.1.2 點火線

變速箱控制電腦通過“GPVI線束接口”的163號線引入電腦點火信號?？紤]到車輛點火開關輸出線路上難免會搭載其它電器負載，所以必須采用繼電器進行隔離。具體接線方式可參考圖4所示。

圖4 點火線

2.1.3 空檔起動電路

“GPVI線束接口”上的線號為141，設計時應參考圖5所示布置空檔起動電路，注意圖中的續流二極管不可省略，同時回路中必須安裝15A的保險絲。

圖5 空檔起動電路

2.1.4 倒檔報警電路

“GPVI線束接口”上的線號為165，設計時應參考圖6所示布置倒檔報警電路，注意圖中的續流二極管不可省略，同時回路中必須安裝15A的保險絲。

圖6 倒檔報警電路

2.1.5 變速箱故障燈接線

變速箱線束的“車輛線束（散線2）”分支中，129號線用于點亮變速箱故障燈，設計時配套的故障燈須采用圖7所示圖樣接線，注意圖中的續流二極管不可省略。設計時所選用的故障燈應有專門的標識同時應根據選用燈泡工作電流的大小，確定相應的接線方式。

圖7 變速箱故障燈接線

2.1.6 車速里程表信號線

變速箱控制電腦通過125號線向車輛的車速里程表提供所需信號，信號規格：變速箱輸出軸每轉8個脈沖。具體接線可參考圖8所示：

圖8 車速里程表信號線

2.1.7 換檔器照明接線

變速箱線束的“車輛線束（散線2）”分支中，Dimmer線用于引入換檔器照明的電源。具體接線參考圖9，如果儀表背光等為可調，Dimmer需接入可調電路。

圖9 換檔器照明接線

2.2 輸入/輸出功能的電路連接（擴展界面）

常用擴展功能包括ABS反饋控制電路、液力緩速器控制電路、自動返回空檔（RELS）功能電路、進檔抑制（I/E）功能電路等。

陜汽某型車為了適應整車性能設計的要求，采用艾里遜自動變速箱所提供的如下功能：1、啟用PTO工作保護（I/C）功能接線；2、排氣制預降檔（I/H）功能接線；3、油溫報警燈的接線。擴展界面的電路連接要求如下：

2.2.1 PTO工作（I/C）功能接線

PTO工作輸入請求通過車輛線束中的143線和PTO輸出指示130線，控制PTO工作電磁閥（帶接線盒就是330CM與330NO，若無接線盒即為130線，需要設計方自行加裝繼電器控制），從而控制PTO工作；（其中130線為高電位輸出，具體工作原理就是，當PTO結合開關結合，143線接收到電源信號，在變速箱控制電腦自我診斷到發動機轉速在低轉速時，130線就給出高電位信號，這樣繼電器中的觸點就從常開端到常閉端，也就是330CM與330NO導通，PTO工作）。該功能在僅當發動機轉速和變速箱輸出轉速在允許的范圍內，并且油門開度較小時，才允許接合PTO。如果這些轉速值超過了允許的范圍，該功能也會將已接合的PTO 再度分離。具體接線參考圖10。

圖10 PTO工作（I/C）功能接線

2.2.2 排氣制預降檔（I/H）功能接線

TCM控制程序I/H功能激時，需預先設定的一檔位（通常系統默認4檔）；設計方通過變速箱線束中157線與102線之間的通斷和結合，完成變速箱預先快速降至設定檔位，通?？赏ㄟ^發動機排氣制動控制一個通斷開關來確保157線和102線的通斷。此功能可通過快速降檔實施，一方面配合整車制動減速、一方面可以快速提高發動機轉速，確保車輛的動力性。接線方式參考圖11。

圖11 排氣制預降檔（I/H）功能接線

2.2.3 油溫報警燈的接線

油溫報警燈對變速箱油溫進行報警。當變速箱油溫溫度超過限定值時，TCM通過“VIW線束接口”的164號線輸出油溫報警信號。設計方需在車輛儀表板設置紅色的油溫報警燈，具體接線如圖12所示（注意圖中的續流二極管不可省略）。

圖12 油溫報警燈的接線

圖13 續流二極管的加裝方式

2.3 車輛CAN通訊系統

隨著電子信息技術特別是數字化技術的發展，帶有智能控制功能的電子設備被越來越多地應用在汽車上。如果要實現這些電子設備之間數字信號的相互通訊，就必須在車輛上安裝“控制器局域網”，即車輛CAN通訊系統。目前國內汽車上采用的CAN通訊系統大多遵循SAE J1939通訊協議，艾里遜變速箱的控制電腦可以支持包括J1939在內的多種通訊協議。圖14表示了車輛CAN線的基本形態。

圖14 CAN線的基本形態

2.3.1 安裝車輛CAN線的基本要求

1）在布置和固定車輛CAN線時，必須確保線束的安裝質量。

2）CAN線上必須安裝兩個120Ω終端電阻，同時該終端電阻必須接在CAN骨干線的兩端，以確保信號的正常傳輸。

3）CAN線上的所有插接器必須可靠連接，插頭上的防水膠圈須確保完好不得缺失，剩余不用的插頭應當裝上配套的保護罩。

4）CAN線的接地線必須可靠地接到蓄電池負極。

2.3.2 車輛CAN線連接

陜汽某車型選配濰柴WP12.570電控發動機，變速箱電控系統所需油門信號的采集方式為——發動機電控系統通過CAN傳輸油門信號。整車采用符合J1939通訊協議的CAN總線系統，并保證使CAN總線符合SAEJ1939/11的要求。

3、應用效果

陜汽某車型采用艾里遜第5代變速箱，使得操作上更加快速、安全、方便。有效的保障了部隊執行演訓、維穩和作戰等任務的需求，對于加強全地域條件下快速機動、安全運輸，有效發揮部隊戰斗力都具有重大而現實的意義。

[1] 艾里遜變速箱第五代控制系統介紹.

[2] 艾里遜4500P變速箱技術協議.

The research and circuit design of heavy truck install Allison 5th generation transmission

Wang Guochuan, Lu Jinxiao
（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd, Shaanxi Xi'an 710020）

In this article, based on the study of the Allison5th generation transmission system mounted on a heavy truck in my company, introduces the working principle and circuit design of the transmission control system.

Allison controls; Heavy truck

U471.2

B

1671-7988 (2017)05-34-04

王國川，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.05.012