自动变速器电控系统

电子控制系统

20世纪70年代末，电子控制技术开始应用于自动变速器，并随着电子技术发展而普及，现在几乎所有的轿车自动变速器都采用了电子控制系统。

电子控制系统能按汽车行驶的需要选择相应的档位，实现更复杂、更合理的控制，获得更理想的经济性和动力性，并可简化液压控制系统。提高控制精度和反应速度，容易实现整车控制。它由电子控制装置和阀板总成两部分组成。

一、电子控制装置

电子控制装置由传感器、控制开关、执行器及电子控制单元（ECU）等组成。

电子控制单元（ECU）根据传感器检测所得节气门开度、车速、油温等运转参数，以及各种控制开关来的当前状态信号，经运算比较和分析后按设定的程序，向各个执行器发出指令，以操纵阀板总成中各种控制阀的工作，从而最终实现对自动变速器的控制。如图

1、传感器结构与工作原理

节气门位置传感器用以检测发动机节气门开度的大小，是自动变速器档位控制的一个重要依据。如图

为自动变速器通常采用的线性节气门位置传感器。它由一个线性电位计和一个怠速开关组成。节气门轴带动线性电位计和怠速开关的滑动开关的滑动触点。节气门关闭时，怠速开关接通：节气门开启时，怠速开关断开。当节气门开度不同时。电位计电阻不同，这样节气门开度的变化被转变为电阻或电压信号输入电子控制单元（ECU），电子控制单元（ECU）就可获的节气门变化的信号和变化的速率，以此作为其控制不同行驶条件下的档位变换的重要依据。

（1）车速传感器用于检测自动变速器输出轴的转速，并换算成汽车行驶的速度，它也是自动变速器换档控制的一个重要依据，

图中是一种电磁感应式的车速传感器，它固定于自动变速器输出轴附近的壳体上，靠近安装在输出轴上的停车锁止齿轮或感应转子。当磁通连、输出轴转动时，停车锁止齿轮或感应转子的凸齿不断靠近或离开车速传感器，感应线圈内的磁通量发生变化，从而产生交流感应电压。如下图

电子控制单元（ECU）根据感应电压脉冲频率的大小计算出车速。

(2) 输入轴转速传感器

用以测自动变速信号，该信号使电子控制单元（ECU）对换档过程的控制更为精确，同时该信号与发动机转素信号比较可计算出液力变矩器的传动比，使油路压力控制过程和锁止离合器的控制过程优化，改善换档质量，提高汽车的行驶性能。其结构、工作原理与车速传感器相同。如图：

（3）油温传感器

用以检测液压油的温度，作为电子控制单元（ECU）进行换档控制、油压控制和琐止离合器的依据，它位于油底壳内阀板上，内部结构为一热敏电阻，其阻值随温度发生变化，通常温度越高，阻值越小，电子控制单元（ECU）根据其阻值的变化计算出油温如图所示：

除上述传感器的信号之外，自动变速器控制系统还将发动机转速信号、发动机水温信号、大气压力信号、进气纬度信号等作为控制的参考信号。

2、控制开关

电子控制装置的空子开关有：超速档开关、模式开关、档位开关等。

（1）超速档开关（如前面操纵手柄图）

通常位于操纵手柄的上方，用于控制自动变速器的超速档。当开关打开时超速档电磁阀通电，将使作用与3，4档换档阀高档端的液力传动油泄空，车速足够高时可换入4挡，当开关关闭时电磁阀不通电，压力油使3—4换档阀琐止在3档位置，车速再高也无法升入4档。在驾驶室仪表盘上，有“O/D OFF”指示灯显示超速大拿感开关的工作状态。开关打开，“O/D OFF”灯灭；开关关闭，则“O/D OFF指示灯亮。

（2）模式开关（如前面操纵手柄图）

用于选择自动变速器的换档控制模式，不同的模式，换档规律不同，常用的模式有动力模式（power）、经济模式（Economy）、普通模式（Normal）。动力模式以获得自大动力性为目标设计换档规律，升档迟/经济模式以获得最佳燃油经济为目标设计换档规律，升档早/普通模式则介于两者之间。

（3）档位开关如图：

档位开关位于手动摇臂轴上或操纵手柄下方，用以检测操纵手柄的位置，它由几个触点组成。当操纵手柄位于不同的位置时，相应的触点被接通。电子控制单元（ECU）依据被

接通的触点，测得操纵手柄的位置，从而按照不同的程序控制自动变速器的工作。

3、执行器

电子控制装置的执行器是各种电磁阀。常见得到电磁阀有开关式和脉冲线性式两种。

（1）开关式电磁阀

开关式电磁阀的作用是开启或关闭自动变速器油路，可用于换档及液力变矩器的锁止离合器的控制。

开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀芯和回位弹簧等组成。如图：

它只有两种工作状态：全开或全关。图中当线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泄油孔，该油路压力泄为0；当线圈通电时，电磁力将阀芯左移，关闭泄油孔、油压上升。

（2）脉冲线性式电磁阀

脉冲线性式电磁阀的结构与开关式电磁阀相似，也是由电磁线圈衔铁、阀芯或滑阀等组成。如图：

它用来控制油路中的油压。通电，电磁阀使阀芯或滑阀开启泄油孔，压力下降；不通电，在弹簧力作用下阀芯或滑阀关闭泄油孔，压力上升。其控制电信号为一个频率固定的脉冲电信号，脉冲电信号使电磁阀不断反复地开启或关闭泄油孔，电子控制单元（ECU）通过改变每个脉冲周期内电流接通和断开的时间比例即所谓的占空比来控制油路压力。占空比与油路压力成反比关系如图：

4、电子控制单元（ECU）及其控制内容

自动变速器电子控制单元（ECU）是电子控制系统的控制核心，它根据各传感器及控

制开关的信号和设定控制程序，通过运算分析，向各个执行器输出控制信号，从而实现对自动变速器的控制，其基本结构与汽车其他系统电子控制单元（ECU）相似，它的控制内容主要有如下方面：

（1）换档控制

自动变速器操纵手柄位于前进档位时自动换档控制是自动变速器电子控制单元（ECU）的最基本的控制内容。

自动换档控制就是在汽车的行驶过程中，选择最佳时刻换档，即选择最佳的换档车速，以使汽车的动力性和经济性最佳。

最佳的换档车速与节气门开度、操纵手柄的位置、模式开关的位置有关，最佳的换档车速与节气门开度的关系可用自动换档图来表示：

由图中可知，节气门开度越大，升档和降档车速越高；节气门开度越小，升档和降档车速越低，这种规律十分符合汽车的实际使用要求，操纵手柄的位置和模式开关的位置不同，对汽车的使用要求也有所不同，因此其换档规律应作相应的调整。电子控制单元（ECU）自动换档的控制是由2个或3个开关式换档电磁阀来完成的.

（2）主油路油压控制

主油路油压由主油路调压阀调节，早期的电子控制系统中由节气门阀输出油压和倒档油路油压对其进行反馈控制。新型电子控制自动变速器由电子控制单元（ECU）主要根据节气门的开度、档位、油温及换档等信号，计算得到相应的主油压力值，并通过输出相应的占空比脉冲信号来控制油压电磁阀的开、关比率，实现对主油路的控制。

节气门开度越大，主油路油压越高；节气门开度越小，主油路油压越低；倒档时主油路油压较前进档高（如下图所示）。