第五節(jié)電液控制自動變速器

第五節(jié)電液式控制系統(tǒng)的結構和工作原理（ＥＣＴ）由電子控制裝置、液壓閥及相應的液壓執(zhí)行元件組成；其換檔由電腦控制完成的，該系統(tǒng)的換檔信號（車速、節(jié)氣門開度、選檔范圍和換檔規(guī)律等）也相應變?yōu)殡娦盘枴Ｅc全液控自動變速器相比的優(yōu)點：采用電腦控制后，使得液壓控制系統(tǒng)大為簡化；采用電腦存儲并處理換檔規(guī)律，使得換檔模式多樣化；電腦控制精度高、反應快，且動作準確；與汽車其他電子控制系統(tǒng)的兼容性好；換檔規(guī)律及參數(shù)可通過電腦軟件進行修改，設計調整方便。電控自動變速器與全液控自動變速器的區(qū)別：電磁閥充當電子控制與液壓控制的中介，它接收發(fā)自電腦的命令，并轉而控制液壓油路的通斷或切換；節(jié)氣門開度信號是由節(jié)氣門位置傳感器送出的電信號。在全液控系統(tǒng)中，這個信號是由節(jié)氣門閥送出的節(jié)氣門油壓信號；車速信號是由車速傳感器送出的電脈沖信號。在全液控系統(tǒng)中，這個信號由速控閥送出的速控油壓信號；選檔桿與手動閥、檔位選擇開關相連（不同的檔位是由選檔開關將檔位信號送入電腦，再由電腦控制電磁閥動作來實現(xiàn)的）。模式開關可以完成不同換檔規(guī)律的選擇。一、電子控制裝置

由傳感器、控制開關、執(zhí)行器（電磁閥、指示燈）和控制電腦組成。自動變速器電子控制系統(tǒng)組成鎖止電磁閥壓力調節(jié)電磁閥換檔電磁閥模式開關發(fā)動機轉速傳感器輸入軸轉速傳感器車速傳感器檔位指示燈檔位開關節(jié)氣門位置傳感器油溫傳感器故障燈診斷插座（一）傳感器的基本結構和原理１、節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門由駕駛員通過加速踏板來操縱，以便根據不同的行駛條件控制發(fā)動機的負荷。不同行駛條件對汽車自動變速器換檔規(guī)律的要求不同。電控自動變速器利用安裝在發(fā)動機節(jié)氣門體上的節(jié)氣門位置傳感器測得節(jié)氣門的開度，作為電腦控制自動變速器檔位變換的依據，從而使自動變速器的換檔規(guī)律在任何行駛條件下都能滿足汽車實際行駛要求。自動變速器中通常采用線性可變電阻型的節(jié)氣門位置傳感器。E2IDLVTAVCE2IDLVTAVC2、發(fā)動機轉速傳感器信號轉子信號線圈托架永久磁鐵磁通常用脈沖信號式轉速傳感器，除測量轉速外，它還可以測量發(fā)動機曲軸角度位置?？蓪⒔涣餍盘栯妷鹤鳛檩斎胄盘栞斨赁D速表內，經IC電路放大，整形后可使轉速表指示出發(fā)動機轉速。３、車速傳感器用于檢測自動變速器輸出軸轉速。檢測到的輸出軸轉速信號被送往微電腦，處理后成為車速信號，作為控制換檔的依據。（１）電磁感應式車速傳感器輸出軸停車鎖止齒輪車速傳感器車速傳感器安裝位置（２）笛簧開關式車速傳感器指針游絲磁鐵輸出舌簧開關轉子安裝位置：車速表的轉子附近。結構：舌簧開關由小玻璃管內安裝的兩個細長觸頭構成，觸頭由鐵、鎳等磁性材料制成。受玻璃管外磁極控制，觸頭可互相吸引而閉合，也可由于互相排斥面斷開，從而起來開關作用。原理：當N、S磁極從接近笛簧開關到逐漸離開時，上、下兩個觸頭變?yōu)椴煌瑯O性的磁極，觸點互相吸引，開關變?yōu)殚]合狀態(tài)；當N、S極接近笛簧開關時，上、下兩個觸頭變?yōu)橥粯O性的磁極，互相排斥，開關斷開。一般所用磁鐵為４極，當轉一圈，輸出４個脈沖。（３）光電式車速傳感器結構：傳感器上發(fā)光二極管、光敏元件以有車速表齒輪軟軸驅動的遮光板。原理：遮光板沒有遮光時，發(fā)光二極管光線射到光敏晶體管上，晶體管電路導通，輸出脈沖；根據單位時間的脈沖數(shù)即可算出車速。４、輸入軸轉速傳感器結構：電磁感應式傳感器安裝位置：行星齒輪變速器輸入軸附近或輸出軸（渦輪輸出）相連的離合器鼓附近的殼體上。作用：精確控制換檔；優(yōu)化閉鎖離合器控制過程，減小換要沖擊。５、變速器油溫度傳感器結構：負溫度系數(shù)的熱敏電阻（ＮＴＣ）安裝位置：液壓閥閥板上作用：換檔控制、油壓控制、閉鎖離合器控制的依據。油溫高時推遲換檔。（二）控制開關的基本結構和原理超速檔開關、模式開關、多功能開關、空檔起動開關、制動燈開關等。１、超速檔開關控制自動變速器的超速檔；儀表板上指示燈指示超速開關是否打開。超速檔開關１、模式開關用于選擇選擇自動變速器的控制模式，即選擇自動變速器的換檔規(guī)律，以滿足不同的使用要求。常見的控制模式有：經濟模式、動力模式、普通模式、手動模式、雪地模式（１）經濟模式（提前升檔）以汽車獲得最佳燃油經濟性為目標設計換檔規(guī)律。汽車在行駛過程中，發(fā)動機經常在經濟車速范圍內運行，從而降低了燃油消耗。通常在發(fā)動機轉速相對較低時，就會換入高檔。（２）動力模式（延遲升檔）以汽車獲得最大動力性為目標設計換檔規(guī)律。發(fā)動機經常處于大轉矩、大功率范圍內運行，從而提高了汽車的動力性和爬坡能力。（３）普通模式介于經濟模式和動力模式之間，既保證了一定的動力性，又有較好的燃油經濟性。經濟模式與動力模式的比較：可見動力模式比經濟模式換檔車速高。（４）手動模式讓駕駛員可在１至４檔之間以手動方式選擇合適的檔位，使汽車象裝用手動變速器一樣行駛。（５）雪地模式適用于雪地上行駛的方式。當選檔手柄置于“２”位時，自動變速器保持在２檔位置。置于“１”位時，自動變速器保持在１檔工作；如初始位置在２檔，則當車速降到１檔后不再升檔。當在“Ｄ”位時，只有３檔，這是為了減少牽引力，以防止車輪打滑。３、多功能開關位置：變速器殼體的手動閥搖臂軸或操縱手柄上，由變速桿進行控制，有時稱檔位開關。（１）指示選檔操縱手柄位置利用多功能開關的幾樣編碼線路將信息傳給變速器控制系統(tǒng)。大眾車系多功能開關選檔手柄位置信號電路開關觸點2、3、4分別與變速器控制單元的插頭50、14、33相連，三個觸點通過多種組合（開和關）將換檔位置P、R、N、D、3、2、1傳給自動變速器控單元。AudiA401V自動變速器多功能開關電路（２）倒檔信號燈的開啟當選檔手柄置于Ｒ位時，接通倒車燈繼電器，倒檔信號燈開啟。（３）空檔起動當選檔手柄在位置Ｐ或Ｎ時才能起動。多功能開關探測到選檔位置處于Ｐ或Ｎ時，將信號傳給起動機，使點火開關能工作。４、空檔起動開關在沒有多功能開關的自動變速器上，也裝有空檔起動開關，起作用同空檔起動相同。５、變速器油溫開關為裝有電子制動/牽引控制模塊的自動變速器提供輸入信號。當測溫過熱時，油溫開關斷開，使制動/牽引控制系統(tǒng)暫時中止工作。（三）執(zhí)行器１、開關式電磁閥(solenoid)作用：開啟和關閉變速器油路，用于控制換檔閥及液力變矩器的閉鎖離合器鎖止閥。兩種狀態(tài)：全開或全關開關式電磁閥油壓入口接線插座泄壓口鐵芯骨架限流鋼球線圈變速器油出口變速器油入口接線插座限流鋼球線圈泄壓口骨架２、脈沖式電磁閥（PulseWidthModulatedSolenoid)作用：控制油路中油壓的大小。其控制信號為一個頻率固定的脈沖信號。依靠占空比控制改變電磁閥開啟和關閉的時間比例，而達到控制油路壓力。占空比：在一個脈沖周期內，通電的時長為Ａ，斷電的時長為Ｂ，則占空比＝Ａ/(A+B)x100%

其變化范圍為0-100%。占空比越大，經電磁閥泄出的變速器油就越多，油路壓力就越低；反之，占空比越小，油路壓力就越高。脈沖電磁閥一般安裝在主油路或減振器背壓油路中，通過電腦控制，在變速器升、降檔及閉鎖、解除鎖止離合器時使油壓下降，以減少換檔和閉解鎖沖擊。脈沖式電磁閥工作原理３、選檔指示器位置：選檔手柄旁或儀表板上。（四）電子控制系統(tǒng)原理１、換檔控制自動換檔控制圖２、油壓控制電控自動變速器中的主油路油壓也是由主油路調壓閥調節(jié)的。早期電控自動變速器中，保留液控系統(tǒng)中節(jié)氣門拉索或節(jié)氣門真空罐控制的節(jié)氣門閥，產生節(jié)氣門油壓來調節(jié)主油路壓力；新型電控式自動變速器的電液控制系統(tǒng)采用微電腦根據節(jié)氣門位置傳感器測定的節(jié)氣門開度，改變脈沖電磁閥的占空比，使主油壓隨節(jié)氣門開度而變化。隨節(jié)氣門開度的增大，主油路的壓力增加，以滿足大負荷所需傳遞大扭矩。倒檔執(zhí)行機構尺寸較小，同樣扭矩需較低高油壓。換檔時，主油路油壓暫時降低（與發(fā)動機的轉矩變化一致），用于減少換檔沖擊。當變速器油溫低于60度時，將主油路油壓調至低于正常值，以防止因油溫低粘度大而產生換檔沖擊；當變速器油溫過低時，微電腦使主油路壓力達到最大值，以加速離合器、制動器的接合，防止溫度過低時因變速器油粘度過大而使換檔過于緩慢。３、自動模式選擇控制駕駛員可通過模式開關選擇換檔規(guī)律，以滿足不同使用要求。新型變速器電腦通過各個傳感器測得汽車行駛工況和駕駛員的操作方式，經過運算分析，自動選擇控制模式，以滿足不同的行駛要求。在這種變速器上取消了模式開關。微電腦在進行自動模式選擇控制時，主要參考換檔手柄位置及加速踏板被踩下的速率高低，以判斷駕駛員的操作目的，自動選擇控制模式。操縱手柄位于前進低檔（S、L或2、1）時，微電腦只選擇動力模式；在Ｄ位，當加速踏板踩下速率較低時，選擇經濟模式；踩下速率超過控制程序所設定速率時，由經濟模式轉為動力模式。微電腦將車速和節(jié)氣門開度的組合分為一定數(shù)量的區(qū)域，每個區(qū)域有不同的節(jié)氣門開啟速率的程序設定值。車速越低或節(jié)氣門開度越大時，其設定值越小，也就容易選擇動力模式。在前進檔Ｄ位，微電腦選擇動力模式時，一旦節(jié)氣門開度低于1/8，換檔規(guī)律即由動力模式轉換為經濟模式。４、閉鎖離合器控制當車速足夠高，且其他各種因素均滿足鎖上條件時，電腦即向鎖止電磁閥發(fā)出電信號，使閉鎖離合器接合，液力變矩器近機械傳動工況工作。禁止鎖止條件：變速器油溫低于60度；車速過低且怠速開關接通；制動踏板踩下時。新型自動變速器采用脈沖式電磁閥作為鎖止電磁閥，通過改變占空比，讓閉鎖離合器的接合過程變得柔和。5、改善換檔感覺的控制１）換檔油壓控制在升降檔時，暫時降低主油路壓力，以減小換檔沖擊；換檔時減小蓄壓器背壓以降低離合器或制動器液壓缸內油壓的增長速度，達到減小換檔沖擊的目的。２）減扭控制在換檔瞬間，通過延遲發(fā)動機的點火時間或減少噴油量，暫時減少發(fā)動機的輸出扭矩，以減少換檔沖擊和汽車加速度出現(xiàn)波動。發(fā)動機的減扭控制從圖中可看出，減扭矩控制明顯地降低了換檔過程中發(fā)動機加速度的變化，這也就改善了乘坐的舒適性。３）Ｎ－Ｄ檔控制當輸入傳感器所測得輸入軸轉速變化超過規(guī)定值時，變速器ＥＣＵ將向發(fā)動機ＥＣＵ發(fā)出Ｎ－Ｄ換檔控制信號，發(fā)動機進行增加或減小噴油量指令，以防止發(fā)動機轉速變化過大。Ｎ－Ｄ換檔控制6、使用輸入軸轉速傳感器的控制通過檢測自動變速器輸入軸（即液力變矩器輸出軸）的轉速，并由此計算出變矩器的轉速比以及發(fā)動機曲軸和自動變速器輸入軸的轉速差，從而使ＥＣＵ更精確的控制自動變速器的工作。7、電子車速控制由ＥＣＵ和真空執(zhí)行機構組成。后者包括真空調節(jié)器、節(jié)氣門驅動伺服膜盒、車速控制開關和制動踏板的的真空解除開關。（五）電路故障自診斷和失效保護功能ＥＣＵ在汽車行駛過程中不停監(jiān)測自動變速器電子控制裝置中所有傳感器和電動執(zhí)行器的工作情況。當發(fā)現(xiàn)故障，工作不正常時，進入保護功能。１、故障警告２、儲存故障碼３、按設定的失效保護程序控制自動變速器的工作１）傳感器出現(xiàn)故障節(jié)氣門位置傳感器故障：根據怠速開關狀態(tài)進行控制；車速傳感器故障：檔位由選檔手柄控制；輸入軸轉速傳感器故障：停止減轉矩控制；液壓油溫傳感器故障：按液壓油溫度80度控制；２）執(zhí)行器故障換檔電磁閥故障時，不同ＥＣＵ有不同的失效保護功能；Ａ3４０Ｅ電磁閥故障時的失效保護強制離合器或強制制動器電磁閥故障時，停止電磁閥的控制，使汽車減速時始終可以利用發(fā)動機制動；鎖止電磁閥故障：停止閉鎖離合器控制，使閉鎖離合器始終處于分離狀態(tài)。（六）電子控制系統(tǒng)原理圖早期自動變速器簡單的電子控制系統(tǒng)中期自動變速器ＥＣＵ和發(fā)動機ＥＣＵ分離新型自動變速器ＥＣＵ和發(fā)動機ＥＣＵ合二為一。（六）電子控制系統(tǒng)原理圖右圖當電磁閥通電時，超速檔行星排制動器B0工作，離合器C0分離，斷電反之。豐田A43DE電控系統(tǒng)電路圖電控裝置的位置圖此電控圖是將自動變速器與發(fā)動機ECU做在一起，數(shù)據內部傳遞，穩(wěn)定性更好。二、電液式控制系統(tǒng)的液壓閥