自动变速器控制系统
学习任务4 自动变速器电子控制系统 课件
业精于勤，荒于嬉，行成于思，毁于随。
教学目标知识目标•掌握；•熟悉的定义及作用；•熟悉的定义。
能力目标•能描述；•能够进行的检修。
一辆装配AL4自动变速器的轿车，车主反映车辆行驶过程中出现换挡冲击。
服务顾问试车后，确定自动变速器出现问题，要求对自动变速器的进行检查维修。
知识准备情境引入要解决故障必须掌握自动变速器的结构原理。
传感器控制单元执行器01M电控系统的组成作用•接受信号•处理信号•发出指令•监控作用•替代信号01M电控系统控制单元68个插脚输入信号插脚数：11输出信号插脚数：15电源线插脚数：3(23# /1545#/30 60#/30)接地线插脚数：1(1# )诊断接口插脚数：1(24# )控制单元采集驾驶员的个人信息做为辅助换档信号。
自动变速器控制单元同发动机控制单元可实现互相通讯，保证换档平顺。
紧急状态：如果部分或全部电子控制系统出现故障，则自变箱进入紧急状态。
在这种状态下，只有1、3、R档可以使用。
•G69- 节气门电位计•G38- 变速器转速传感器•G68- 车速传感器•G28- 发动机转速传感器•125- 多功能开关•F- 制动灯开关•F8- 强制低速档开关•G93- 变速器油温度传感器01M电控系统输入元件信号通过发动机控制单元传递至自动变速箱控制单元！信号：1.节气门位置信号2.节气门踏下速度信号作用：1.确定换档点（与速度信号配合，程序控制）2.控制变速器油压，使换档时速度变化较平稳当G69出现故障，J217不进入应急状态，此时以中等负荷信号（50%）来进行工作，但此时停止逻辑控制。
锁止离合器停止工作。
（变速箱此时无刚性档）信号：获得大太阳轮转速信号！作用：推迟点火提前角；在换档过程中控制片式离合器和制动器油压；如G38（转速传感器）出现故障，变速箱进入紧急状态，并且可以用VAG1551的02功能进行查询。
信号：车辆行驶速度信号。
作用：根据车速传感器信号和G38、G69信号，用以确定换档时刻；确定锁止离合器滑差；保证巡航系统工作（D、3、2档，车速>30km/h）。
自动变速器电子控制系统的组成
自动变速器电子控制系统的组成
自动变速器电子控制系统(ATECS)是一种由电子控制元件构成的高精度、可靠且具有较高可配置性的汽车部件，它提供了驾驶员快速、舒适、安全的操作性能。
主要由以下几部分组成：
一、变速器控制单元：变速器控制单元是ATECS的核心，它根据驾驶员的操作信号，通过电子计算机对变速器换挡范围、换挡频率、换挡模式、变速器的湿度、温度及旋转等进行监测和控制。
二、电机控制单元：电机控制单元为ATECS提供液压和牵引力，使变速器可以快速更换速比档位，实现更快、更舒适的变速操作。
三、液压控制单元：液压控制单元主要通过调节ATECS液压系统的流量和压力，使换挡运行更加精确。
四、功能性组件：ATECS的数码或动态滤波装置，滤波芯片，它们能够有效降低外界杂散信号，确保变速器运行正常。
五、监控组件：ATECS自带监控组件，可以根据变速器控制单元给出的数据，对变速器的运行情况进行实时监测，以免出现危险。
六、安全保护组件：ATECS配备安全保护，其中包括超速保护装置和
滑行保护装置等。
七、维护设备：ATECS配备了维护设备，包括电子检测仪、诊断设备和维修工具等，以保证其可靠性和可配置性。
自动换挡控制系统的结构与工作原理
自动换挡控制系统的结构与工作原理自动变速器控制系统由各种控制阀板总成、电磁阀、控制开关、控制电路等组成，电子控制自动变速器的控制系统还包括各种传感器、执行器、电脑等。
控制系统的主要任务是控制油泵的泵油压力，使之符合自动变速器各系统的工作需要；根据操纵手柄的位置和汽车行驶状态实现自动换挡；控制变矩器中液压油的循环和冷却，以及控制变矩器中锁止离合器的工作。
控制系统的工作介质是油泵运转时产生的液压油。
油泵运转时产生的液压油进入控制系统后被分成两个部分：一部分用于控制系统本身的工作，另一部分则在控制系统的控制下送至变矩器或指定的换挡执行元件，用于操纵变矩器及换挡执行元件的工作。
（一）自动换挡控制的原理为实现自动换挡，必须以某种（或某些）参数作为控制的依据，而且这种参数应能用来描述车辆对动力传动装置各项性能和使用的要求，能够作为合理选挡的依据，同时，在结构上易于实现，便于准确可靠地获取。
目前常用的控制参数是车速和发动机节气门开度。
至目前为止，常用的控制系统有两种：一种是只以车速或变速器输出轴转速作为控制参数的系统称为单参数控制系统；另一种是以车速和节气门开度作为控制参数的系统称为双参数控制系统。
1、单参数控制系统的原理单参数控制系统只是以车速为控制参数。
在发动机负荷一定的条件下，车速越大，说明行驶阻力越小，一般应选择传动比小的高挡工作；车速越低，说明路面阻力大，应选择较低挡位工作，以保证有足够的驱动力。
单参数控制系统的原理如图1-27所示。
轴1以与车速成正比的转速旋转，转速升高，重锤2的离心力增大，使重锤向外甩动，推动轴3向右移动，使弹簧5压缩。
轴3上连接的触点4与各挡的导电薄片相接触时，可以接通换挡机构的控制电路，得到相应的挡位。
轴3与触点4的位置，即是重锤2的离心推力与弹簧力平衡的位置。
1-旋转轴 2-重锤 3-推力轴 4-触点 5-弹簧 6-挡位导电薄片。
图1-27 单参数控制系统的原理示意图当车速增大的，旋转轴1的转速也增大，离心推力带动推力轴3和触点4进一步右移，当车速增加到定一值，触点4由薄片I移至II，变速器也相应地由一挡换入二挡，实现自动变速。
自动变速器电控系统故障诊断内容
自动变速器电控系统故障诊断内容
自动变速器电控系统故障的诊断内容包括以下几个方面：
1. 检查故障码：使用专业的故障诊断仪读取自动变速器控制模块中的故障码，判断出具体的故障类型。
2. 检查传感器和执行器：检查各种传感器和执行器的工作状态，包括转速传感器、油压传感器、离合器执行器等。
3. 检查电压和电阻值：对电控系统中的各个电路进行电压和电阻值的测量，判断是否存在电路断路、短路等问题。
4. 检查连线和接插件：检查电线的连接是否牢固，并检查接插件的接触是否良好。
5. 检查液压系统：检查自动变速器液压系统的工作状态，包括液压泵、油路和油品的状态等。
6. 模拟试验：可以使用专门的模拟试验仪器对电控系统进行模拟试验，判断是否存在异常工况。
自动变速器液压控制系统
自动变速器液压控制系统
二、自动变速器的液压系统概述
2.换挡控制油路 换挡控制油路是产生换挡指令的重要油路，汽车自动变速器主要由汽车速度、发 动机负荷两个因素决定是否换挡。 在液压控制换挡系统中，由负荷阀提供与发动机负荷有关的控制油压，称为负荷 油压；由速控阀提供与车速有关的控制油压，称为车速油压。 选挡阀通过改变变速杆位置来改变主油压的传递通道，让驾驶人获得汽车运行方 式的选择权。
自动变速器液压控制系统
一、液压系统的组成及作用
液压传动是以液压油为工作介质，通过动力元 件（液压泵），将发动机的机械能转换为油液 的压力势能，通过管路、控制元件，借助执行 元件（液压缸），将油液的压力势能转换为机 械能驱动负载，实现直线或回转运动。
自动变速器液压控制系统
一、液压系统的组成及作用
1.动ห้องสมุดไป่ตู้元件——液压泵 液压泵是将机械能转换为液体压力势能的转换元件。 其作用是为液压系统提供具有一定压力和流量的工作油，供给变矩器、换挡执行 元件，转换为机械作用力，以实现基本功能，并对机件具有润滑、散热和清洗的 作用。
自动变速器液压控制系统
二、自动变速器的液压系统概述
4.换挡品质控制 换挡品质是指换挡过程的平顺性。 换挡品质控制是自动变速器液压控制系统的重要内容，该部分出现故障将容易导 致换挡冲击。 为了减轻换挡过程中的冲击，液压控制系统采取了缓冲控制、正时控制及油压控 制三种方式来改善换挡品质。
自动变速器液压控制系统
自动变速器液压控制系统
二、自动变速器的液压系统概述
3.换挡时刻控制装置 换挡时刻控制装置是由若干个换挡阀组成的，实际上它是一个油路开关装置，根 据控制信号的指令，实现油路的转换，进而达到升降挡的目的。 换挡阀有两种不同的操纵方式（全液压式、电子液压式），全液压式操纵方式的 换挡控制装置受节气门油压和车速油压的控制，在上述两种控制信号的作用下接 通或切断液压油路。
自动变速器控制系统——全液压控制系统
——A4二、A43D自动变速器传动关系简图 三、A43D自动变速器各档换档执行元件工作情况表 四、A43D自动变速器液压控制系统中的主要控制阀 五、A43D自动变速器各档位油路分析(P\R\N\D\2\L) 六、A43D自动变速器“D”档(D4)换“2”档油路转变分析 七、A43D自动变速器O/D开关使用及油电路分析 八、A43D自动变速器液压控制系统D位强制降档油路分析
一、A43D自动变速器简介
1、丰田皇冠2.8L轿车(80-83)、沃尔沃960(92-94)轿车 等后驱车辆曾搭载 2、爱信(AISIN)型号AW03-71 3、基本特征 ① 全液压自动变速器，4前1倒；在其基础上发展起 来的A43DE电液控自动变速器，采用独立ECU ② 三排行星齿轮机构(超速档行星排+典型3档辛普 森行星齿轮机构) ③ O/D档(超速档)电磁阀控制其自动变速是否具有D4 档(超速档) ④ 手柄档位：P\R\N\D\2\L
自动变速器液压控制系统
复锤式速控阀 ：属于轴装型速控阀，而 且运用比较广泛 。
滑阀式和球阀式速控阀：属于箱装型速控阀
4、 节气门阀和断流阀
节气门阀的作用是调节负荷油压（节 气门油压）。
负荷油压的作用：调节主油压、变矩 器油压和润滑油压。控制换档
负荷油压与发动机负荷相关。 断流阀的作用，在节气门开度较小时 减小主油压减小，机油泵消耗的发动 机功率。
1、油泵 机油泵是自动变速器内产生液压油 的动力源.将ATF送至液力变矩器、 提供液压所需的压力油并润滑行星 齿轮机构 。 常用的机油泵有三种 类型：齿轮泵、转子泵和叶片泵， 比较常用的是齿轮泵。
内啮合齿轮泵结构：
工作原理：
内啮合的齿轮泵工作原理
机油泵主动齿轮由变矩器驱动。 齿轮退出啮合一侧为进油腔， 齿轮进入啮合一侧为出油腔。 主动齿轮转动一圈油泵输出的 油量是固定的，因此齿轮泵是 一种定量油泵。
2、调压阀
作用：根据车辆行驶的工况， 调节液压油压力。
为了使主油路油压能满足自动变速器不 同工况的要求，油压调节装置还应具备下列 功能 ：
a、主油路油压应能随发动机油门开度增大 而升高。
b、汽车在高速档（3档或4档）以较高车速 行驶时，由于此时汽车传动系统在高转速、 低扭矩状态下工作，因此可以相应地降低主 油路的油压，以减少油泵的运行阻力，节省 燃油。
油路切换式换档控制阀：车速油压低时，柱 塞偏向左侧，油路B接通，此时于低档状态。
车速油压升高后，柱塞右移，关闭油路B， 打开油路A，此时从低档进入高档。
2）电控式：换档阀的工作完全由电磁阀 控制。 控制方式：
加压控制—通过开启或关闭 换档阀控制油路的进油孔来控制换档阀 的工作。
泄压控制—通过开启或关闭 换档阀的泄油孔来控制其工作。
自动变速器控制系统
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• 一、液压系统的组成及功用
• 如图 3-2 所示 , 液压传动是以液压油为工作介质 , 通过动力元件 ( 液压泵 ), 将发动机的机械能转换 为油液的压力,通过管路、控制元件,借助执行元 件 ( 液压缸 ), 将油液的压力转换为机械能驱动负 载 , 实现直线或回转运动。液压传动与液力传动 的区别在于液压传动是以帕斯卡定律为基础 , 主 要依靠液压能传递动力 , 液体的流动速度比较低。 自动变速器液压系统通常由四部分组成 , 其主要 作用如下:
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图3-3
液压系统在自动变速器中的作用关系
• 虽然液压控制系统的组成部件比较多, 但按部件功能来分主要有主油路 ( 液 压泵、主调压阀、次调压阀 ) 、控制 油路(节气门阀、速控阀、手动阀)、 换档时刻控制(换档阀)、换档品质控 制 ( 节流阀、缓冲阀、正时阀、蓄能 器等)、润滑冷却油路(散热器、冷却 器 ) 、执行元件 ( 离合器、制动器 ) 和 锁止控制(锁止信号阀、中继阀等)七 个部分组成。图3-4所示为一完整的
• 4.换档品质控制 • 换档品质是指换档过程的平顺性。换档品质控制是自动变速器液压控制系统的重要内容, 该部分出现故障将容易导致换档冲击。为了减轻换档过程中的冲击,液压控制系统采取了 缓冲控制、正时控制及油压控制三种方式来改善换档品质。 • (1) 缓冲控制 缓冲控制是指对施加在执行元件上的作用油压进行减缓上升速度的控制。 它主要由节流孔、节流球、节流阀、限流阀、缓冲阀和蓄能器等装置完成。
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• 二、 自动变速器的液压系统 • 目前,大多数自动变速器的自动控制是靠液压 控制系统来完成的。液压传动仍在弱电与机 械动力间起到改变力的大小、方向,调节传动 品质的重要作用,是计算机控制与机械传动间 的桥梁。鉴于液压系统在自动变速器中的重 要作用,本章以液压控制自动变速器的液压系 统为主展开介绍。 • 液压控制自动变速器指完全利用液压元件和 液压原理来完成自动换档控制,换档的主要参 数——节气门开度 ( 负荷 ) 和车速信号 ( 速度 ) 以机械方式传入液压控制系统,并转化为相应 的液压控制信号。液压系统主要根据这两个 液压控制信号对行星齿轮的液压换档执行元 件进行控制,实现自动换档。液压系统在自动 变速器中的作用关系如图3-3所示。
自动变速器控制系统的结构与工作原理
自动变速器控制系统的结构与工作原理（一）液压控制系统自动变速器的自动控制是靠液压系统来完成的。
液压系统由动力源、控制机构、执行机构三部分组成。
动力源是被液力变距器驱动的油泵，它除了向控制器提供冷却补偿油液，并使其内部具有一定压力，除此之外还向行星齿轮变速器供润滑油。
控制机构大体包括主油系统、换档信号系统，换档阀系统和缓冲安全系统。
根据其换档信号系统和换档阀系统采用的是全液压元件还是电子控制元件可将控制机构分为液控式和电控式两种。
执行机构包括各离合器制动器的液压缸。
1、油泵自动变速器中油泵是重要总成之一，它技术状况的好坏，对自变器的性能及使用寿命有很大影响。
油泵通常装在变距器的后端，有的是在变速器的后端，但是不管何位都是变距器的泵通过轴套或轴来驱动，转速与发动机相同。
常见泵的型式有内啮合轮泵，摆线转子泵，和叶片泵等定量泵，也有少数车型采用变量泵（叶片）。
1）内啮合齿轮内啮合齿轮在自动变速器应最为普遍，它具有尺寸小、重量轻、流量脉动小、噪声低特点。
内啮合齿轮主要由起主动作用的小齿轮，从动的内齿轮、月牙隔板、泵壳、泵盖等组成。
如图所示：当小齿轮被发动机到动旋转时，与其啮合的内齿轮也一起转动月牙隔板将工作腔分开成吸油腔和出油腔，在下端的吸油腔，随着齿轮退出啮合，容积增大，形成局部真空，将油液带到上端的出油腔；出油腔则由于齿轮进入啮合，工作容积减少，压力增加而将油液排出。
决定液压泵使用性能的主要是齿轮的工作见间隙，特别是齿轮端面间隙影响最大，在这些间隙处，总有一定的油液泄漏如果，如果因装配成磨损的原因使得工作间隙过大，油液泄漏量就会增加，严重时会造成输出油液压力过低而影响系统正常工作。
2）摆线转子泵摆线转子泵具有结构简单、尺寸紧凑、噪声小，运转平稳高速性能良好等优点；其缺点是流量脉冲大，加工精度要求高。
它是由一对内啮合的转子及泵壳、泵盖等组成。
如图所示：内转子不同心，有一定的偏心距，且外转子比内转子多一个齿，发动机运转时，带动油泵内外转子朝同向旋转，但内转子的转速大于外转子。
【文献综述】自动变速器控制系统
自动变速器控制系统全自动变速器总体背景手动操作连接变速器和离合器在其很长的发展历史上出现两个问题。
第一，就如所言，在早期的驾驶员方面需要考虑换档需要的恰当时间。
事实上这一问题的目的由于同步器的发明而得到解决。
第二，摩擦片离合器本身总是需要一定的延迟时间，尤其是汽车从静止到启动。
尽管有经验的驾驶员能毫无差错地从熟练的使用变速器和离合器中得到满足，但是仍然有序到驾驶员宁愿在踩踏板时有个提示。
换句话来说，对变速器的设计者总有一个动机是为汽车设计两个踏板的加速和刹车的控制系统。
为汽车提供两踏板控制系统首先引入了半自动变速器，曾一时对半自动变速器有几种说法，主要的还是基于美国在二十世纪三十年代中期的试验，保留了传统的中间轴的变速器。
一个识别半自动变速器的特征是自动化操作离合器，因此，就取消了离合器的踏板。
它是通过操作真空伺服而不是靠机械装置的离合器实现的，真空伺服是利用在发动机进气歧管存在的真空度。
换档只需要握住装有一个电子开关的变速器手柄。
电路因此就完全伺服能量化的电磁线圈，并打开一个阀门，这阀门让进气歧管的真空度来真空伺服是离合器分离开。
尽管这类系统运用两踏板控制，但驾驶员仍然需要决定换档的必要和选择恰当的档位，这就是为什么这类变速器系统被划分为半自动变速器。
与之对比，现代全自动变速器系统是一种完全能减轻驾驶员换档职能的变速器，且仍然允许驾驶员在认为必要时取代全自动变速器的一般操作。
全自动变速器的优点全自动变速器通常简称为自动变速器，其优点有如下：⒈在汽车启动和换档时，通过取消必须操作的离合器和变速杆，让驾驶员的疲劳最小化，尤其是在交通高峰期。
⒉驾驶员的注意力不受换档影响，双手将始终放方向盘上，因此对安全驾驶很有利。
⒊在一般的驾驶情况下前进更平稳，因为换档时间是根据路速和油门的开启成都理论上准确无误地执行的。
⒋它允许驾驶员取代自动化控制和在必需时强迫换档，因为没有任何系统能提前预料道路和交通情况。
自动变速器的基本机构自动变速器的典型现代机构主要是要有三个铝合金铸件构成。
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自动变速器控制系统
5
宝来：
01、03、06、09、10、11、12、 15、 18、 20、21、22、23、24、25、29、40、 43、44、45、 47、54、55、56、57、58、62、63、65、66、67
• G69- 节气门电位计 • G38- 变速器转速传感器 • G68- 车速传感器 • G28- 发动机转速传感器 • F125- 多功能开关 • F- 制动灯开关 • F8- 强制低速档开关 • G93- 变速器机油温度传感器
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1、 G69-节气门电位计
信号通过发动机控制单元传递 至自动变速箱控制单元
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信号及作用：
• 信号： 号 度信号
1、节气门位置信 2、节气门踏下速
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作用：
A、确定换档点（与速度信号配合，程 序控制）
B、控制变速器油压，使换档时速度变 化较平稳
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自动变速箱控制单元在考虑油门开度和 车速来确定换档点的同时，又考虑到驾驶员踏下油门 踏板的速度，由此出现了无数条换档曲线，实现了控 制。
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三、传感元件
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89年型的AG4自动变速箱：
• 引入了动力型和经济型换档特性曲线，
可以由驾驶员来进行选择。这两种换档
程序的切换通过选档杆旁边的 ECO-
SPORT开关来实现。ECO为经济型换 档程序，它较早地升档并较晚地降档，
因此使转速降低、燃料消耗减少。
SPORT为动力型换档程序，在同样的
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一、控制单元
作用：
• 接受信号 • 处理信号 • 发出指令 • 监控作用 • 替代信号
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68个插脚
• 输入信号插脚数：11 • 输出信号插脚数：15 • 电源线插脚数：3(23# /1545#/30
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当G69出现故障，J217不进入 应急状态，此时以中等负荷信号（50%） 来进行工作，但此时停止逻辑控制。锁 止离合器停止工作。（变速箱此时无刚 性档）
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2、G38-变速器转速传感器（永久磁
铁外包线圈）白色插头
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信号及作用 信号：获得大太阳轮转速信号
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• 控制单元采集驾驶员的个人信息 做为辅助换档信号。
• 自动变速器控制单元同发动机控 制单元可实现互相通讯，保证换 档平顺。
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自动变速器控制系统
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二、模糊逻辑
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传统的自动变速箱档位控制
• 根据油面踏板位置和车速，按 照换档特性曲线来进行换档。 换档点的选择是相对固定的，在 一定的油门踏板位置和车速下总 是在相同的点进行换档。
油面踏板位置时，它都在较高的车速下
进行升档和降档，因此使转速和行驶功
率提高。
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95年型的AG4自动变速
箱：• 依赖于行驶阻力的换档程序，该换档程序识别
行驶阻力如上坡、下坡行驶，拖挂和逆风。控 制单元根据车速、节气门开度、发动机转速和 汽车加速度计算行驶阻力，并由此确定换档点。 依赖于驾驶员和行驶状况的换档程序是根据 Fuzzy-Logik模糊逻辑的原理来工作。根据油 门踏板的操纵速度，控制单元获得一个由模糊 逻辑确定的动力性系数。由这个动力性系数可 以在更趋向燃料消耗或更趋向行驶功率之间滑 动地确定换档点。因此在ECO和SPORT换档曲 线之间可以有任意多的换档点，可以对驾驶员 的个性需求作出更灵敏的反应。
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信号及作用 • 信号：车辆行驶速度信号
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作用：
• 根据车速传感器信号和G38、G69信号， 用以确定换档时刻。
• 确定锁止离合器滑差 • 保证巡航系统工作（D、3、2档，车速
>30km/h）。
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作用：
• 推迟点火提前角
• 在换档过程中控制片式离合器和制 动器油压。
• 如G38出现故障，变速箱进入紧急状 态，并且可以用VAG1551的02功能进 行查询。
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自动变速器控制系统
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3、 G68-车速传感器 （黑色插头）
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自动变速器控制系统
捷达：
01、 06、09、10、11、12、13、15、16、18、19、 20、21、22、23、24、 29、40、41、43、44、45、 47、54、55、56、57、58、62、63、65、66、67
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自动变速器控制系统
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2021/3/7
自动变速器控制系统
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自动变速器电控装置
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自动变速器控制系统
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控制系统一般由传感器、电子控制单元和执行元件三部分组成。
电子控制单元是电控系统的核心控制元件。它实际上是一 个微型计算机，一方面接收来自传感器的信号，另一方面完成 对这些信息的处理，并发出相应的指令来控制执行元件的正确 动作。传感器是感知信息的部件，负责向电子控制单元提供系 统的工作情况和运行状况，从而使电子控制单元正确的管理系 统的运转。执行元件负责电子控制单元发出的各项指令，是指 令的完成者。
自动变速器控制系统
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自动变速器控制系统
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自动变速器控制系统
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J220（2V）（5V）
22 （6） 115（7） 30（23）
19 （G28） 41（G69） 13减扭矩 J217
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自动变速器控制系统
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紧急状态：
如果部分或全部电子控 制系统出现故障，则自变箱进入紧 急状态。在这种状态下，只有1、3、 R档可以使用。