6-3自动变速器电子控制系统

第三节自动变速器电子控制系统一、自动变速器电子控制系统的组成电子控制系统由传感器、开关、执行器（电磁阀，指示灯）和控制电脑等组成，如图6-66所示。

图6-66 自动变速器电子控制系统组成1-车速传感器；2-输入轴转速传感器；3-发动机转速传感器；4-模式开关；5-锁止电磁阀；6-压力调节电磁阀；7-换挡电磁阀；8-挡位指示灯；9-挡位开关；10-节气门位置传感器；11-油温传感器；12-故障灯；13-诊断插座（一）传感器电子控制装置中常用的传感器有车速传感器、输入轴转速传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、水温传感器和变速器油温传感器等。

1. 车速传感器车速传感器用于测量汽车的行驶速度，车速传感器的类型有电磁式、霍尔式、光电式、舌簧开关式等。

常见的为电磁感应式车速传感器。

电磁感应式车速传感器一般安装在自动变速器输出轴附近，如图6-67所示。

用于检测自动变速器输出轴的转速。

电脑根据车速传感器的信号计算出车速，作为其换挡控制的依据。

图6-67 车速传感器1-输出轴；2-停车锁止齿轮；3-车速传感器车速传感器由永久磁铁和电磁感应线圈组成，如图6-68所示。

它固定在自动变速器输出轴附近的壳体上，安装在输出轴上停车锁止齿轮或感应转子旁边。

当输出轴转动时，停车锁止齿轮或感应转子的凸齿不断地靠近或离开车速传感器，使感应线圈的磁通量发生变化，从而产生交流感应电压，如图6-69所示。

车速越高，输出轴的转速也越高，感应电压的脉冲频率也越大。

电脑根据感应电压脉冲频率的大小计算出车速。

3图6-68 车速传感器工作原理1-停车锁止齿轮；2-感应线圈；3-永久磁铁；4-车速传感器图6-69 车速传感器感应电压曲线2．输入轴转速传感器输入轴转速传感器的结构、工作原理与车速传感器相同。

它安装在行星齿轮变速器的输入轴或与输入轴连接的离合器毂附近的壳体上，用于检测输入轴转速，并将信号送入电脑，使电脑更精确地控制换挡过程。

此外，电脑还将该信号和来自发动机控制系统的发动机转速信号进行比较，计算出变矩器的传动比，使油路压力控制过程和锁止离合器的控制过程得到进一步优化，以减小换挡冲击，提高汽车的行驶性能。

图6-70 输入轴转速传感器1-输入轴转速传感器；2-行星齿轮变速器输入轴3. 发动机转速传感器发动机转速测量常用脉冲信号式转速传感器，除测量转速外，它还可以测量发动机曲轴位置。

图6-71所示的转速传感器，由装在分电器的信号转子、永久磁铁和线圈组成。

信号转子上带有凸起，当转子旋转时，它与线圈铁芯之间的气隙是变化的，于是通过信号线圈的磁通也发生变化。

在信号线圈的两端产生出感应电压。

感应电压的频率与发动机的转速成正比。

将此感应交流电压作为输入信号输至转速表，经IC电路放大、整形后可使转速表指示出发动机转速。

图6-71 脉冲信号式转速传感器的信号发生装置1-信号转子；2-信号线圈；3-托架；4-永久磁铁；5-磁通4．节气门位置传感器节气门是由驾驶员通过加速踏板来操纵的，以便根据不同的行驶条件控制发动机的负荷。

例如：上坡或加速时节气门开度要大，而下坡或等速行驶时节气门开度要小。

不同的工况对汽车自动变速器换挡规律的要求也不同。

电子控制自动变速器是利用安装在发动机节气门体上的节气门位置传感器测得节气门的开度。

电脑依据节气门开度大小来控制自动变速器的挡位变换，从而使自动变速器的换挡规律在任何行驶条件下都能满足汽车的实际行驶要求。

节气门位置传感器有很多类型，自动变速器电子控制系统通常采用线性可变电阻型的节气门位置传感器。

这种节气门位置传感器由一个线性电位计和一个怠速开关组成，如图6-72所示。

节气门轴带动线性电位计及怠速开关的滑动触点。

节气门关闭时，怠速开关接通；节气门开启时，怠速开关断开。

当节气门处于不同位置时，电位计的电阻也不同。

这样节气门开度的变化被转变为电阻或电压信号输送给电脑。

电脑通过节气门位置传感器，获得节气门由全闭到全开连续变化的模拟信号以及节气门开度的变化速率，以作为其控制不同行驶条件下挡位变换的主要依据之一。

（a）结构（b）电路图6-72 节气门位置传感器1-怠速开关滑动触点；2-线性电位计滑动触点A-基准电压；B-节气门开度信号；C-怠速信号；D-接地5．自动变速器油（ATF）温度传感器自动变速器油（ATF）温度传感器安装在自动变速器油底壳的阀板上，用于检测ATF油的温度，以作为电脑进行换挡控制、油压控制和锁止离合器控制的依据，如图6-73所示。

图6-73 自动变速箱油温度传感器ATF油温度传感器部是一个半导体热敏电阻，它具有负的温度电阻系数。

温度越高，电阻越低，电脑根据其电阻的变化测出自动变速器的ATF油温度。

在汽车起步或低速大负荷行驶时，液力变矩器转速比小，效率低，发热严重，造成油温高。

因而在超过某一温度界限时，变速器要在较高的发动机转速状况下才开始换挡。

随着汽车车速的提高，变矩器的转速比增大，发热减小，油温下降，自动变速器又重新开始正常的换挡行驶程序。

除了上述各传感器之外，自动变速器的控制系统还将发动机控制系统中的一些信号，如发动机水温信号、大气压力信号和进气温度信号等，作为控制自动变速器的参考信号。

（二）控制开关电子控制装置中的控制开关有：空挡起动开关、强制降挡开关、制动灯开关、超速挡开关、模式开关和挡位开关等。

1．空挡起动开关空挡起动开关用以判断选挡手柄的位置，防止发动机在驱动挡位时启动，当选挡手柄位于空挡或驻车位置时，起动开关接通。

这时启动发动机，起动开关便向电控单元输出起动信号，使发动机得以起动。

如果选挡手柄位于任一驱动挡位置，则起动开关断开，发动机不能起动，从而保证车辆使用安全。

2．强制降挡开关强制降挡开关是用来检测加速踏板是否超过节气门全开位置。

当加速踏板超过节气门全开位置时，强制降挡开关便接通，并向电控单元输送信号。

这时电控单元即按其存设置的程序控制换挡，并使变速器自动下降一个挡位，以提高汽车的加速性能。

如果强制降挡开关短路，则电控单元不计其信号，按选挡手柄位置控制换挡。

3．制动灯开关制动灯开关用以判断制动踏板是否被踩下。

如果被踩下，则该开关便将信号输送给电控单元，以解除锁止离合器的结合，防止突然制动时发动机熄火。

4．超速挡开关超速挡开关用来控制自动变速器的超速挡，如图6-74所示。

当这个开关打开后，超速挡控制电路接通，此时若操纵手柄位于D位，自动变速器随着车速的升高而升挡时，最高可升入4挡（即超速挡）。

该开关关闭后，超速挡控制电路被断开。

仪表板上的“O/D OFF”指示灯随之亮起（表示限制超速挡的使用），自动变速器随着车速的提高而升挡时，最高只能升入3挡，不能升入超速挡。

图6-74 超速挡开关5．模式开关大部分电子控制变速器都有一个模式开关，如图6-75所示。

用来选择自动变速器的控制模式，以满足不同的使用要求。

控制模式主要是指自动变速器的换挡规律。

常见的自动变速器的控制模式有以下几种：（1）经济模式（Economy英文缩写E）这种控制模式是以汽车获得最佳的燃油经济性为目标来设计换挡规律的，使发动机转速相对较低时就会换入高挡，即提前升挡，延迟降挡。

图6-75 模式开关（2）动力/运动模式（Power/sport英文缩写P/S）这种控制模式是以汽车获得最大的动力性为目的来设计换挡规律的。

在这种控制模式下，自动变速器的换挡规律能使发动机在汽车行驶过程中经常处在大功率围运转，即以比较大的发动机负荷来控制汽车行驶换挡，从而提高了汽车的动力性能和爬坡能力。

从图6-76可知，动力模式比经济模式的换挡车速高。

图6-76 动力模式、经济模式对照（蓝线表示经济模式、红线表示动力模式）（3）标准模式（Normal英文缩写N）标准模式是指换挡规律介于经济模式和动力模式之间的一种换挡模式。

它兼顾了动力性和经济性，使汽车既保证一定的动力性，又有较佳的燃油经济性。

（4）手动模式（Manual英文缩写M）该模式让驾驶员可在1至4挡之间以手动方式选择合适的挡位，使汽车像装用了手动变速器一样行驶，又不必向手动变速器那样换挡时必须踩离合器踏板。

（5）雪地模式（Snow为了与运动模式sport区分，英文缩写成W）这是适用在雨雪地上行驶的模式。

当选用该模式时，若选挡手柄置于“2”位，自动变速器保持在2挡工作；若选挡手柄置于“1”位，自动变速器保持在1挡工作；如初始位置在2挡，当车速降至1挡后，将不再升挡；当选挡手柄置于“D”位时，自动变速器以（高速挡）3挡起步，这样，即使起步时驾驶员将油门踩到底，也能保证驱动轮不会出现打滑。

上述控制模式并不是每一种电控式自动变速器必备的，通常自动变速器只具备这些模式中的若干项，有些甚至只有一种模式固化于电脑程序中，因而没有模式开关。

6．挡位开关挡位开关位于自动变速器手动阀摇臂轴上或操纵手柄下方，用于检测操纵手柄的位置，如图6-77所示。

它由几个触点组成。

当操纵手柄位于不同位置时，相应的触点被接通。

计算机根据被接通的触点，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。

图6-77 挡位开关挡位开关的位置是利用开关的几条编码线路将信息传给变速器控制系统。

如图6-78所示的挡位开关电路，其上的开关触点2、3和4分别与变速器控制单元的插头50、14和33相连。

三个触点通过多种组合（开和关）将换挡位置P、R、N、D、3、2和1传给自动变速器数字控制单元。

图6-78 挡位开关位置信号电路7．变速器油温开关变速器油温开关是为装有电子制动/牵引控制模块的自动变速器提供输入信号的。

如图6-79所示，当变速器油温过热时，油温开关断开，使制动/牵引控制系统暂时中止工作，此时仪表“牵引停止（TRACTIONOFF）”指示灯点亮，让制动器和变速器冷却。

一旦油温低于一定值时，变速器油温开关又重新接通，以防止自动变速器超负荷运转。

图6-79 变速器油温开关（三）执行器1．开关式电磁阀开关式电磁阀的作用是开启和关闭变速器油路，可用于控制换挡阀及液力变矩器的闭锁离合器锁止阀。

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6-80所示。

它只有两种工作状态：全开或全关。

当线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泄油孔，该油路的压力油流经电磁阀泄荷，油路压力约为0；当线圈通电时，电磁力使阀芯下移，关闭泄油孔，油路油压上升。

图6-80 开关式电磁阀1-液压油入口；2-泄压口；3-接线插座；4-阀芯；5-骨架；6-电磁线圈；7-限流钢球2．脉冲式电磁阀脉冲式电磁阀的结构与开关式电磁阀基本相似，也是由电磁线圈、衔铁和阀芯等组成，如图6-81所示，其作用是控制油路中油压的大小。

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信号。

电磁阀在脉冲信号的作用下，不断反复地开启和关闭泄油孔。