電子控制自動(dòng)變速器

13三月2024電子控制自動(dòng)變速器第一節(jié)概述一、自動(dòng)變速器的發(fā)展概況1939年，通用公司，采用液力耦合器與行星齒輪組成的液力變速器；20世紀(jì)40年代末50年代初，出現(xiàn)根據(jù)車速和節(jié)氣門(mén)開(kāi)度控制換擋的液力自動(dòng)變速器；20世紀(jì)70年代末，出現(xiàn)電子控制的自動(dòng)變速器及微處理器控制的自動(dòng)變速器。二、自動(dòng)變速器的分類

按動(dòng)力傳遞和無(wú)級(jí)變矩的方式分液力傳動(dòng)式自動(dòng)變速器機(jī)械傳動(dòng)式自動(dòng)變速器電力傳動(dòng)式自動(dòng)變速器液力變矩器無(wú)級(jí)變速，機(jī)械變速器自動(dòng)換擋，擴(kuò)大變速范圍（AT）V帶無(wú)級(jí)變速（CVT）電機(jī)無(wú)級(jí)變速（混合動(dòng)力車上采用）二、自動(dòng)變速器的分類按自動(dòng)變速器的控制方式分液壓控制的液力傳動(dòng)式自動(dòng)變速器廣泛采用在小排量車上采用電子控制的液力傳動(dòng)式自動(dòng)變速器電子控制的機(jī)械式自動(dòng)變速器已淘汰液壓控制的液力傳動(dòng)式自動(dòng)變速器電子控制的液力傳動(dòng)式自動(dòng)變速器二、自動(dòng)變速器的分類按自動(dòng)變速器的前進(jìn)檔位分2檔廣泛采用，最高檔為超速檔3檔4檔已淘汰5檔按齒輪變速器的結(jié)構(gòu)分普通齒輪式行星齒輪式一般用在前置前驅(qū)車輛上（軸向尺寸?。┒嘤萌?、電子控制液力傳動(dòng)自動(dòng)變速器的基本組成及特點(diǎn)1.基本組成由液力傳動(dòng)、機(jī)械輔助變速、自動(dòng)控制三部分組成。三、電子控制液力傳動(dòng)自動(dòng)變速器的基本組成及特點(diǎn)（1）液力傳動(dòng)裝置液力變矩器，可在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)變速，可通過(guò)鎖止離合器鎖止，以提高效率。（2）機(jī)械輔助變速裝置行星齒輪變速器或普通齒輪變速器，一般有4、5個(gè)前進(jìn)檔，用于擴(kuò)大變速范圍。（3）自控裝置包括電子控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)兩部分。電子控制裝置通過(guò)電磁閥控制換擋閥，實(shí)現(xiàn)油路油壓轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)換擋功能。三、電子控制液力傳動(dòng)自動(dòng)變速器的基本組成及特點(diǎn)2.特點(diǎn)（1）簡(jiǎn)化操作，提高了行車安全性（2）提高了發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系的使用壽命（3）提高了動(dòng)力性（4）提高了通過(guò)性（適應(yīng)阻力變化能力強(qiáng)）（5）減少了廢氣污染（發(fā)動(dòng)機(jī)工況穩(wěn)定）（6）傳動(dòng)效率較低，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜第二節(jié)電子控制液力傳動(dòng)自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與原理一、控制原理一、控制原理

1.自動(dòng)換擋控制自動(dòng)選擇換擋點(diǎn)，使動(dòng)力性或經(jīng)濟(jì)性最佳。（1）最佳換擋點(diǎn)的確定ECU根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和車速確定換擋時(shí)刻。曲線說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性或經(jīng)濟(jì)性較好的工作范圍：

節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在最大功率轉(zhuǎn)速4000－5000轉(zhuǎn)／分范圍，動(dòng)力性最佳。

在大約80％以上負(fù)荷（功率）時(shí)，由于混合氣加濃燃油消耗率增大，經(jīng)濟(jì)性較差。

在40－80％負(fù)荷（功率）經(jīng)濟(jì)性較好。60％負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2000轉(zhuǎn)／分時(shí)最省油。

在20％負(fù)荷以下，機(jī)械摩擦損失功率幾乎等于發(fā)動(dòng)機(jī)有效輸出功率，經(jīng)濟(jì)性差不宜在這個(gè)范圍工作。

低轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)／分大負(fù)荷是惡劣工況，發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定，會(huì)熄火。

節(jié)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)吸收功率，在較高轉(zhuǎn)速時(shí)可有效進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。升檔：

設(shè)想兩個(gè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度不同的駕駛員從原地停車起步，保持一定節(jié)氣門(mén)開(kāi)度行駛。

l號(hào)駕駛員保持10％節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，緩慢加速汽車，在較早時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)左右換入第二檔、三檔和四檔，保持較好的經(jīng)濟(jì)性。

2號(hào)駕駛員保持50％節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，迅速加速汽車，在較晚時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)左右換入第二檔、三檔和四檔，功率大動(dòng)力性好，保證得到較大的加速度。

另一個(gè)升檔例子，如果2號(hào)駕駛員正以時(shí)速60公里每小時(shí)和節(jié)氣門(mén)50％開(kāi)度以三檔行駛時(shí)，將節(jié)氣門(mén)收回到10％開(kāi)度時(shí)，變速器會(huì)立即升入第四檔。這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下工作，能節(jié)油,并且噪音小。

降檔

作為降檔控制的一個(gè)例子，假設(shè)１號(hào)駕駛員正以時(shí)速30公里每小時(shí)行使，并掛在第二檔（由動(dòng)力傳動(dòng)控制模塊所決定的１０％節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)）。如果１號(hào)駕駛員要超車，將加速踏板至50％節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，像２號(hào)駕駛員那樣，變速器就會(huì)降到第一檔。發(fā)生降檔是由于變速器按標(biāo)定在時(shí)速30公里每小時(shí)時(shí)，如果節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器讀出50％節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，就要操縱變速器換到第一檔。1號(hào)駕駛員通過(guò)增加節(jié)氣門(mén)開(kāi)度到50%所發(fā)出的命令要求的適當(dāng)?shù)募铀傩阅苁怯山祿鮼?lái)提供的。

(2)自動(dòng)換擋控制過(guò)程

(3)換擋模式選擇控制一般駕駛員可通過(guò)模式選擇開(kāi)關(guān)選擇換擋模式，有些變速器根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化率自動(dòng)選擇換擋模式。開(kāi)度變化率大，自動(dòng)選擇動(dòng)力性換檔，反之，選擇經(jīng)濟(jì)性換擋。2.主油路油壓控制ECU通過(guò)改變油壓調(diào)節(jié)電磁閥的開(kāi)關(guān)比率，改變油壓調(diào)節(jié)閥的控制油壓，達(dá)到調(diào)節(jié)主油路油壓的目的。（1）節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化時(shí)的油壓控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大，轉(zhuǎn)矩大，油壓高。（2）檔位變化時(shí)的油壓控制低檔、倒檔油壓高。（3）換擋過(guò)程的油壓減小控制（減小換擋沖擊）（4）油溫變化時(shí)的油壓控制低溫時(shí)（60度以下），粘度大，目標(biāo)油壓低極低溫時(shí)（-30度以下），為防止液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)卡滯，提高目標(biāo)油壓。3.液力變矩器鎖止離合器控制在變矩器的泵輪、渦輪的轉(zhuǎn)速差小于目標(biāo)值時(shí)，用鎖止離合器將兩者直接連接到一起，以提高效率。為了改善鎖止品質(zhì)，一般其鎖止油壓也是可自動(dòng)調(diào)節(jié)的。4.其它控制（1）發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制當(dāng)節(jié)氣門(mén)關(guān)閉、檔位置于低檔、車速高于10km/h時(shí)，變速機(jī)構(gòu)中的強(qiáng)制離合器或制動(dòng)器動(dòng)作，使變速器能逆向傳動(dòng)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩控制1）自動(dòng)換擋時(shí)，減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩2）手動(dòng)改變檔位時(shí)（N、P位置），改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。二、電子控制液力傳動(dòng)自動(dòng)變速器部件1.液力變矩器（1）組成泵輪、渦輪、導(dǎo)輪變矩原理從渦輪回到導(dǎo)輪的液流角度隨渦輪轉(zhuǎn)速不同而改變。渦輪低速時(shí)，液流角度大，對(duì)渦輪的反作用力大，增扭。（2）導(dǎo)輪單向離合器

在渦輪轉(zhuǎn)速高于泵輪轉(zhuǎn)速時(shí)，從渦輪到導(dǎo)輪的液流反作用力與渦輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，將使渦輪減扭，為了防止減扭，用單向離合器將導(dǎo)輪固定，在在渦輪轉(zhuǎn)速高于泵輪轉(zhuǎn)速時(shí)，導(dǎo)輪自由旋轉(zhuǎn)，無(wú)反作用力，也就無(wú)減扭作用。（3）鎖止離合器

在渦輪、泵輪轉(zhuǎn)速接近，且車速高時(shí)，將兩者連接為一個(gè)整體，提高效率。一般采用摩擦盤(pán)式。2.齒輪變速器一般采用行星輪式，通過(guò)對(duì)行星機(jī)構(gòu)的三個(gè)元件（太陽(yáng)輪、行星架、齒圈）任意元件的固定或任意兩元件的直接連接，實(shí)現(xiàn)速比變換。元件的固定或連接是通過(guò)制動(dòng)器或離合器實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)器或離合器的動(dòng)作是液壓控制的。一般采用辛普森式或拉維奈爾式行星機(jī)構(gòu)，（兩個(gè)行星機(jī)構(gòu)串聯(lián)，共用某些元件，擴(kuò)大傳動(dòng)比）。換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)1）離合器用于連接行星機(jī)構(gòu)的連個(gè)元件，使之能直接傳動(dòng)，一般采用多片濕式摩擦離合器。換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)2）制動(dòng)器用于固定行星機(jī)構(gòu)的某一元件，一般采用摩擦片式或制動(dòng)帶式。換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)3）單向離合器在某些情況下可代替離合器或制動(dòng)器，利用其單向傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)連接或固定行星機(jī)構(gòu)元件作用。一般采用滾柱式或楔塊式。由于采用單向離合器，某些時(shí)候，自動(dòng)變速器不能逆向傳動(dòng)。3.主油路供油及液壓調(diào)節(jié)裝置主要由液壓泵、液壓調(diào)節(jié)閥、液壓調(diào)節(jié)電磁閥構(gòu)成。（1）液壓泵由變矩器殼體后端的軸套驅(qū)動(dòng)（發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)）。作用：1）提供換擋執(zhí)行元件、變矩器鎖止離合器的液壓；2）變矩器內(nèi)液壓油的循環(huán)冷卻；3）機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑；4）補(bǔ)充油封泄露。型式：齒輪泵、轉(zhuǎn)子泵、葉片泵。（2）液壓調(diào)節(jié)裝置穩(wěn)定油壓，調(diào)節(jié)油壓。1）液壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)穩(wěn)定油壓通過(guò)上下腔的反饋油壓，調(diào)整油壓。2）液壓調(diào)節(jié)電磁閥

通過(guò)PWM方式調(diào)節(jié)泄油口開(kāi)度，控制液壓調(diào)節(jié)閥的反饋腔油壓，實(shí)現(xiàn)主油路油壓調(diào)節(jié)。4.換擋液壓控制裝置

包括手動(dòng)閥、換擋閥及相應(yīng)的控制油路。1）手動(dòng)閥駕駛員手柄控制，其位置決定了變速器的工作狀態(tài)。手柄在不同的位置，滑閥位置不同，參與工作的油路不同，變速器的工作狀態(tài)不同（P、N、D、1、2）2）換擋閥與換擋電磁閥換擋電磁閥控制換擋閥的控制油壓，使換擋閥閥芯移動(dòng)不同位置，實(shí)現(xiàn)換擋油路的切換。5.鎖止離合器控制裝置開(kāi)關(guān)電磁閥控制、脈沖電磁閥控制兩種。

1）開(kāi)關(guān)電磁閥控制方式電磁閥斷電，離合器控制閥將鎖止離合器活塞左右兩側(cè)相通，離合器分離；電磁閥斷電，離合器活塞右側(cè)接泄油，左側(cè)接壓力油，離合器結(jié)合。5.鎖止離合器控制裝置2）脈沖電磁閥控制方式ECU通過(guò)PWM方式控制泄油口開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)離合器結(jié)合速度與結(jié)合力的大小控制，還可在接近鎖止條件時(shí)，實(shí)現(xiàn)半鎖止，提高傳動(dòng)效率。6.傳感器與開(kāi)關(guān)（1）傳感器1）車速傳感器一般是變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，用于換算車速，是自動(dòng)變速的重要信號(hào)之一；2）節(jié)氣門(mén)位置傳感器也是自動(dòng)變速的重要信號(hào)之一，一般與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)共用。3）變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器計(jì)算變矩器的傳動(dòng)比，用于主油路壓力調(diào)節(jié)與鎖止離合器控制；4）變速器油溫傳感器用于油壓控制和變矩器鎖止控制。（2）自動(dòng)變速器控制開(kāi)關(guān)1）超速擋開(kāi)關(guān)（O/D開(kāi)關(guān)）用于斷開(kāi)超速擋控制電路，防止變速器升入超速擋。2）模式選擇開(kāi)關(guān)駕駛員用來(lái)選擇不同的換擋模式（標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、動(dòng)力）3）保持開(kāi)關(guān)用于向ECU提供變速桿位置信息（P、R、N、D、1、2）；4）降擋開(kāi)關(guān)用于向ECU提供強(qiáng)制降擋信號(hào)，當(dāng)加速踏板位置超過(guò)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)位置時(shí)，該開(kāi)關(guān)閉合，變速器降擋，用來(lái)加速。7.電子控制器ECU根據(jù)傳感器、開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)變速器的自動(dòng)控制。一般變速器ECU與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU或其它ECU需要協(xié)調(diào)動(dòng)作，通過(guò)總線互通信息。有的車型發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器采用一個(gè)ECU控制，叫做PCM（動(dòng)力控制裝置）。第三節(jié)電子控制機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速器原理一、電子控制機(jī)械有級(jí)傳動(dòng)自動(dòng)變速器（AMT）二、電子控制機(jī)械無(wú)級(jí)傳動(dòng)自動(dòng)變速器（CVT）一、電子控制機(jī)械有級(jí)傳動(dòng)自動(dòng)變速器（AMT）

機(jī)械式自動(dòng)變速器是對(duì)傳統(tǒng)干式離合器和手動(dòng)齒輪變速器進(jìn)行電子控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔，其控制過(guò)程基本是模擬駕駛員的操作。控制單元(ECU)的輸入有：駕駛員的意圖-加速踏板、檔位選擇；汽車的工作狀態(tài)-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車速等?？刂茊卧?ECU)根據(jù)換檔規(guī)律、離合器控制規(guī)律、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生的輸出，對(duì)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、離合器、換檔操縱三者進(jìn)行綜合控制，有效配合。離合器控制

下圖是一個(gè)電液換檔控制系統(tǒng)，離合器由三個(gè)電磁閥控制，通過(guò)油缸的活塞桿完成離合器的分離或接合。控制單元（ECU）根據(jù)離合器行程的信號(hào)判斷離合器接合的程度，調(diào)節(jié)接合速度，保證接合平順，有效。換檔控制

一般在變速器上交叉的安裝兩個(gè)控制油缸。圖中顯示的是5個(gè)前進(jìn)檔、一個(gè)倒檔的雙軸式變速器的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。選檔與換檔由四個(gè)電磁閥根據(jù)ECU發(fā)出指令進(jìn)行控制。

節(jié)氣門(mén)開(kāi)度控制

在正常行駛時(shí)，由駕駛員直接控制加速踏板，其行程通過(guò)傳感器輸入到ECU再根據(jù)行程大小，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。在換檔過(guò)程，踏板行程與節(jié)氣門(mén)開(kāi)度就不一致，按換檔規(guī)律要求先收加速踏板，進(jìn)入空擋，在掛上新的檔位后，接合離合器，隨著傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增大的同時(shí)，節(jié)氣門(mén)按自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)律加到新的開(kāi)度。二、電子控制機(jī)械無(wú)級(jí)傳動(dòng)自動(dòng)變速器（CVT）

CVT與AMT、AT比較最主要的優(yōu)點(diǎn)是它的速比變化是無(wú)級(jí)的，在各種行駛工況下都能選擇最佳的速比，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放與AT比較，目前報(bào)道大約可