第5章电子控制自动换挡系统结构和工作原理

第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
学习目标：
● 了解自动变速器常用液压元件的结构及工作原 理
● 了解自动变速器常用阀组的结构及工作原理 ● 了解全液压控制自动变速器组成及工作原理 ● 了解全液压控制自动变速器各部件相互作用关
5.1 电子控制自动变速器与液压控 制自动变速器的比较
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•图5-2
液力控制自动变速器控制原理示意图 第5章电子控制自动换挡系统结构和
工作原理
•图5-3 电子控制自动变速器控制第5原章电理子示控制意自动图换挡系统结构和
工作原理
电子控制自动变速器的优点： 1、增进驾驶性能 2、降低油耗 3、改善维护性能
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7、档位开关（空档起动开关） 作用：⑴控制起动继电器线圈电路
⑵将变速器档位信息传送给计算机 ⑶防止非空挡（P或N）起动发动机
•图5-11 档位开关 第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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8、制动灯开关
作用：检测制动信号，开关接通时解除锁 定信号
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5.2 电液式自动变速器控制系统及 其工作原理
5.2.1 电子控制系统及其组成
•输入装置 •（传感器）
•控制装置 •（ECU）
•执行装置 •（电磁阀）
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输入装置 各种开关、传感器，感知车辆速度、节气门开度和其他情况
•大（内） 齿轮
•月牙形 隔板
安装位置：制动踏板支架上
• 当踩下制动踏板时开关接通，开关通知 自动变速器电脑制动已经使用，即解除锁止 信号，松开变矩器锁止离合器，同时停车灯 亮。这种功能还可防止当后轮制动鼓被抱死 时，发动机突然熄火。
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9、模式开关
作用：供驾驶者根据情况选择不同的换挡 规律
1、液压控制系统慨述
为使活塞得到的压力 保持在所需的范围内 ，必须在回油管路上 加装一个调节阀，使 机油泵输出的工作液 有一部分回流至油底 壳，使管路的液压在 目标范围内。
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4.1.1 油泵
作Hale Waihona Puke Baidu： ①使自动变速器油产生一定的压力
和流量，并作为动力供给液力变矩器液 力操纵系统所需要的压力油，驱动液压 执行元件工作。
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2、电液式自动变速器控制阀及其工作原理
⑴换挡阀 控制方式：加压控制、泄压控制
•图5-20 电液控制系统换挡阀的工作原理
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⑵锁止离合器控制阀
•
车速传感器配合节气门位置传感器
（TPS）可以精密地使ECU操作，来决定换档
时机。车速传感器与节气门位置传感器的信号
是电子控制自动变速器最主要的输入信号。
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•图5-7车速传感器工作原理示意图
• 车速越高，输出轴转速就越高，感应电压的
脉冲频率也就越高。电脑则按照单位负责人时间内
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2020/11/26
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
学习目标：
了解电子控制式与液压控制式自动变速器 的不同
了解电液式自动变速器的电子控制系统功 能及作用
掌握电子控制式自动变速器的控制原理 学会分析各档位的换挡控制回路及锁定控
制
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• 图5-21 电控系统锁止离合器控制阀工作原理（开关式电磁阀）
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3、双行星排辛普森式自动变速器各档位油路
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• 1）根据信号修正变速器的工作压力，并且在 信号超出范围时电脑会执行失效保护模式。
• 2）变速器电脑根据来自发动机电脑的发动机
转速信号，计算出发动机的输入转矩，并结合
变速器的输入轴转速信号，计算出转矩的传动
比。
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使油路压力控制过程和锁止离合器的控制过程 得到进一步优化，以改善换档感觉，提高汽车 的行驶速度。
控制内容： 1）换挡油压控制 2）减小转矩控制 3）N～D换挡控制
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5、发动机制动控制 变速器电脑按照设定的控制程序，在变速
杆位置、车速、节气门开度等满足条件 时，控制电磁阀工作，实现发动机制动
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6、故障自诊断和失效保护
号、冷却液温度信号、自动变速器油温 信号、节气门开度信号、制动信号、巡 航信号
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一般在同时具备以下条件时，锁止离合器锁止：
⑴冷却液温度65℃以上，变速器油温20℃以上 ⑵无制动信号 ⑶车速在55km/h以上（不同车型车速设定不同） ⑷节气门开启 ⑸档位信号是D位
②使行星齿轮等运动元件得到润滑 安装位置：变矩器后方
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动力源：变矩器壳后端的轴套，只要发动机 转 动，油泵就运转
形式： ①内啮合渐开线齿轮泵(齿轮泵) ②摆线转子泵 ③叶片泵 ④变量叶片泵
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1、内啮合渐开线齿轮泵结构与工作原理
，并将这些信号送至ECU判读。
控制装置
自动变速器的电子控制单元。ECU接受传感器的信号，决
定换档时机及液力变矩器锁定时间，并控制液压控制组件电磁阀
的动作。
执行装置
主要是电磁阀，电磁阀根据电子控制单元所发出的指令开
启或闭合，相应接通或切断回油通道，从而控制换档和锁止时间
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•图5-5 电子控制自动变速器组成第部5章件电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
5.2.2 输入装置及功能
1、节气门位置传感器
•1）概念 • 节气门位置传感器（TPS）是取代液控液压式 自动变速器中的节流阀，电脑通过节气门位置传感 器，可以获得对应于节气门由全开的所有开启角度 成连续变化的模拟信号，及节气门开度的变化速率， 以此作为在不同行驶条件下控制换档的主要依据之 一。
•2）安装位置 •在节气门体
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•图5-6 线性可变电阻型节气门位置传感器的结
构
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工作原理
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2、车速传感器
• 车速传感器是用来取代液控液压式自动变 速器中的速控阀。
•
负 温 度 系 数 电 阻 的 电 阻 特 性
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输入轴转速传感器安装位置：
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输出轴转速传感器安装位置：
变速器输出轴或与输出轴连接的离合器鼓 附近的壳体上。
•
输入轴和输出轴转速传感器主要用来监
控变速器的机械传动机构的工作状态。
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4、自动变速器油温度传感器 作用：检测自动变速器油温度，以作为电
脑进行换档控制、油压控制、锁止离合 器控制的依据。合理控制换挡时刻，避 免油温过高 型式：热敏电阻式 安装位置：油底壳内的液压阀阀体上
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•自动变速器冷却液温度传感器安装位置
③电子控制单元按设定的失效保护程序控制自 动变速器的工作，以保证汽车的基本行驶能 力(表5-1）
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5.2.4 执行装置（电磁阀）
作用：接受来自ECU的控制信号并完成档 位切换、油压调节和变速器的锁止和切 离等
按作用分类：换挡电磁阀、油压调节电磁 阀、锁止控制电磁阀
在电子控制装置中电子控制单元能不停 地监测所有传感器和部分执行器的工 作，一旦发现某个传感器或执行器有 故障，工作不正常，它立即采取以下 几种保护措施：
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①在汽车行驶时，仪表盘上的自动变速器故障 警告灯亮起
②将检测到的故障内容以故障代码的形式贮存 在电子控制单元的存储器中
按结构形式分类：开关型、脉冲型
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1、开关型电磁阀
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2、脉冲型电磁阀
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5.3 电子控制系统的工作原理及回 路分析
1、换挡控制原理
•ECU控制A、B电 •磁阀来调节换挡阀 •左右端油压实现换 •挡操作
常见控制模式：
1）经济模式 2）动力模式
•安装在变 速杆箱上
3）普通模式
4）手动模式
5）雪地模式
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5.2.3 控制装置及内容
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1、换挡时机控制 换挡时机：变速器换挡时刻与车速、节气
门开度及其他参数的关系
•图5-14 自动换挡控制原第5理章电图子控制自动换挡系统结构和
系
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•4.1 自动变速器常用液压元件及其工 作原理
1、液压控制系统慨述
液压定律(帕斯卡定理)： 作用在液体上的力平均地 向各个方向传递，并且在 容器内各处的平均压力保 持不变。
液体被封闭并且施加一个 力，则产生液体压力。容 器稍有泄漏将使压力下降
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1、液压控制系统慨述
液压控制系统 一般由机油泵 、控制元件、 执行元件（伺 服系统）、管 路、油底壳等 组成。
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1、液压控制系统慨述
机油泵从油底壳抽 出工作液并将其压 缩，再将它输送到 液压管路中，如果 机油泵排出的工作 液经回油管路回到 油底壳，则管路内 的压力保持恒定， 无作用于活塞的压 力。
工作原理
•图5-15 换挡时机的控制过程
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•动力模式换挡规律
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•经济模式的换挡规律
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•动力模式的换挡规律
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2、变速器锁止控制 与锁止有关的信号： 档位开关信号、发动机转速信号、车速信
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3、主油路油压控制 利用电磁阀的开关及通断时间控制油路油
压和调节压力大小 电磁阀的种类：脉冲型
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4、换挡品质控制
作用：通过控制换挡时管路油压和发动机输出 功率来降低换挡振动、使变速器工作柔和，提 高部件寿命，改善行驶平顺性及乘坐舒适性
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1、液压控制系统慨述
当需要升高管路内的液压 以供操纵活塞时回油管路 必须守全关闭。
活塞上得到的压力等于机 油泵输出的压力×活塞的 受压面积。
此时如果机油泵的转速升 高，输出的工作液的流量 和压力随之增大，活塞得 到的压力就越大。
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5、发动机转速传感器 作用：测量发动机转速及曲轴转角位置
•图5-9
发动机转速传感器 第5章电子控制自动换挡系统结构和
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6、输入轴、输出轴转速传感器 作用：检测输入轴和输出轴转速，根据
输入轴与输出轴转速控制变速器油压、 执行失效保护等
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感应出的电压脉冲频率数，计算出输出轴的转速，
然后换算成转速。
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•车速传感器安装位置
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3、冷却液温度传感器
•热敏电阻式冷却液温度传感器
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用以检测发动机冷却液的温度，再将冷却 液温度信号由发动机控制晓以大义传给变速器 控制电脑，当冷动液温度低于高定温度时，防 止变速器将档位挂入超速传动及使液力变矩器 的锁定离合器不能作用。