1、1.1 电子控制 AT 和液压控制 AT 对比液压控制最初的 AT 液压控制，通常以车速大小和油门开度为控制参数。油门开度反映发动机的负荷状况和公司操纵愿望，车速反映汽车行使工况。采用这两个参数大致可以反映发动机、变矩器和车辆的工作状态和要求。通过机械的手段将车速和油门开度这两个参数转变为液压控制信号，去操纵液压换挡阀，实现自动换挡。1.1.1 液压控制 AT 主要由一下部分组成：1）速度调压阀 利用旋转物体的离心力，把车速转变为液压信号（速度控制油压） 。图为球阀式速度调压阀。它由球阀、离心重块和弹簧等组成。离心重块轴垂直布置，由变速器输出轴驱动旋转。当汽车停止时，离心重块在重力作用下，压缩
2、弹簧靠向轴，球阀打开，主油路来油路过球阀泄掉，速度控制油压很低。当汽车行使时，离心重块旋转，在重块离心力和弹簧里作用下克服重块的重力，将球阀向关闭方向推，使主油路来油推开球阀泄油产生阻力。建立速度控制油压。随着车速提高，重块离心力增加，速度控制油压逐渐上升，直到球阀关闭，速度控制油压等于主油路油压。图 1-1 球阀式速度调压阀2） 油门调压阀 把油门开度转变为液压 信号（油门控制油压） ，它实际上是可变油压的减压阀，通过改变其弹簧里来改变减压阀的输出控制油压。3） 图 2 为油门压力阀。它由阀体、阀杆、 和油门操纵联动等装置等组成。阀杆的右端受弹簧力作用，其左端受控制油压作用，在弹簧力作用下，
3、阀杆左移，主油路和控制油相通，输出控制油压上升。在反馈控制油压作用下，阀杆右移，切断主油路和控制油的通路，控制于回油路相通，控制油压下降。由阀杆力平衡。可知控制油压 P 取决于弹簧力 F 和控制油压作用面积A（设计时已取定不变）弹簧力支承在油门操纵联动装置的杠杆上，随着油门开度增大，杠杆顶压弹簧，弹簧力增加，从而使油门增压阀输出控制油压随着油门开度增大逐渐上升。图 1-2 油门调压阀工作原理图 1- 3 真空调压阀它由气室、阀杆和阀体组成。气室内有弹簧和活塞，气室的左腔通过管道于发动机气管相连，抽气产生真空（压力为 P1） 。活塞的左面受弹簧力的真空，其右面大气压力作用。活塞和阀杆相连，二者可
4、以看成是一体。从其平衡来受三个力作用，活塞两面压差作用力，方向朝上；阀杆上液压作用力（压力为油门调压阀输出控制油压） ，方向也朝左；弹簧力，方向朝右。由此三个平衡确定阀杆位置。此阀的作用是检出进气管真空度。因真空度反映油门开度和发动机（汽车）输出转矩和负荷，发动机负荷低和油门开度小，真空度高，阀杆左移使油门控制油压 P0 降低；发动机负荷高和油门开度大，真空度低，阀杆右移，使油门控制油压上升，补偿调压作用。真空调压阀还可以对海拔高、空气稀薄等的补偿作用。4）液压控制自动换挡系统图 1-4图 4 液压控制自动换挡系统该系统除了速度调压阀、油门调压阀、补偿真空阀外，还有实现自动换挡的换挡阀和手动换
5、挡阀。换挡阀左端受油门控制油压和弹簧力作用，右端受速度控制油压作用，在此两个油压控制下，换挡阀阀杆左右移动，压力油分别接通抵挡或高档离合器，实现高低挡自动转换。 5）换挡品质控制油路汽车自动变速器除了换挡点（规律）控制外还需进行换挡品质控制。液压控制 AT 换挡品质控制采用液压式调压装置，带蓄能器和节流孔的调压阀。11.2 液压控制 AT 缺点控制是信息处理，根据汽车全面运行情况输入信息进行分析，然后输出信息进行控制。采用液压和机械方式来控制，其信息处理能力极差，很难实现理想的控制。液压控制存在以下缺点：（1）两个换挡控制参数（车速和油门）通过机械手段变为液压信号控制，精度较差，很难实现精确的
6、换挡点控制。相比之下，电子控制精度高，可实现精度的换挡点控制。（2）换挡点控制是很复杂的，需要考虑各方面的复杂因素，例如发动机运行工况、地面和外界阻力状况和行使情况等。仅靠液压控制很难实现理想的换挡规律并得到理想的车辆性能，必然使得汽车的动力性和经济性变差。电子控制可以通过感觉器官（传感器）检查各种影响换挡的参数，又能通过微处理器（头脑）做复杂的分析（应用各种控制理论） 。可以获得很理想的换挡控制和良好的车辆能，解决了换挡中可能出现的问题。例如在弯道和上坡时产生不必要的要回换挡，下坡时能准确降挡，充分利用发动机，以及防止告诉时挂抵挡等，能保证安全换挡。（3）液压控制的换挡规律在设计和装配调整时
7、已确定，使用中不能调整。液压控制是通过硬件来实现控制的，要改变控制规律必须改变硬件（结构、尺寸和参数） ，甚至加工硬件设备也要改变，非常麻烦，液压控制系统无通性；而电子控制基本上已软件化，只需改变软件通过编程来改变控制规律，电子控制硬件具有很强的通用性，一个电子控制系统可以使用于多种汽车。（4）轿车于人关系密切，要求对人具有友好性，希望驾驶愉快称心，能体现驾驶者的愿望来进行换挡。而人的多样性（老年、青年、妇女等）及驾驶情绪的多变性，实际上要求汽车能理解人的驾驶愿望，实现智能换挡。而液压换挡的死板性，完全没有可能来满足人的一些特殊要求。只有电子控制才有可能实现。（5）液压控制无法实现精确的换挡品
8、质控制，换挡感觉不好。液压换挡品质控制采用液压调压阀，尽管对每个结合元件可单独采用一个液压调压阀，但其调压性能设定后是不可变的，不能随发动机工况、换挡情况（不同档位之间变换）和行使状况而变，因此液压控制不能实现理想的换挡搭接。结合适合的油压上升规律控制和油压下降规律控制，只有通过电子控制才能实现这种复杂的精细控制。（6）液压控制无法实现于发动机联合控制，只有电子控制此啊能于发动机控制器进行信息沟通实现综合控制。（7）液压控制虽能实现闭锁离合器结合和分离控制，但不理想和不精确，更无法实现闭锁离合器打滑，必须采用电子控制。总之，液压控制是很难完成自动换挡的各种控制功能。随着自动变速器的档位数的增加
9、，液压系统越来越复杂，控制阀的数量大增，使制造成本提高，但性能无法提高。在自动变速去发展初期，人们对其性能要求不高，但随着人们对自动变速器要求的提高，液压控制已无法实现所需要求。随着电子控制的日益成熟，体积小、可靠性高、价格低、性能良好的电子控制自动换挡已占主要地位，淘汰了液压控制。因此，我们对液压控制自动换挡只作概念的介绍，不再进行具体解释。1.2 电子控制系统的基本组成和控制功能1.2.1 自动变速器电子控制的组成如图 5-5 它由一下三个基本部分组成：图 5-5 自动变速器电子控制系统的组成（1）信号输入传感器和各种控制开关通过各种传感器和各种控制开关向控制器输入车辆行使情况、发动机和变
10、速器运行工况以及司机操纵要求等信息，从输入信号类型来看，归纳起来有以下三种输入量：1）模拟量 例如节气门（油门）位置传感器，变速器油温传感器等。2）脉冲量 例如车速传感器，发动机转速传感器，变速器输入轴传感器等。3）开关量 例如选档位开关，行使模式开关。低档开关，制动开关，空调开关和巡航控制开关等。（2）微机控制器部分微机控制部分一般也称为电子控制单元（ECU Electronic Control Unit） 。电子控制单元，接受各种输入信号，进行处理，作出判断，发出控制命令，实现自动变速器各种控制，并实现于其他控制器（发动机等）和检测仪器的通信联络。（3） 输出执行部分主要是各种电磁阀，通过
11、电磁阀转换实现各种控制功能，通过开关电磁阀实现开关型控制，通过比例电磁阀实现比例型控制。此外，还包括显示器、指示灯、继电器等表示车辆运行情况、显示故障、自动报警以实现人机对话等装置。1.2.2AT 电子控制系统的主要控制功能电子控制系统的功能是通过各种传感器检出汽车运行状态、行使工况和司机驾驶愿望和要求等参数输入控制器，经控制分析处理按设定的控制规律要求输出控制指令，通过电液转换执行机构实现所需的控制功能。并在显示装置上显示有关信息。虽然 AT 电控系统的控制功能都有自己的特点，各不相同，但都具有一下基本控制功能。（1）换挡点控制换挡规律控制 选挡杆处于不同杆位下，根据车速和油门开度信号以及检
12、出的有关参数信号，控制器自动选择档位，发出控制信号，通过换挡电磁阀，完成换挡动作。换挡规律可以由驾驶人工设定，即通过换挡模式开关输入控制器，控制按设定的换挡模式进行换挡控制，这是人工半自动式换挡方式。根据传感器输入信号，不受人工干涉完全由控制器分析判断，自行选择和确定档位，这是全自动换挡方式，也即所谓的智能换挡。换挡规律控制要求符合驾驶愿望和汽车性能（动力性、经济）最佳。（2）换挡品质控制换挡过程要求快速、平稳、冲击小，有良好的换挡感觉，为此要求控制器正确控制换挡电磁阀和换挡调压阀，实现结合元件合适的换挡搭接，分离结合元件的油压下降和接合结合元件的油压上升的精确控制。同时，变速器控制器于发动机
13、控制器进行通讯，通过发动机控制器对发动机控制（延迟点火，油压开度改变和停止向部分汽缸供燃油等）来帮助实现换挡品质控制。（3）换挡液压系统的调压控制AT 要求提供换挡操纵液压系统有合适油压和流量，尽量减少能量消耗，保证良好的操纵性能。控制器根据油门开度、发动机转速、档位等输入信息，确定系统油压，输出 PWM 控制信号，控制电子调压阀来实现油压控制。（4）闭锁离合器控制控制器根据发动机转速。变速器输入轴转速、油门开度和变速器油温等参数，通过电磁阀来控制闭锁离合器的结合和分离。在目前大多数汽车上，控制器还控制电液比例阀，输出可控油压控制闭锁离合器的接合和分离的过程。同时，控制闭锁离合器的打滑率，使变
14、矩器保持小合理的大打滑率，以解决减小能耗和传动平稳之间的矛盾。(5) 自调整和自诊断功能由于长期使用、自身性能会变化，控制器具有自动调整功能；出现故障时具有应急处理功能；防止危险和不利状态出现的安全防护功能；遇到特殊环境的自动修正功能。AT 电子控制系统都具有故障自诊断显示报警功能，都能与故障仪器相连，对 AT 控制系统的运行状态进行全面测试。2 自动变速器（AT）电子控制系统输入传感器2.1 选挡杆位检测在自动变速器中，检出选挡杆位的方式很多，下面介绍两种典型的检出选挡杆位的方式：2.1.1 机械凸轮式多功能开关（AG4 自动变速器）（1）多功能开关的功能除向控制单元输入选挡杆位置信息外，还
15、具有接通倒车信号灯；挂前进挡和倒挡事中断起动电动机和提供接通切断巡航系统的信息等多种功能。（2）过功能开关的结构和工作原理AG4 自动变速器上的多功能开关安装在变速器壳上，图 5-6 为选挡杆的挡杆位检出机构，它由选挡杆 1、和凸轮轴 2、多功能开关 3 和连杆机构 4 组成。选挡杆通过连杆机构与凸轮轴和手动阀杆相连。图 5-7 为多功能开关和凸轮轴，操纵选挡杆，通过连杆机构使手动阀杆移动，同时使轴 1 及其上的凸轮和一起转动，从而将选挡杆的位置信息转化为凸轮的角位移。多功能开关的两个触头 A 和 B 分别顶在凸轮和上，通过凸轮的转动将轴 1 的角位移转化为多功能开关触头的线位移。凸轮轴的端面
16、视图如图 5-8 所示，凸轮轴转动角定位块也与轴 1 相连，其上七个缺口卡槽的最低点代表七个换挡杆位，用于确定轴 1 转动的七个位置，从左至右依次为：P ，R，N，D，3，2，1。凸轮与触头 A 接触，推动其上下移动，有三个工作位置范围，如图 5-9b）所示，A，B 两个触头经过组合有九种输出，这里只用了其中的七种输出，分别代表七个杆位。图 5-6 选挡杆杆位检出机构 图 5-7 多功能开关和凸轮轴1- 选挡杆；2-凸轮轴；3-多功能开关； 1-凸轮轴； - 凸轮；-凸轮；4-连杆机构 2-多功能开关； A-触点；B-触点图 5-8 凸轮轴端面视图-凸轮轴转角定位块-B 触头凸轮轴-A 触点凸
17、轮轴多功能开关的电路图如图 5-10 所示。其中，A，B 为多功能开关的两个触头，实际上为两个双刀三置开关；1，2，3，5，6，7 为接头插口。图 5-9 A，B 触头的工作位置图 5-10 多功能开关的电路图不同杆位 A 和 B 触点的位置和电路接通情况如图 5-11 所示。插头 3 为低电平，插头 5 为高电平，选挡杆在不同杆位（手动阀处于不同位置） ，与控制器的引脚分别相连的多功能开关的引脚 1，2，6，7 处于不同的电压状态，如图 5-1 所示，向控制器输入相应的选挡杆位置信息。表 5-1 不同杆位下向控制器输入的电压状态（+表示高电平，表示低电平）2.1.2 油压压力开关组合（PSA
18、 Pressure Switch Assembly）美国通用汽车在 AT 上采用组合式油压压力开关来检出选挡杆的杆位。选挡杆通过连杆机构于液压操纵系统的手动阀相连，司机将选挡杆放在不同杆位。手动阀就处于不同阀位，手动阀在不同阀位下，压力油通向不同的输出油路，在手动阀各输出油路（REV,D4,D3,D2,L0）图 5-11 触头 A，B 处于不同组合方式时对应的杆位及插头通断情况都装上一个压力开关，这五个压力开关的通断信号都输入到控制器（PCM Pow-ertrain Control Module 传动控制模块） ，经控制器分析就可以确定选挡杆所处的档位。在该 AT 上还有一个压力开关（TCC） ，是用来检出闭锁离合器的接合或分离的状态。控制器根据这六个压力开关的输入信息对系统油压、换挡电磁阀、闭锁离合器的接合和分离进行控制。该 PSA 如图 5-12 所示，它装在 AT液压操纵的底板上，PSA 和手动阀等的油路连接如图 5-13 所示。图 5-12 油压压力开关组合 图-13 压力开关的油路连接这六个压力开关有三个常开式开关（D4,L0 REV） ，如图 5-14a 所示，有三个常闭式开关（D3，D2，TCC） ，如图 5-14b 所示。
