第9讲_自动变速器换挡控制系统1
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• 占空比与油路压力成反比关系，如图：
（四）ECU控制内容
• 换档控制 • 主油路油压控制 • 自动模式选择控制 • 闭锁离合器控制 • 发动机制动作用控制 • 改善换档品质控制 • 输入轴转速传感器的控制 • 故障诊断和失效保护功能
1.换档控制
• 换挡控制是指自动变速器换档时刻控制，
即当汽车行驶速度达到一定车速时，使自 动变速器自动升档或降档。
2.脉冲式电磁阀
• 组成：由电磁线圈、衔铁、阀芯或滑阀等组成。 • 作用：控制油路中的油压大小。 • 与开关式电磁阀不同之处在于，控制脉冲式电磁阀工作的电
信号不是恒定不变的电压信号，而是一个频率固定的脉冲电 信号。
• 电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启或关
闭泻油孔，控制器通过改变脉冲的宽度来改变电磁 阀开启和关闭的时间比例，而达到控制油路压力的 目的。
• 由于倒档使用的时间较少，
为了减少自动变速器的体 积，通常将倒档机构的尺 寸缩的很小，因此要传递 同样大小的转矩，油压就 要较其它档位时高。
除正常的主油路压力控制之外，ECU还可以根据各个传 感器测得的自动变速器的工作条件，在一些特殊情况下，对主 油路压力作适当的修正，使油路压力控制获得最佳的效果。
• 在每一特定行驶工况，都应有一个与之相
对应的最佳换挡时刻，从而使汽车的动力 性和经济性都得到较好的发挥。
• 最佳的换挡车速与节气门开度、操纵手柄的位置、
模式开关的位置有关。
• 汽车的最佳换挡车速主要由行驶时节气门开度决定，
不同节气门开度下的最佳换档车速：
• 节气门开度越大，升挡和降挡车速越高；节气门开
• 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。
• 占空比：在一个脉冲周期内，通电的时间为A，断电
的时间为B，则占空比=A/（A+B）×100%，其变化 范围在0～100%。
• 占空比越大，经电磁阀泻出的油就越多，油路压力
就越低，反之，占空比越小，油路压力就越高。
能关闭，仪表盘上显示 OD/Off 字样，车辆不会上 升到更高的挡位，发动机将提供给车辆更大的扭矩。
• 超速挡起作用的前提：变速器手柄处于“D”位。
当按下O/D键，O/D功能关闭， “O/D OFF”指示 灯随之亮起。
2.模式开关
• 模式开关又称程序开关，用于选择自动变
速器的控制模式，即选择自动变速器的换 档规律，以满足不同的使用要求。
第9讲_自动变速器换挡控制系统1
•
自动变速器控制系统
• ECU能存储与处理多种换档规律，电液式控制系
统可以按汽车行驶的需要选择相应的档位，而且 能实现更复杂、更合理的控制，得到更理想的燃 油经济性和动力性。
• 电液式控制系统可简化液压系统，提高控制精度
和反应速度，并可实现与整车其它控制系统的匹 配，如发动机控制、巡航控制等。
2.主油路油压
• 主油路油压由油压电磁阀控制产生。
• 油压电磁阀是一种线性脉冲式电磁阀，电控组件根据节气 门位置传感器测得的节气门开度，计算并控制油压电磁阀 的脉冲信号占空比，借以改变油压电磁阀泄油口的大小， 产生随节气门开度变化的节气门油压。
• 节气门开度越大，脉冲信号占空比越小，油压电磁阀的泄
• 为减少换档冲击，在换档过程中按照节气门开度的大小，通
过油压电磁阀适当减小主油路压力，以改善换档质量。
主油路压力修正曲线——油温修正
• ECU根据液压油温度传感器的信号，在变速器温度未达到正
常工作温度时（低于60℃），将主油路压力调至低于正常值， 以防止因油温低粘度较大而产生换档冲击；
• 当变速器油温度过低时（低于-30℃ ），ECU使主油路压力
油口开度越小，节气门油压也越大。当这一节气门油压被 反馈至主油路调压阀时，它作为主油路调压阀的控制压力， 使主油路调压阀随节气门开度的变化来改变主油路油压的 大小，自动变速器获得不同负荷下的主油路油压的最佳值。
主油路压力随节气门开度的变化情况
• 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。
• 现在几乎所有的轿车自动变速器都采用电液式控
制系统。
电液式控制系统
• 电液式控制系统组成：
电子控制装置 （传感器、控制开关、电控单元）
液压部分 （液压阀、液压泵及相应的液压执行元件）
电液控自动变速器结构和基本原理
电液式控制系统
（一）传感器的基本结构和原理
• 电液式控制系统中有多个传感器，常用的有：
节气门位置传感器 发动机转速传感器 车速传感器 输入轴转速传感器 油温传感器
…
（二）控制开关的基本结构和原理
• 电子控制装置中常用的开关有：
超速档开关 模式开关 多功能开关等
1.超速档开关（Over Drive ）
• 超速档开关通常安装在自动变速器操纵手柄上，用
于控制自动变速器的超速档。
• 这个功能默认为开启状态。当按下O/D键，O/D功
升至最大值，以加速离合器、制动器的结合，防止温度过低 时因变速器油温粘度过大而使换档过程过于缓慢。
开关式电磁阀 脉冲式电磁阀
1.开关式电磁阀
• 作用：开启和关闭变速器油路，可用于控制换档阀
及液力变矩器的闭锁离合器；
• 组成：电磁线圈、衔铁、阀芯和回位弹簧等 • 工作状态：全开或全关 • 当线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泻油孔，
该油路的压力油经电磁阀泻荷，油路压力为0；当 线圈通电时，电磁力使阀芯移动，关闭泻油孔，油 路压力上升。
3.多功能开关
• 多功能开关装在变速器壳体的操纵手柄上，由变速
杆进行控制，故有时也被称为档位开关。
• 主要功能：
指示选档操纵手柄位置 倒档信号灯的开启 空档起动
（三）电磁阀的结构和原理
• 电液式自动变速器使用百度文库磁阀作为控制系
统的执行器，通过电磁阀控制液压系统中 的换档阀，以使离合器、制动器等执行元 件工作，从而实现自动换档。
度越小，升挡和降挡车速越低，这种规律十分符合 汽车的实际使用要求。
当换档手柄和模式选择开关在不同位置时，控制系统根
据各种开关信号，从存储器中选出相应的自动换档图，再将 节气门位置和车速信号与自动换档图进行比较，如在一定节 气门开度下行驶的汽车达到设定的换档车速时，ECU便向换 档电磁阀发出电信号，由电磁阀的动作决定压力油通往各操 纵元件的流向，以实现档位的自动变换。
（四）ECU控制内容
• 换档控制 • 主油路油压控制 • 自动模式选择控制 • 闭锁离合器控制 • 发动机制动作用控制 • 改善换档品质控制 • 输入轴转速传感器的控制 • 故障诊断和失效保护功能
1.换档控制
• 换挡控制是指自动变速器换档时刻控制，
即当汽车行驶速度达到一定车速时，使自 动变速器自动升档或降档。
2.脉冲式电磁阀
• 组成：由电磁线圈、衔铁、阀芯或滑阀等组成。 • 作用：控制油路中的油压大小。 • 与开关式电磁阀不同之处在于，控制脉冲式电磁阀工作的电
信号不是恒定不变的电压信号，而是一个频率固定的脉冲电 信号。
• 电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启或关
闭泻油孔，控制器通过改变脉冲的宽度来改变电磁 阀开启和关闭的时间比例，而达到控制油路压力的 目的。
• 由于倒档使用的时间较少，
为了减少自动变速器的体 积，通常将倒档机构的尺 寸缩的很小，因此要传递 同样大小的转矩，油压就 要较其它档位时高。
除正常的主油路压力控制之外，ECU还可以根据各个传 感器测得的自动变速器的工作条件，在一些特殊情况下，对主 油路压力作适当的修正，使油路压力控制获得最佳的效果。
• 在每一特定行驶工况，都应有一个与之相
对应的最佳换挡时刻，从而使汽车的动力 性和经济性都得到较好的发挥。
• 最佳的换挡车速与节气门开度、操纵手柄的位置、
模式开关的位置有关。
• 汽车的最佳换挡车速主要由行驶时节气门开度决定，
不同节气门开度下的最佳换档车速：
• 节气门开度越大，升挡和降挡车速越高；节气门开
• 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。
• 占空比：在一个脉冲周期内，通电的时间为A，断电
的时间为B，则占空比=A/（A+B）×100%，其变化 范围在0～100%。
• 占空比越大，经电磁阀泻出的油就越多，油路压力
就越低，反之，占空比越小，油路压力就越高。
能关闭，仪表盘上显示 OD/Off 字样，车辆不会上 升到更高的挡位，发动机将提供给车辆更大的扭矩。
• 超速挡起作用的前提：变速器手柄处于“D”位。
当按下O/D键，O/D功能关闭， “O/D OFF”指示 灯随之亮起。
2.模式开关
• 模式开关又称程序开关，用于选择自动变
速器的控制模式，即选择自动变速器的换 档规律，以满足不同的使用要求。
第9讲_自动变速器换挡控制系统1
•
自动变速器控制系统
• ECU能存储与处理多种换档规律，电液式控制系
统可以按汽车行驶的需要选择相应的档位，而且 能实现更复杂、更合理的控制，得到更理想的燃 油经济性和动力性。
• 电液式控制系统可简化液压系统，提高控制精度
和反应速度，并可实现与整车其它控制系统的匹 配，如发动机控制、巡航控制等。
2.主油路油压
• 主油路油压由油压电磁阀控制产生。
• 油压电磁阀是一种线性脉冲式电磁阀，电控组件根据节气 门位置传感器测得的节气门开度，计算并控制油压电磁阀 的脉冲信号占空比，借以改变油压电磁阀泄油口的大小， 产生随节气门开度变化的节气门油压。
• 节气门开度越大，脉冲信号占空比越小，油压电磁阀的泄
• 为减少换档冲击，在换档过程中按照节气门开度的大小，通
过油压电磁阀适当减小主油路压力，以改善换档质量。
主油路压力修正曲线——油温修正
• ECU根据液压油温度传感器的信号，在变速器温度未达到正
常工作温度时（低于60℃），将主油路压力调至低于正常值， 以防止因油温低粘度较大而产生换档冲击；
• 当变速器油温度过低时（低于-30℃ ），ECU使主油路压力
油口开度越小，节气门油压也越大。当这一节气门油压被 反馈至主油路调压阀时，它作为主油路调压阀的控制压力， 使主油路调压阀随节气门开度的变化来改变主油路油压的 大小，自动变速器获得不同负荷下的主油路油压的最佳值。
主油路压力随节气门开度的变化情况
• 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。
• 现在几乎所有的轿车自动变速器都采用电液式控
制系统。
电液式控制系统
• 电液式控制系统组成：
电子控制装置 （传感器、控制开关、电控单元）
液压部分 （液压阀、液压泵及相应的液压执行元件）
电液控自动变速器结构和基本原理
电液式控制系统
（一）传感器的基本结构和原理
• 电液式控制系统中有多个传感器，常用的有：
节气门位置传感器 发动机转速传感器 车速传感器 输入轴转速传感器 油温传感器
…
（二）控制开关的基本结构和原理
• 电子控制装置中常用的开关有：
超速档开关 模式开关 多功能开关等
1.超速档开关（Over Drive ）
• 超速档开关通常安装在自动变速器操纵手柄上，用
于控制自动变速器的超速档。
• 这个功能默认为开启状态。当按下O/D键，O/D功
升至最大值，以加速离合器、制动器的结合，防止温度过低 时因变速器油温粘度过大而使换档过程过于缓慢。
开关式电磁阀 脉冲式电磁阀
1.开关式电磁阀
• 作用：开启和关闭变速器油路，可用于控制换档阀
及液力变矩器的闭锁离合器；
• 组成：电磁线圈、衔铁、阀芯和回位弹簧等 • 工作状态：全开或全关 • 当线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泻油孔，
该油路的压力油经电磁阀泻荷，油路压力为0；当 线圈通电时，电磁力使阀芯移动，关闭泻油孔，油 路压力上升。
3.多功能开关
• 多功能开关装在变速器壳体的操纵手柄上，由变速
杆进行控制，故有时也被称为档位开关。
• 主要功能：
指示选档操纵手柄位置 倒档信号灯的开启 空档起动
（三）电磁阀的结构和原理
• 电液式自动变速器使用百度文库磁阀作为控制系
统的执行器，通过电磁阀控制液压系统中 的换档阀，以使离合器、制动器等执行元 件工作，从而实现自动换档。
度越小，升挡和降挡车速越低，这种规律十分符合 汽车的实际使用要求。
当换档手柄和模式选择开关在不同位置时，控制系统根
据各种开关信号，从存储器中选出相应的自动换档图，再将 节气门位置和车速信号与自动换档图进行比较，如在一定节 气门开度下行驶的汽车达到设定的换档车速时，ECU便向换 档电磁阀发出电信号，由电磁阀的动作决定压力油通往各操 纵元件的流向，以实现档位的自动变换。