第5章电子控制自动换挡系统结构和工作原理
电子换挡器原理
电子换挡器原理
电子换挡器是一种先进的汽车变速器技术，它通过电子控制系统实现汽车的换挡操作，相比传统的机械换挡器具有更快的换挡速度、更平顺的换挡过程以及更高的燃油经济性。
那么，电子换挡器是如何实现这些优点的呢？接下来，我们将详细介绍电子换挡器的工作原理。
首先，电子换挡器的核心部件是电子控制单元（ECU），它通过传感器实时监测车速、发动机转速、油门开度、车辆负荷等参数，并根据这些参数来决定何时进行换挡以及选择何种挡位。
在传统的机械换挡器中，换挡是由液压系统控制的，而在电子换挡器中，换挡操作完全由电子控制单元来实现，这使得换挡速度更快、更精准。
其次，电子换挡器采用电磁螺线管来控制离合器和换挡执行器。
当电子控制单元判断需要进行换挡时，它会通过电磁螺线管来控制离合器的开合，从而实现换挡操作。
相比传统的机械换挡器，电子换挡器的换挡执行器更加精准，能够在毫秒级的时间内完成换挡操作，这使得换挡过程更加平顺，车辆的加速性能得到了显著提升。
另外，电子换挡器还可以通过软件升级来实现更加智能化的换挡策略。
传统的机械换挡器的换挡策略是固定的，无法根据不同的驾驶环境和驾驶习惯进行调整，而电子换挡器可以通过软件升级来不断优化换挡策略，使得换挡更加符合当前的驾驶需求，从而提高了驾驶的舒适性和燃油经济性。
总的来说，电子换挡器通过电子控制单元、电磁螺线管以及智能换挡策略实现了更快、更平顺、更智能的换挡操作，大大提升了汽车的驾驶性能和燃油经济性。
随着汽车科技的不断进步，电子换挡器必将成为未来汽车变速器的主流技术，为驾驶者带来更加愉悦的驾驶体验。
朱明-自动变速器构造与维修5-电控系统
2、电子控制系统组成及主要零件 的结构和工作原理
当超速档控制开 关打开时， 蓄电池的电流可 以进入ECU，使 变速器可以进入 超速档行驶，同 时指示灯熄。
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2、电子控制系统组成及主要零件 的结构和工作原理
当超速档控制开关 关闭时，蓄电池的 电流经开关搭铁形 成回路，使指示灯 亮起，造成无电流 进入ECU，变速器 不能进入超速档行 驶。
3：降低燃油消耗量。 因为电脑能够根据汽 车行驶状况恰到好处 地控制升降档时刻， 而且能够控制锁止离 合器在汽车低速行驶 时亦可进行锁止，提 高了传动效率，因此 燃油消耗量可以下降。
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1、电子控制自动变速器慨述
4：自我故障诊断。 电脑里有内置的自检 系统和储存系统，它 对电子控制系统任何 可能出现的故障均可 检测出来并将故障信 息储存起来，向驾驶 员发出故障警示，亦 可帮助修理人员进行 故障处理。
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2、电子控制系统组成 及主要零件的结构和工作原理
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水温传感器
温传感器对自动变速箱 控制： 1、水温低于60摄氏度 时， 2、变矩器中锁止离合器 分离， 禁止换入超速档。 信号失准时 除造成上述原因外，还 会造成升档过迟。
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二.节气门位置传感器
检测发动机的运行工况
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三.油温传感器
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2、电子控制系统组成及主要零件 的结构和工作原理
自动挡汽车换挡原理
自动挡汽车换挡原理
自动挡汽车换挡原理是基于车辆速度和发动机转速的实时监测，通过电控单元和一系列传感器的配合，自动判断何时需要进行换挡操作。
以下是具体的工作原理：
1. 监测车辆速度：车辆上安装的车速传感器实时监测车辆的运行速度。
传感器会将车速信号传输给电控单元。
2. 监测发动机转速：发动机转速传感器会检测发动机每分钟的转速。
传感器同样会将转速信号传递给电控单元。
3. 选择合适的换挡时机：电控单元根据车辆速度和发动机转速的数据，参考预设的换挡逻辑，判断何时是最佳的换挡时机。
4. 控制离合器：在进行换挡操作时，电控单元会通过电控液压系统来控制离合器的融合和分离。
当换挡时，电控单元会先将当前挡位的离合器融合（踩下离合器），然后分离（松开离合器），再融合新挡位的离合器。
5. 控制换挡执行机构：自动挡汽车内部有一个专用的换挡执行机构，该机构可以根据电控单元的命令进行换挡操作。
电控单元会通过电磁控制阀、油压等方式控制换挡执行机构的移动，从而实现换挡。
6. 调整引擎动力输出：换挡完成后，电控单元还会监测车辆的运行状态，调整引擎的动力输出，确保换挡后的驾驶体验和燃油经济性。
通过以上的工作原理，自动挡汽车可以根据车辆的行驶状态和需要，自动选择最佳的换挡时机，带来更加便捷和舒适的驾驶体验。
同时，自动换挡系统还可以提高车辆的燃油经济性和驾驶安全性。
自动挡 工作原理
自动挡工作原理
自动挡是一种汽车变速器的设计，它可以根据驾驶员的输入和车辆行驶状况，自动选择最佳的档位并进行变速。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1.液力变矩器：自动挡车辆中通常采用液力变矩器，它将发动
机的动力传递给传动系统。
液力变矩器由涡轮和涡轮轮叶片、泵轮和泵轮叶片以及锁定离合器组成。
当发动机转速增加时，涡轮通过液力作用力使泵轮旋转，从而将动力传递到传动系统。
2.行星齿轮机构：自动挡车辆中的行星齿轮机构是变速器的核
心部件。
它由多个齿轮和离合器组成，可以实现不同的传动比。
行星齿轮机构通过离合器的组合与切换，使车辆在不同档位间进行换挡。
3.控制系统：自动挡车辆的控制系统根据车辆的速度、转速、
油门踏板的位置和驾驶员的输入信号，通过传感器和电子控制单元来监测和计算。
控制系统根据这些信息来确定最佳的变速策略，并通过电磁阀来控制液压系统，实现离合器的切换和油压的调整。
4.换挡逻辑：自动挡车辆的换挡逻辑基于车速、转速和油门踏
板的位置等参数。
通常，低速时自动挡车辆会自动选择低档位，以提供更多的马力和扭矩。
而在高速行驶时，自动挡车辆会自动选择高档位，以提供更高的燃油经济性。
总结起来，自动挡的工作原理是通过液力变矩器、行星齿轮机
构和控制系统的协同工作，根据车辆行驶状况和驾驶员的输入信号，实现自动选择最佳的变速档位，提供舒适的驾驶体验和更高的燃油经济性。
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。
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。
汽车底盘电控技术-自动变速器(电子液压控制系统)
注：
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2.5车速传感器：
1、作用：车速传感器产生的车速信号相当于 全液控自动变速器中的调速器油压，ECT的 ECU用它来控制换档点和锁止离合器的运作。 注：ECT的ECU获得的正确车速信息是由两个 车速传感器输入的，为进一步确保信息的精 确性，ECT的ECU不断将两个信号比较，看 是否相同。如图：
3、在某些车型中，制动开关信号也从驻车制 动器开关输入，用作对锁止离合器取消锁止 的信号。如图：
返回
2.7超速档主开关
1、作用：由驾驶员操作控制，使ECT可以或是 不可以进入超速档行驶。 2、控制过程：ⅰ开关在“ON”位时（触点断 开），ECU的OD2端子电压为12V，变速器能 换入超速档。如图： ⅱ在“OFF”位时（触点闭合），电流从蓄电池 电流至接地，ECU的OD2端子电压为0V， ECU不允许挂入超速档，同时O/D灯亮。如图：
电子控制系统方框图
第二节 电子控制部件
1、电子控制系统的组成： 行驶模式开关 水温传感器 超速档开关 空档启动开关 节气门位置传感器 车速传感器 巡航控制 制动灯开关 电磁阀
2.1行驶模式开关
1、作用： 行驶模式选择开关是供驾驶员所需的 行驶模式的开关。 2、常见模式： 动力模式（PWR）、经济模式 （ECONOMIC）、普通模式(NORMAL)、 雪地模式(SNOW)即P 、 E 、 N 、S、
2、控制过程：1)如果ECU的端子N、2或L端 子接通，ECU便分别确定变速器位于“N”、 “2”或“L”档位。※否则ECU便确定变速器位 于“D”档位。该开关的触点还用于接通对应 档位开关的指示灯告诉驾驶员换档杆所处位置。
2)只有当换档杆位于“P”或“N”档位，端子B 与NB接通，才能接通启动电路。如图：
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第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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。
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
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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）
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
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
按结构形式分类：开关型、脉冲型
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
1、开关型电磁阀
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
2、脉冲型电磁阀
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
工作原理
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•大（内） 齿轮
•月牙形 隔板
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。
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
4.1.1 油泵
作用： 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。
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
5.2.3 控制装置及内容
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•自动变速器冷却液温度传感器安装位置
• 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）
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
3、双行星排辛普森式自动变速器各档位油路
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
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。
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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。
②使行星齿轮等运动元件得到润滑 安装位置：变矩器后方
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
1、内啮合渐开线齿轮泵结构与工作原理
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：
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
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
•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。
，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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•2）安装位置 •在节气门体
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•图5-6 线性可变电阻型节气门位置传感器的结
构
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
2、液压式自动变 速器中的速控阀。
• 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。
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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。
5.1 电子控制自动变速器与液压控 制自动变速器的比较
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•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
系
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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。
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
9、模式开关
作用：供驾驶者根据情况选择不同的换挡 规律
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
6、故障自诊断和失效保护
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。
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
•车速传感器安装位置
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
3、冷却液温度传感器
•热敏电阻式冷却液温度传感器
第5章电子控制自动换挡系统结构和 工作原理
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。
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
2、电液式自动变速器控制阀及其工作原理