模块三 换挡控制系统的检修（教案）《新能源汽车底盘检测与维修》同步精品课堂（劳动版·第3版）

《新能源汽车底盘检测与维修》教案 课 题 模块三 换挡控制系统的检修 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《新能源汽车底盘检测与维修》中的模块三。要求学生理解新能源汽车的功用、结构等，课标要求是掌握新能源汽车的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《新能源汽车底盘检测与维修》（第三版），学习内容是新能源汽车的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对新能源汽车有着初步的了解。 能力水平：熟悉新能源汽车的各项方法。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解换挡控制系统的结构组成。 能力目标：能够掌握换挡控制系统的工作原理。 素质目标：1.认识到新能源汽车的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 换挡控制系统的结构组成。 2. 换挡控制系统的工作原理。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 新能源汽车基本知识。 2. 展示学习目标 认识到新能源汽车底盘的重要性。 掌握新能源汽车的基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授换挡控制系统基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对新能源汽车基本知识有一个初步的了解。 任务描述 某新能源汽车不能正常挂挡，换挡杆不能正常回位，经维修技师检查后，发现该车辆装配有瞬时电子换挡装置，连接解码后进行检测，初步确认是换挡杆总成损坏，现要求将换挡杆总成拆卸下来。应如何进行拆卸？ 任务分析 与传统换挡方式和换挡机构不同，当驾驶人操纵瞬时换挡杆换挡时，集成在换挡总成中的挡位传感器会检测到驾驶人挂入的挡位位置信号，并将该信号传递到混合动力控制 ECU，混合动力控制 ECU 控制发动机、电动机来产生最佳的驱动力以驱动车辆行驶。 一、换挡控制系统 1. 概述 新能源汽车多采用紧凑型瞬时换挡杆，换挡后驾驶人的手松开，换挡杆会自动返回初始位置，用指尖就可以换挡，符合人体工程学，操作简单、方便。 以丰田普锐斯为例，其电子换挡控制系统使用线控换挡技术，可根据各种传感器和ECU 提供的信息判断车辆状态，并根据驾驶人操作的换挡杆总成和Ｐ挡位置开关（变速器换挡主开关）激活适当的换挡控制，如图所示。 2. 组成 丰田普锐斯换挡控制系统的组成如图所示。 （1）换挡杆总成：由换挡杆位置传感器和 P 挡位置开关组成，是驾驶人与换挡执行器之间的接口，用于实现车辆的换挡操作。 （2）变速器控制 ECU：在换挡控制系统中负责管理车辆的驻车功能，包括接收和发送驻车锁止信号，控制换挡执行器的工作，以确保驻车锁止执行器正确工作。 （3）电源控制 ECU：在换挡控制系统中负责控制换挡执行器的工作，以保证车辆的动力平稳输出。 （4）驻车锁止执行器：由机械驻车锁止机构和换挡控制执行器组成，负责实现车辆的驻车锁止功能以及控制换挡执行器的工作，以保证车辆在行驶过程中的换挡操作准确无误。 （5）换挡位置指示灯：用于显示车辆的当前挡位状态，包括 P 挡（停车挡）、R 挡（倒车挡）、N 挡（空挡）、D 挡（前进挡）等。 二、换挡控制系统的主要零部件 1. 换挡杆总成 换挡时，当驾驶人的手从换挡杆松开时，换挡杆通过弹簧的反作用回到主挡位置，这种换挡杆称为点动复位型换挡杆，在新能源汽车上广泛应用。换挡杆上包含一个换挡传感器和一个挡位选择传感器，如图所示，来检测换挡杆的挡位（R、N、D 或 B）。 如图所示，换挡传感器向混合动力控制 ECU 输出变化的电压来反映换挡杆的前后运动，该电压随着换挡杆的垂直运动在 0～5 V 变化。以左侧驾驶位为例，混合动力控制 ECU 认为换挡传感器输入高电压时换挡杆在 D 挡或 B 挡，中间电压信号时在主挡或 N 挡，低电压时在 R 挡。 如图所示，挡位选择传感器向混合动力控制 ECU 输出电压信号，该电压随着换挡杆的水平运动在 0～5 V 变化，混合动力控制 ECU 认为挡位选择传感器低电压输入在主挡或 B 挡，高电压输入在 R、N 或 D 挡。混合动力控制 ECU 根据换挡传感器和挡位选择传感器的信号组合决定换挡杆位置。 2. P 挡位置开关、P 挡位置指示灯 P 挡位置开关是瞬间型开关，其打开或关闭时，会检测驾驶人对 P 挡的操作情况，并发送到混合动力控制 ECU。当驾驶人按下 P 挡位置开关时，P 挡控制系统就会激活混合动力变速驱动桥上的换挡控制执行器来机械锁止与驻车锁连接的中间从动齿轮，从而锁止驻车锁，反之则解锁驻车锁。 3. 挡位指示器 由于新能源汽车换挡杆大部分采用点动复位型，因此当前选择的挡位需要通过组合仪表上的挡位指示器显示，如图所示，各挡位对应显示状态见下表。 各挡位显示状态 5. 机械驻车锁止机构 机械驻车锁止机构安装在驱动变速器中间轴的从动齿轮上，其由驻车锁杆、驻车制动杆、驻车锁爪和驻车齿轮等组成，如图所示。 当驻车锁止执行器转动时会带动驻车锁杆旋转，然后推动驻车锁爪与驻车齿轮啮合，此时变速驱动桥被锁止，如图所示。 三、换挡控制系统的工作原理 1. 换挡原理 车辆正常行驶过程中使用 R、N、D 三个挡位，将驾驶人操纵换挡杆的动作转换为执行电信号传递给混合动力控制 ECU，经过混合动力控制 ECU 计算后向变速器控制ECU 输出对应的挡位信号，完成车辆行驶挡位的变换，同时组合仪表上的挡位指示器所对应的挡位信号灯亮起。 当驾驶人按下 P 挡位置开关时，混合动力控制 ECU 将采集到的执行电信号经计算传递给变速器控制 ECU，变速器控制 ECU 通过磁阻式传感器时刻采集驻车执行器电动机转角信号以判定车辆是否处于静止状态。若驻车执行器电动机转角为 0，则执行驻车动作，仪表盘驻车指示灯亮起；反之，变速器控制 ECU 检测到驻车执行器电动机转角信号不为 0，驻车指令会被驳回到混合动力控制 ECU 且无法完成车辆驻车动作。 采用电控系统控制变速器的换挡操作，可以有效防止人为误操作，增强安全性。若变速器控制 ECU 检测到不正确的操作时，会将挡位控制在安全范围内，并向驾驶人发出警告。 2. 换挡控制 只有当驾驶人踩下制动踏板时，才能从 P 挡挂入其他挡位；当汽车向前行驶时，若驾驶人将换挡杆挂入 R 挡，混合动力控制 ECU 也会控制变速器置入空挡；当汽车倒车时，若驾驶人将换挡杆挂入 D 挡，混合动力控制 ECU 也会控制变速器置入空挡；只有当制动踏板完全踩下时才能从 R 挡切换为 D 挡，各挡位之间的操作关系见下表。 3. 拒绝功能 除非选择 IG-ON 模式且踩下制动踏板，否则换挡锁止机构将禁止换挡杆切换至 P位置以外的任何位置，有助于防止无意的加速操作。 为了确保安全，即使驾驶人操作驻车开关，系统也会防止换挡，当换挡拒绝功能运行时，蜂鸣器响起，见下表。 四、换挡杆总成的拆装 1. 准备工作 （1）做好车辆安全防护与隔离。 （2）准备常用工具套装、绝缘工具套装、数字万用表、内饰板拆装工具等。 （3）关闭电源开关。 2. 换挡杆总成的拆装 以丰田普锐斯车型为例，换挡杆总成的拆装见下表。 换挡杆总成的拆装步骤1 换挡杆总成的拆装步骤2 换挡杆总成的拆装步骤3 课题二换挡杆的检修 一、换挡传感器和挡位选择传感器的电路分析 换挡杆控制单元总成集成了换挡传感器和挡位选择传感器，其工作电路如图所示，两个传感器都采用霍尔元件，都有主信号、子信号，各挡位主信号、子信号标准值见下表。 换挡传感器各挡位主信号、子信号标准值 挡位选择传感器各挡位位置主信号、子信号标准值 二、换挡杆总成的检修 1. 准备工作 （1）做好车辆安全防护与隔离。 （2）准备常用工具套装、绝缘工具套装、数字万用表、内饰板拆装工具等。 2. 换挡杆总成的检修 换挡杆总成的检修见下表。 换挡杆总成的检修步骤1 换挡杆总成的检修步骤2 换挡杆总成的检修步骤3 换挡杆总成的检修步骤4 换挡杆总成的检修步骤5 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习新能源汽车基本知识的总体认知 学生以小组为单位，巩固旧课，展示预习情况 (1) 听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2) 听课、理解新能源汽车基本知识的总体认知 积极发言 (3) 结合生活实际，思考现代新能源汽车基本知识的总体构造及作用。 请学生先结合教材自行归纳分类 观看PPT、图片及动画，学生自主分析，各小组派代表阐述本组学习成果。 针对特点，提出相应的保育要点 注意要点，提醒学生结合生活经验分析。 通过视频、多媒体学习。以小组为单位进行阐述。 小组讨论，根据所学知识进行总结，阐述。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出新能源汽车基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述新能源汽车基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生换挡控制系统的组成。 2.提问学生换挡控制系统的工作原理。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了新能源汽车基本知识等内容，培养了学生对于新能源汽车概述这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到新能源汽车的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述换挡控制系统的组成。 (2)简述换挡控制系统的工作原理。 板书设计 三、换挡杆总成的检修 1.准备工作 2..换挡杆总成的检修 3.检修步骤 一、换挡控制系统 1.定义 2.组成 3.主要零部件 4.工作原理 二、换挡杆总成的拆装 1.准备工作 2.换挡杆总成的拆装 3.步骤 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$