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電子控制自動(dòng)變速器
一、序言
汽車(chē)自動(dòng)變速是指自動(dòng)變換傳動(dòng)比，調節或變換發(fā)動(dòng)機動(dòng)力輸出性能，經(jīng)濟而方便地傳送動(dòng)力，較好地適應外界負載與道路條件的需要。自動(dòng)變速器自1939年美國通用汽車(chē)公司首次在轎車(chē)上應用以來(lái)，發(fā)展速度很快，尤其是電子技術(shù)和微處理機應用于換擋變速之后，自動(dòng)變速技術(shù)這一人們長(cháng)期追求的目標，進(jìn)入了迅速發(fā)展的嶄新時(shí)期。從1981年起，美國、日本一些汽車(chē)公司相繼開(kāi)發(fā)出各種微機控制的自動(dòng)變速系統，諸如電子控制液力變矩式自動(dòng)變速器，電子控制多級齒輪變速器等。日本豐田公司生產(chǎn)的電子控制變速器(ECT)首先應用于豪華型皇冠牌轎車(chē)上，這種微機控制的四擋變速器的優(yōu)點(diǎn)主要是：能保證最佳的換擋規律，換擋的精確性好，能獲得良好的燃料經(jīng)濟性和滿(mǎn)意的動(dòng)力性，減少污染；換擋靈便，換擋過(guò)程平穩，無(wú)沖擊和振動(dòng)，換擋品質(zhì)好，行駛舒適，換擋動(dòng)作準確、及時(shí)；操縱系統工作穩定、可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊振動(dòng)、強磁場(chǎng)、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預自動(dòng)換擋，以適應復雜的交通情況和地形條件；控制系統具有自我修正換擋和高度靈敏的自我診斷功能；操縱容易，在交通擁擠時(shí)可大大提高車(chē)輛行駛的安全性及可靠性。由于上述原因，自動(dòng)變速器已廣泛應用于轎車(chē)、客車(chē)、大型公共汽車(chē)、越野車(chē)及重型牽引車(chē)上，并且裝車(chē)率迅速增長(cháng)，尤其在美、日、德等國生產(chǎn)的轎車(chē)上，采用電子控制變速器的比例越來(lái)越高。當然，電子控制自動(dòng)變速器也存在結構復雜、零件精度要求高、制造難度大，成本較高，相應的維修技術(shù)較復雜，傳動(dòng)效率較手動(dòng)齒輪式變速器低等缺點(diǎn)。
目前，電子控制自動(dòng)變速器發(fā)展的主要特點(diǎn)是實(shí)現一機多參數多規律控制，并在此基礎上將控制變速器的微機與控制發(fā)動(dòng)機的微機合并在一起，實(shí)現其綜合控制。所謂一機是指采用單一微機控制，多參數是指輸入微機的控制參數多元化，即控制參數不僅有發(fā)動(dòng)機轉速、車(chē)速、節氣門(mén)開(kāi)度等信號，而且有反映發(fā)動(dòng)機和變速器工作環(huán)境、車(chē)輛行駛環(huán)境的信號，這些參數能全面反映發(fā)動(dòng)機和變速器的實(shí)際工況。多規律是指控制微機中同時(shí)存儲多種換擋規律，如最佳經(jīng)濟性和最佳動(dòng)力性換擋規律等，駕駛員可根據需要調用相應的規律實(shí)現最佳換擋控制。所謂綜合控制是指在發(fā)動(dòng)機與變速器微機處理信號的同時(shí)，對變速時(shí)發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行延遲控制，使發(fā)動(dòng)機輸出扭矩略有下降，大大減少變速時(shí)的沖擊現象，明顯改進(jìn)變速性能，綜合控制的方框圖如圖1-1所示。
圖1-1 綜合控制的方框圖
1-發(fā)動(dòng)機；2-自動(dòng)變速器；3-發(fā)動(dòng)機控制信號；4-變速控制信號；5-發(fā)動(dòng)機控制用微機
6-發(fā)動(dòng)機控制信號；7-發(fā)動(dòng)機轉速狀態(tài)控制信號；8-變速控制用微機；9-發(fā)動(dòng)機與變速
（在速度表內）；13-水溫開(kāi)關(guān)；14-變速方式選擇開(kāi)關(guān)；15-空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)；16-停車(chē)燈
開(kāi)關(guān)；17-變速控制開(kāi)關(guān)
其次，電子控制自動(dòng)變速器為提高傳動(dòng)效率，改善燃油經(jīng)濟性，普遍采用了閉鎖式液力變矩器。為減輕質(zhì)量，縮短動(dòng)力傳動(dòng)路線(xiàn)，在前置發(fā)動(dòng)機前輪驅動(dòng)的車(chē)輛(FF)中，自動(dòng)變速器通常與驅動(dòng)橋結合為一體，構成自動(dòng)驅動(dòng)橋。為加寬變速范圍，縮小傳動(dòng)比間隔，自動(dòng)變速器正在向多擋化發(fā)展，四擋變速器已普遍成為轎車(chē)的標準結構，五擋自動(dòng)變速器早已投放市場(chǎng)。為便于使用維修，控制系統的診斷功能不斷增強。此外，世界各大汽車(chē)公司對無(wú)級變速的研究十分活躍，估計在不長(cháng)的時(shí)間內電子控制的無(wú)級自動(dòng)變速器將會(huì )應用于現代汽車(chē)上。
二、電子控制自動(dòng)變速器的組成
電子控制自動(dòng)變速器通常由液力變矩器、行星齒輪變速系統、換擋執行器、液壓自動(dòng)操縱系統、電子控制系統五部分組成，圖2-1所示為典型的汽車(chē)四擋自動(dòng)變速器結構圖。
圖2-1 四擋自動(dòng)變速器的結構
1.液力變矩器
液力變矩器是電子控制自動(dòng)變速器不可缺少的核心組成部分，它能將輸入軸的扭矩連續自動(dòng)地傳給輸出軸，是典型的液力傳動(dòng)裝置。目前轎車(chē)上廣泛采用由泵輪、渦輪和導輪組成的單級綜合式液力變矩器（圖2-2），其優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、工作可靠、性能良好。液力變矩器實(shí)際上是一個(gè)能無(wú)級(連續地)自動(dòng)進(jìn)行變矩的液力自動(dòng)變速器。變矩器除了上述三個(gè)主要元件外，有的還具有鎖止離合器。鎖止離合器位于渦輪前端，是一個(gè)液壓直接控制的全自動(dòng)離合器。它的工作由電腦控制系統控制，即由電腦控制系統根據發(fā)動(dòng)機轉速傳感器和車(chē)速傳感器輸入的信號，控制一個(gè)電磁閥，而電磁閥則通過(guò)控制通向變矩器的油道中工作液(ATF)的流向，使鎖止離合器閉鎖或分離。
圖2-2 液力變矩器的組成
變矩器內注以自動(dòng)變速器油，由供油泵供給。供油泵還定壓、定量地為自動(dòng)變速器的各系統提供工作液，完成傳扭、控制與潤滑、冷卻等任務(wù)。供油泵一般由變矩器泵輪套的凸爪驅動(dòng)。
液力變矩器具有自動(dòng)適應性和變扭能力，其工作的主要特點(diǎn)是變扭比K(K=渦輪輸出扭矩/泵輪輸入扭矩)隨著(zhù)渦輪轉速與泵輪轉速(泵輪轉速等于發(fā)動(dòng)機轉速)的相對變化，即隨轉速比i(i=渦輪轉速/泵輪轉速)的變化自動(dòng)無(wú)級地變化；在車(chē)速低時(shí)變矩器能輸出大的扭矩，而在車(chē)速高時(shí)能利用偶合器的高效率，因而綜合了液力元件的雙重優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為綜合式液力變矩器，這一特性正好適合于汽車(chē)行駛阻力變化的特點(diǎn)。
2.齒輪變速系統
液力變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機扭矩，但變扭比不大，變速范圍不寬，遠不能滿(mǎn)足汽車(chē)使用工況的需要，為此在液力變矩器后面又裝一個(gè)輔助變速裝置-齒輪變速系統，多數是行星齒輪變速系統，也可以是平行軸式（固定軸線(xiàn)式）齒輪變速系統，用以進(jìn)一步增大扭矩，擴大其變速范圍，提高汽車(chē)的適應能力。行星齒輪變速系統是一種常嚙合傳動(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過(guò)分離與結合離合器或制動(dòng)器而方便地實(shí)現，特別有利于動(dòng)力換擋或自動(dòng)換擋。電子控制自動(dòng)變速器的行星齒輪變速系統一般由雙排行星輪或三排行星輪組成，并廣泛采用三自由度變速器。圖2-3為雙排行星輪變速器的原理圖，該變速器在同一軸上有前后兩個(gè)單排行星輪，兩排行星輪由一個(gè)公共的空心太陽(yáng)輪相連，該太陽(yáng)輪與兩行星排的行星輪嚙合，這種雙排行星輪變速器具有前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋，常裝在前置發(fā)動(dòng)機后驅動(dòng)的(FR)汽車(chē)上。
圖2-3 三擋行星輪變速器原理圖
C1-前離合器；C2-后離合器；B1、B2、B3-制動(dòng)器；F1、F2-單向離合器
若在上述三擋自動(dòng)變速器中再加一個(gè)超速行星排，即構成四擋自動(dòng)變速器，它可以進(jìn)行超速傳動(dòng)，使傳動(dòng)比小于1。超速行星排在FR車(chē)輛中裝于液力變矩器與三擋行星輪變速器之間，而在前置發(fā)動(dòng)機前驅動(dòng)(FF)車(chē)輛中裝于三擋行星輪變速器之后。超速行星排主要由一個(gè)行星排，用于夾持太陽(yáng)輪的超速制動(dòng)器Bo，連接太陽(yáng)輪和行星輪架的超速離合器C。以及超速單向離合器Fo組成，動(dòng)力由超速行星排內齒圈輸入，傳至超速行星輪架。圖2-4是四擋行星輪變速器的原理。
圖2-4 四擋行星輪變速器傳動(dòng)原理
C0-超速離合器；B0-超速制動(dòng)器；F0-超速單向離合器
3.換擋執行器
行星輪變速器的換擋執行機構包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離合器。
換擋離合器為濕式多片離合器，由液壓來(lái)控制其結合與分離，通常由若干交錯排列的主從動(dòng)離合器片組成。
換擋制動(dòng)器是將行星輪變速器中某一元件(太陽(yáng)輪、行星輪架或齒圈)固定，使其不能轉動(dòng)，構成新的動(dòng)力傳遞路線(xiàn)，換上新的擋位，得到新的傳動(dòng)比。它和換擋離合器一樣由液壓操縱。換擋制動(dòng)器通常有兩種形式：一種是濕式多片制動(dòng)器，其結構與上述濕式多片離合器相同，不同點(diǎn)是離合器連接兩個(gè)轉動(dòng)構件并傳遞動(dòng)力，而制動(dòng)器連接的一個(gè)是轉動(dòng)機件，另一個(gè)是固定不動(dòng)的變速器殼體，作用是剎住轉動(dòng)機件，使其不能傳動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形式是帶式制動(dòng)器。
行星輪變速器中單向離合器的作用是確保平順地無(wú)沖擊換擋，它與液力變矩器中的單向離合器結構相同，均由內、外圈及兩者之間的楔塊組成。
4.液壓自動(dòng)操縱系統
液壓自動(dòng)操縱系統通常由供油、手動(dòng)選擋、參數調節、換擋時(shí)刻控制、換擋品質(zhì)控制等部分組成。供油部分包括供油泵、油濾清器、主油路調壓閥、第二調壓閥、油冷卻器等。供油泵和主油路調壓閥是液壓自動(dòng)操縱系統的動(dòng)力源，第二調壓閥也稱(chēng)變矩器補償壓力調節閥。
手動(dòng)選擋部分包括手控制閥和手控制閥撥板，手控制閥由換擋桿操縱，作用是利用滑閥的移動(dòng)，實(shí)現控制油路的轉換，即根據換擋桿所置排擋位置將液壓油轉換到"P"、"R"、"N"、"D"、"2"或"L"的油路。
參數調節部分主要有兩方面：一是節氣門(mén)壓力調節閥(簡(jiǎn)稱(chēng)節氣門(mén)閥)，作用是根據節氣門(mén)開(kāi)度產(chǎn)生加速踏板控制液壓，并將此控制液壓加在1-2擋、2-3擋、3-4擋三個(gè)換擋閥(變速閥)的一端，當節氣門(mén)開(kāi)度變大時(shí)，加速踏板控制液壓升高；二是速控調壓閥(又稱(chēng)調速器)，作用是根據車(chē)速產(chǎn)生由車(chē)速控制的液壓，并將此速控液壓加在各換擋閥的另一端，車(chē)速增大時(shí)，速控液壓增大。換擋閥即根據以上兩參數變換擋位。在電子控制自動(dòng)變速器中，節氣門(mén)開(kāi)度和車(chē)速這兩個(gè)參數分別由節氣門(mén)位置傳感器和車(chē)速傳感器采集成電信號，送至電腦，電腦則通過(guò)電磁閥操縱換擋閥使之自動(dòng)變換擋位。
換擋時(shí)刻控制部分主要是換擋閥，在電子控制自動(dòng)變速器中，換擋閥根據電子控制器確定的換擋點(diǎn)及換擋信號工作，進(jìn)行自動(dòng)換擋。
換擋品質(zhì)控制機構的作用是控制換擋過(guò)程，使升降擋更加平穩、柔和、無(wú)沖擊，防止產(chǎn)生大的動(dòng)載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時(shí)閥、執行力調節閥等。
5.電子控制系統
電子控制自動(dòng)變速器一般采用電控液動(dòng)系統，由于動(dòng)力源是供油泵和主調壓閥，并由其產(chǎn)生液壓，因此仍保留液壓操縱系統。電子控制系統是將液控液動(dòng)系統液壓操縱裝置的換擋控制機構改為電子控制機構，其作用是將車(chē)速傳感器和節氣門(mén)開(kāi)度傳感器產(chǎn)生的電信號輸入電子控制系統，由電子控制系統經(jīng)過(guò)計算、比較處理后，根據預先編制的換擋程序，確定擋位與換擋點(diǎn)，輸出換擋指令，控制電磁閥線(xiàn)圈的通斷，改變換擋閥端面的控制液壓，導致?lián)Q擋閥的移動(dòng)，自動(dòng)切換執行元件的油路，實(shí)現自動(dòng)換擋。
此外，系統還具有自診斷功能與失效安全保護功能。
電子控制系統由傳感器、電子控制器和執行機構三部分組成，圖2-5是豐田A140E四擋自動(dòng)變速器的電控系統方框圖.
圖2-5 豐田A140E自動(dòng)變速器電控系統方框圖
三、 電子控制自動(dòng)變速器的控制原理
電子控制自動(dòng)變速器(ECT)的控制原理如圖3-1所示，
圖3-1 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
它與液控液動(dòng)(液壓控制) 自動(dòng)變速器控制原理(圖3-2)比較有明顯不同。
圖3-2 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
在液控液動(dòng)自動(dòng)變速器中，有兩種液壓信號輸入控制閥(液壓控制裝置)，一種是由調速閥將車(chē)速變換成的液壓信號，另一種是由節流閥將節氣門(mén)開(kāi)啟角度變換成的液壓信號，兩種信號分別加到換擋閥兩端。而電子控制自動(dòng)變速器是將車(chē)速和節氣門(mén)開(kāi)度的電信號輸入電子控制系統，經(jīng)電子控制系統處理后，再輸入指令給電磁閥，利用電磁閥控制液壓回路。液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器的比較如圖3-3所示。由于電子控制自動(dòng)變速器采用車(chē)速傳感器，可以更準確地測定車(chē)速，且采用微機控制換擋時(shí)機，還可對車(chē)速進(jìn)行精細的控制，所以目前電子控制自動(dòng)變速器已廣泛普及，而液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的使用已越來(lái)越少。
圖3-3 電子控制自動(dòng)變速器與液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的比較
由此可知，電子控制自動(dòng)變速器實(shí)施自動(dòng)控制的特點(diǎn)是：采用速度傳感器和節氣門(mén)位置傳感器將車(chē)速和節氣門(mén)開(kāi)度轉換成電信號，輸入電子控制器ECU，由ECU 根據預先編制并存入存儲器ROM的換擋程序，進(jìn)行比較計算，確定換擋點(diǎn)和變矩器閉鎖離合器閉鎖時(shí)間，向電磁閥發(fā)出控制信號，以控制電磁閥線(xiàn)圈電流的通斷，再由電磁閥控制液動(dòng)的換擋閥，換擋閥移動(dòng)，切換換擋執行器(換擋離合器和制動(dòng)器)的油路，實(shí)現自動(dòng)換擋。換言之，各換擋閥的移動(dòng)方向由電磁閥控制，而電磁閥線(xiàn)圈通電與否由電子控制系統控制，電子控制系統又是根據反映發(fā)動(dòng)機負荷的節氣門(mén)位置傳感器和反映車(chē)速的速度傳感器輸入電子控制系統的電信號，向電磁閥發(fā)出控制指令的。
電子控制自動(dòng)變速器
一、序言
汽車(chē)自動(dòng)變速是指自動(dòng)變換傳動(dòng)比，調節或變換發(fā)動(dòng)機動(dòng)力輸出性能，經(jīng)濟而方便地傳送動(dòng)力，較好地適應外界負載與道路條件的需要。自動(dòng)變速器自1939年美國通用汽車(chē)公司首次在轎車(chē)上應用以來(lái)，發(fā)展速度很快，尤其是電子技術(shù)和微處理機應用于換擋變速之后，自動(dòng)變速技術(shù)這一人們長(cháng)期追求的目標，進(jìn)入了迅速發(fā)展的嶄新時(shí)期。從1981年起，美國、日本一些汽車(chē)公司相繼開(kāi)發(fā)出各種微機控制的自動(dòng)變速系統，諸如電子控制液力變矩式自動(dòng)變速器，電子控制多級齒輪變速器等。日本豐田公司生產(chǎn)的電子控制變速器(ECT)首先應用于豪華型皇冠牌轎車(chē)上，這種微機控制的四擋變速器的優(yōu)點(diǎn)主要是：能保證最佳的換擋規律，換擋的精確性好，能獲得良好的燃料經(jīng)濟性和滿(mǎn)意的動(dòng)力性，減少污染；換擋靈便，換擋過(guò)程平穩，無(wú)沖擊和振動(dòng)，換擋品質(zhì)好，行駛舒適，換擋動(dòng)作準確、及時(shí)；操縱系統工作穩定、可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊振動(dòng)、強磁場(chǎng)、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預自動(dòng)換擋，以適應復雜的交通情況和地形條件；控制系統具有自我修正換擋和高度靈敏的自我診斷功能；操縱容易，在交通擁擠時(shí)可大大提高車(chē)輛行駛的安全性及可靠性。由于上述原因，自動(dòng)變速器已廣泛應用于轎車(chē)、客車(chē)、大型公共汽車(chē)、越野車(chē)及重型牽引車(chē)上，并且裝車(chē)率迅速增長(cháng)，尤其在美、日、德等國生產(chǎn)的轎車(chē)上，采用電子控制變速器的比例越來(lái)越高。當然，電子控制自動(dòng)變速器也存在結構復雜、零件精度要求高、制造難度大，成本較高，相應的維修技術(shù)較復雜，傳動(dòng)效率較手動(dòng)齒輪式變速器低等缺點(diǎn)。
目前，電子控制自動(dòng)變速器發(fā)展的主要特點(diǎn)是實(shí)現一機多參數多規律控制，并在此基礎上將控制變速器的微機與控制發(fā)動(dòng)機的微機合并在一起，實(shí)現其綜合控制。所謂一機是指采用單一微機控制，多參數是指輸入微機的控制參數多元化，即控制參數不僅有發(fā)動(dòng)機轉速、車(chē)速、節氣門(mén)開(kāi)度等信號，而且有反映發(fā)動(dòng)機和變速器工作環(huán)境、車(chē)輛行駛環(huán)境的信號，這些參數能全面反映發(fā)動(dòng)機和變速器的實(shí)際工況。多規律是指控制微機中同時(shí)存儲多種換擋規律，如最佳經(jīng)濟性和最佳動(dòng)力性換擋規律等，駕駛員可根據需要調用相應的規律實(shí)現最佳換擋控制。所謂綜合控制是指在發(fā)動(dòng)機與變速器微機處理信號的同時(shí)，對變速時(shí)發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行延遲控制，使發(fā)動(dòng)機輸出扭矩略有下降，大大減少變速時(shí)的沖擊現象，明顯改進(jìn)變速性能，綜合控制的方框圖如圖1-1所示。
圖1-1 綜合控制的方框圖
1-發(fā)動(dòng)機；2-自動(dòng)變速器；3-發(fā)動(dòng)機控制信號；4-變速控制信號；5-發(fā)動(dòng)機控制用微機
6-發(fā)動(dòng)機控制信號；7-發(fā)動(dòng)機轉速狀態(tài)控制信號；8-變速控制用微機；9-發(fā)動(dòng)機與變速
控制單元ECU；10-節氣門(mén)位置傳感器；11-速度傳感器（在變速器內）；12-速度傳感器
（在速度表內）；13-水溫開(kāi)關(guān)；14-變速方式選擇開(kāi)關(guān)；15-空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)；16-停車(chē)燈
開(kāi)關(guān)；17-變速控制開(kāi)關(guān)
其次，電子控制自動(dòng)變速器為提高傳動(dòng)效率，改善燃油經(jīng)濟性，普遍采用了閉鎖式液力變矩器。為減輕質(zhì)量，縮短動(dòng)力傳動(dòng)路線(xiàn)，在前置發(fā)動(dòng)機前輪驅動(dòng)的車(chē)輛(FF)中，自動(dòng)變速器通常與驅動(dòng)橋結合為一體，構成自動(dòng)驅動(dòng)橋。為加寬變速范圍，縮小傳動(dòng)比間隔，自動(dòng)變速器正在向多擋化發(fā)展，四擋變速器已普遍成為轎車(chē)的標準結構，五擋自動(dòng)變速器早已投放市場(chǎng)。為便于使用維修，控制系統的診斷功能不斷增強。此外，世界各大汽車(chē)公司對無(wú)級變速的研究十分活躍，估計在不長(cháng)的時(shí)間內電子控制的無(wú)級自動(dòng)變速器將會(huì )應用于現代汽車(chē)上。
二、電子控制自動(dòng)變速器的組成
電子控制自動(dòng)變速器通常由液力變矩器、行星齒輪變速系統、換擋執行器、液壓自動(dòng)操縱系統、電子控制系統五部分組成，圖2-1所示為典型的汽車(chē)四擋自動(dòng)變速器結構圖。
圖2-1 四擋自動(dòng)變速器的結構
1.液力變矩器
液力變矩器是電子控制自動(dòng)變速器不可缺少的核心組成部分，它能將輸入軸的扭矩連續自動(dòng)地傳給輸出軸，是典型的液力傳動(dòng)裝置。目前轎車(chē)上廣泛采用由泵輪、渦輪和導輪組成的單級綜合式液力變矩器（圖2-2），其優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、工作可靠、性能良好。液力變矩器實(shí)際上是一個(gè)能無(wú)級(連續地)自動(dòng)進(jìn)行變矩的液力自動(dòng)變速器。變矩器除了上述三個(gè)主要元件外，有的還具有鎖止離合器。鎖止離合器位于渦輪前端，是一個(gè)液壓直接控制的全自動(dòng)離合器。它的工作由電腦控制系統控制，即由電腦控制系統根據發(fā)動(dòng)機轉速傳感器和車(chē)速傳感器輸入的信號，控制一個(gè)電磁閥，而電磁閥則通過(guò)控制通向變矩器的油道中工作液(ATF)的流向，使鎖止離合器閉鎖或分離。
圖2-2 液力變矩器的組成
變矩器內注以自動(dòng)變速器油，由供油泵供給。供油泵還定壓、定量地為自動(dòng)變速器的各系統提供工作液，完成傳扭、控制與潤滑、冷卻等任務(wù)。供油泵一般由變矩器泵輪套的凸爪驅動(dòng)。
液力變矩器具有自動(dòng)適應性和變扭能力，其工作的主要特點(diǎn)是變扭比K(K=渦輪輸出扭矩/泵輪輸入扭矩)隨著(zhù)渦輪轉速與泵輪轉速(泵輪轉速等于發(fā)動(dòng)機轉速)的相對變化，即隨轉速比i(i=渦輪轉速/泵輪轉速)的變化自動(dòng)無(wú)級地變化；在車(chē)速低時(shí)變矩器能輸出大的扭矩，而在車(chē)速高時(shí)能利用偶合器的高效率，因而綜合了液力元件的雙重優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為綜合式液力變矩器，這一特性正好適合于汽車(chē)行駛阻力變化的特點(diǎn)。
2.齒輪變速系統
液力變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機扭矩，但變扭比不大，變速范圍不寬，遠不能滿(mǎn)足汽車(chē)使用工況的需要，為此在液力變矩器后面又裝一個(gè)輔助變速裝置-齒輪變速系統，多數是行星齒輪變速系統，也可以是平行軸式（固定軸線(xiàn)式）齒輪變速系統，用以進(jìn)一步增大扭矩，擴大其變速范圍，提高汽車(chē)的適應能力。行星齒輪變速系統是一種常嚙合傳動(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過(guò)分離與結合離合器或制動(dòng)器而方便地實(shí)現，特別有利于動(dòng)力換擋或自動(dòng)換擋。電子控制自動(dòng)變速器的行星齒輪變速系統一般由雙排行星輪或三排行星輪組成，并廣泛采用三自由度變速器。圖2-3為雙排行星輪變速器的原理圖，該變速器在同一軸上有前后兩個(gè)單排行星輪，兩排行星輪由一個(gè)公共的空心太陽(yáng)輪相連，該太陽(yáng)輪與兩行星排的行星輪嚙合，這種雙排行星輪變速器具有前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋，常裝在前置發(fā)動(dòng)機后驅動(dòng)的(FR)汽車(chē)上。
圖2-3 三擋行星輪變速器原理圖
C1-前離合器；C2-后離合器；B1、B2、B3-制動(dòng)器；F1、F2-單向離合器
若在上述三擋自動(dòng)變速器中再加一個(gè)超速行星排，即構成四擋自動(dòng)變速器，它可以進(jìn)行超速傳動(dòng)，使傳動(dòng)比小于1。超速行星排在FR車(chē)輛中裝于液力變矩器與三擋行星輪變速器之間，而在前置發(fā)動(dòng)機前驅動(dòng)(FF)車(chē)輛中裝于三擋行星輪變速器之后。超速行星排主要由一個(gè)行星排，用于夾持太陽(yáng)輪的超速制動(dòng)器Bo，連接太陽(yáng)輪和行星輪架的超速離合器C。以及超速單向離合器Fo組成，動(dòng)力由超速行星排內齒圈輸入，傳至超速行星輪架。圖2-4是四擋行星輪變速器的原理。
圖2-4 四擋行星輪變速器傳動(dòng)原理
C0-超速離合器；B0-超速制動(dòng)器；F0-超速單向離合器
3.換擋執行器
行星輪變速器的換擋執行機構包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離合器。
換擋離合器為濕式多片離合器，由液壓來(lái)控制其結合與分離，通常由若干交錯排列的主從動(dòng)離合器片組成。
換擋制動(dòng)器是將行星輪變速器中某一元件(太陽(yáng)輪、行星輪架或齒圈)固定，使其不能轉動(dòng)，構成新的動(dòng)力傳遞路線(xiàn)，換上新的擋位，得到新的傳動(dòng)比。它和換擋離合器一樣由液壓操縱。換擋制動(dòng)器通常有兩種形式：一種是濕式多片制動(dòng)器，其結構與上述濕式多片離合器相同，不同點(diǎn)是離合器連接兩個(gè)轉動(dòng)構件并傳遞動(dòng)力，而制動(dòng)器連接的一個(gè)是轉動(dòng)機件，另一個(gè)是固定不動(dòng)的變速器殼體，作用是剎住轉動(dòng)機件，使其不能傳動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形式是帶式制動(dòng)器。
行星輪變速器中單向離合器的作用是確保平順地無(wú)沖擊換擋，它與液力變矩器中的單向離合器結構相同，均由內、外圈及兩者之間的楔塊組成。
4.液壓自動(dòng)操縱系統
液壓自動(dòng)操縱系統通常由供油、手動(dòng)選擋、參數調節、換擋時(shí)刻控制、換擋品質(zhì)控制等部分組成。供油部分包括供油泵、油濾清器、主油路調壓閥、第二調壓閥、油冷卻器等。供油泵和主油路調壓閥是液壓自動(dòng)操縱系統的動(dòng)力源，第二調壓閥也稱(chēng)變矩器補償壓力調節閥。
手動(dòng)選擋部分包括手控制閥和手控制閥撥板，手控制閥由換擋桿操縱，作用是利用滑閥的移動(dòng)，實(shí)現控制油路的轉換，即根據換擋桿所置排擋位置將液壓油轉換到"P"、"R"、"N"、"D"、"2"或"L"的油路。
參數調節部分主要有兩方面：一是節氣門(mén)壓力調節閥(簡(jiǎn)稱(chēng)節氣門(mén)閥)，作用是根據節氣門(mén)開(kāi)度產(chǎn)生加速踏板控制液壓，并將此控制液壓加在1-2擋、2-3擋、3-4擋三個(gè)換擋閥(變速閥)的一端，當節氣門(mén)開(kāi)度變大時(shí)，加速踏板控制液壓升高；二是速控調壓閥(又稱(chēng)調速器)，作用是根據車(chē)速產(chǎn)生由車(chē)速控制的液壓，并將此速控液壓加在各換擋閥的另一端，車(chē)速增大時(shí)，速控液壓增大。換擋閥即根據以上兩參數變換擋位。在電子控制自動(dòng)變速器中，節氣門(mén)開(kāi)度和車(chē)速這兩個(gè)參數分別由節氣門(mén)位置傳感器和車(chē)速傳感器采集成電信號，送至電腦，電腦則通過(guò)電磁閥操縱換擋閥使之自動(dòng)變換擋位。
換擋時(shí)刻控制部分主要是換擋閥，在電子控制自動(dòng)變速器中，換擋閥根據電子控制器確定的換擋點(diǎn)及換擋信號工作，進(jìn)行自動(dòng)換擋。
換擋品質(zhì)控制機構的作用是控制換擋過(guò)程，使升降擋更加平穩、柔和、無(wú)沖擊，防止產(chǎn)生大的動(dòng)載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時(shí)閥、執行力調節閥等。
5.電子控制系統
電子控制自動(dòng)變速器一般采用電控液動(dòng)系統，由于動(dòng)力源是供油泵和主調壓閥，并由其產(chǎn)生液壓，因此仍保留液壓操縱系統。電子控制系統是將液控液動(dòng)系統液壓操縱裝置的換擋控制機構改為電子控制機構，其作用是將車(chē)速傳感器和節氣門(mén)開(kāi)度傳感器產(chǎn)生的電信號輸入電子控制系統，由電子控制系統經(jīng)過(guò)計算、比較處理后，根據預先編制的換擋程序，確定擋位與換擋點(diǎn)，輸出換擋指令，控制電磁閥線(xiàn)圈的通斷，改變換擋閥端面的控制液壓，導致?lián)Q擋閥的移動(dòng)，自動(dòng)切換執行元件的油路，實(shí)現自動(dòng)換擋。
此外，系統還具有自診斷功能與失效安全保護功能。
電子控制系統由傳感器、電子控制器和執行機構三部分組成，圖2-5是豐田A140E四擋自動(dòng)變速器的電控系統方框圖.
圖2-5 豐田A140E自動(dòng)變速器電控系統方框圖
三、 電子控制自動(dòng)變速器的控制原理
電子控制自動(dòng)變速器(ECT)的控制原理如圖3-1所示，
圖3-1 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
它與液控液動(dòng)(液壓控制) 自動(dòng)變速器控制原理(圖3-2)比較有明顯不同。
圖3-2 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
在液控液動(dòng)自動(dòng)變速器中，有兩種液壓信號輸入控制閥(液壓控制裝置)，一種是由調速閥將車(chē)速變換成的液壓信號，另一種是由節流閥將節氣門(mén)開(kāi)啟角度變換成的液壓信號，兩種信號分別加到換擋閥兩端。而電子控制自動(dòng)變速器是將車(chē)速和節氣門(mén)開(kāi)度的電信號輸入電子控制系統，經(jīng)電子控制系統處理后，再輸入指令給電磁閥，利用電磁閥控制液壓回路。液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器的比較如圖3-3所示。由于電子控制自動(dòng)變速器采用車(chē)速傳感器，可以更準確地測定車(chē)速，且采用微機控制換擋時(shí)機，還可對車(chē)速進(jìn)行精細的控制，所以目前電子控制自動(dòng)變速器已廣泛普及，而液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的使用已越來(lái)越少。
圖3-3 電子控制自動(dòng)變速器與液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的比較
由此可知，電子控制自動(dòng)變速器實(shí)施自動(dòng)控制的特點(diǎn)是：采用速度傳感器和節氣門(mén)位置傳感器將車(chē)速和節氣門(mén)開(kāi)度轉換成電信號，輸入電子控制器ECU，由ECU 根據預先編制并存入存儲器ROM的換擋程序，進(jìn)行比較計算，確定換擋點(diǎn)和變矩器閉鎖離合器閉鎖時(shí)間，向電磁閥發(fā)出控制信號，以控制電磁閥線(xiàn)圈電流的通斷，再由電磁閥控制液動(dòng)的換擋閥，換擋閥移動(dòng)，切換換擋執行器(換擋離合器和制動(dòng)器)的油路，實(shí)現自動(dòng)換擋。換言之，各換擋閥的移動(dòng)方向由電磁閥控制，而電磁閥線(xiàn)圈通電與否由電子控制系統控制，電子控制系統又是根據反映發(fā)動(dòng)機負荷的節氣門(mén)位置傳感器和反映車(chē)速的速度傳感器輸入電子控制系統的電信號，向電磁閥發(fā)出控制指令的。
