汽車修理技能知識：自動變速器電子控制系統(tǒng)
自動變速器電控系統(tǒng)利用電子自動控制原理，通過傳感器將汽車行駛速度和發(fā)動機負荷等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，電腦根據(jù)這些電信號作出是否需要換擋的判斷，并按照設(shè)定的控制程序發(fā)出換擋指令，操縱各種電磁閥換擋電磁閥、油壓電磁閥等)去控制閥板總成中各個控制閥的工作(接通或切斷換擋控制油路),驅(qū)動離合器制動器、鎖止離合器等液力執(zhí)行元件，從而實現(xiàn)對自動變速器的全面控制。
一、傳感器
電子控制裝置中常用的傳感器有節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、液壓油溫度傳感器等。
二、控制開關(guān)
電子控制裝置中的控制開關(guān)有：空擋啟動開關(guān)、自動跳合開關(guān)(降擋開關(guān))、制動燈開關(guān)、超速擋開關(guān)、模式開關(guān)、擋位開關(guān)等。
三、執(zhí)行器
電子控制裝置中的執(zhí)行器是各種電磁閥。常見的有開關(guān)式電磁閥和脈沖線性式電磁閥兩種。
1.開關(guān)式電磁閥
開關(guān)式電磁閥的作用是開啟或關(guān)閉液壓油路，通常用于控制換擋閥及變矩器鎖止控制閥的工作。開關(guān)式電磁閥由電磁線圈、銜鐵、復(fù)位彈簧、閥芯和閥球所組成(圖3-1-62)。它有3種工作方式：一種是讓某一條油路保持油壓或泄空，如圖3-1-62a),即當電磁線圈不通電時，閥芯被油壓推開，打開泄油孔，該油路的液壓油經(jīng)電磁閥泄空，油路壓力為零；當電磁閥線圈通電時，電磁閥使閥芯下移，關(guān)閉泄油孔，使油路油壓上升。另一種是開啟或關(guān)閉某一條油路，即當電磁線圈不通電時，油壓將閥芯推開，閥球在油壓作用下關(guān)閉泄油孔，打開進油孔，使主油路壓力油進入控制油道，如圖3-1-62b);當電磁線圈通電時，電磁力使閥芯下移，推動閥球關(guān)閉進油孔，打開泄油孔，控制油道內(nèi)的壓力油由泄油孔泄空，如圖3-1-62c)。
2.脈沖線性式電磁閥
脈沖線性式電磁閥的結(jié)構(gòu)與電磁式相似，也是由電磁線圈、銜鐵、閥芯或滑閥等組成(圖3-1-63)。它通常用來控制油路中的油壓。當電磁線圈通電時，電磁力使閥芯或滑閥開啟，液壓油經(jīng)泄油孔排出，油路壓力隨之下降。當電磁線圈斷電時，閥芯或滑閥在彈簧彈力的作用下將泄油孔關(guān)閉，使油路壓力上升。脈沖線性式電磁閥和開關(guān)式電磁閥的不同之處在于控制它的電信號不是恒定不變的電壓信號，而是一個固定頻率的脈沖電信號。
電磁閥在脈沖電信號的作用下不斷反復(fù)地開啟和關(guān)閉泄油孔，電腦通過改變每個脈沖周期內(nèi)電流接通和斷開的時間比率(稱為占空比，變化范圍為0%～100%),改變電磁閥開啟和關(guān)閉時間的比率，來控制油路的壓力。占空比越大，經(jīng)電磁閥泄出的液壓油越多，油路壓力就越低；反之，占空比越小，油路壓力就越大。脈沖線性式電磁閥一般安裝在主油路或減振器背壓油路上，電腦通過這種電磁閥在自動變速器升擋或降擋的瞬間使油壓下降，進一步減少換擋沖擊，使擋位的變換更加柔和。
四、自動變速器電控系統(tǒng)實例
廣州本田雅閣轎車MAXA型自動變速器的電子控制系統(tǒng)主要由動力系統(tǒng)控制模塊(PCM)、傳感器和電磁閥等組成。
電子控制系統(tǒng)將根據(jù)各傳感器的輸入信號通過電磁閥對變速器實現(xiàn)換擋和鎖止控制，因而大大地改善了自動變速器的使用性能。該自動變速器在車輛行駛過程中，根據(jù)需要具有換擋控制、鎖止控制和坡度邏輯控制的功能，其電路如圖3-1-65所示。
1.換擋控制
換擋控制是由PCM控制的A/T離合器液壓控制電磁閥，依據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩而進行的。行車中，當PCM接收到各傳感器的輸入信號需要實施換擋時，PCM將控制換擋電磁閥A、B、C以及A/T離合器控制電磁閥A、B。前三者將變換換擋閥的位置確定所選擇的擋位，后兩者則調(diào)節(jié)其自身的壓力，并視情給某一離合器的油路增壓，以使相關(guān)齒輪組工作，從而實現(xiàn)變速器低、高速擋間的準確而平順的變換。另外，當換擋操縱手柄在D或D3位置，而車輛處于坡道上時，PCM中的坡度邏輯控制系統(tǒng)還將控制車輛在上、下坡或減速時進行準確而平順的換擋。
各擋位及擋位變換時換擋控制電磁閥的工作情況。
汽車的最佳換擋車速主要取決于汽車行駛時的節(jié)氣門開度。不同節(jié)氣門開度下的最佳換擋車速可以用自動換擋圖來表示。節(jié)氣門開度越小，汽車的升擋車速和降擋車速越低；反之，節(jié)氣門開度越大，汽車的升擋車速和降擋車速越高。這種換擋規(guī)律十分符合汽車的實際使用要求。例如，當汽車在良好的路面上緩慢加速時，行駛阻力較小，油門開度也小，升擋車速可相應(yīng)降低，即可以較早地升人高擋，從而讓發(fā)動機在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，減少汽車油耗；反之，當汽車急加速或上坡時，行駛阻力較大，為保證汽車有足夠的動力，油門開度應(yīng)較大，換擋時刻相應(yīng)延遲，也就是升擋車速相應(yīng)提高，從而讓發(fā)動機工作在較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，以發(fā)出較大的功率，提高汽車的加速和爬坡能力。
汽車自動變速器的操縱手柄或模式開關(guān)處于不同位置時，對汽車的使用要求也有所不同，因此其換擋規(guī)律也應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。電腦將汽車在不同使用要求下的最佳換擋規(guī)律以自動換擋圖的形式儲存在存儲器中。在汽車行駛中，電腦根據(jù)擋位開關(guān)和模式開關(guān)的信號從存儲器內(nèi)選擇出相應(yīng)的自動換擋圖，再將車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器測得的車速、節(jié)氣門開度與自動換擋圖進行比較；根據(jù)比較結(jié)果，在達到設(shè)定的換擋車速時，電腦便向換擋電磁閥發(fā)出電信號，以實現(xiàn)擋位的自動變換，如圖3-1-67所示。
2.坡度邏輯控制
1)坡度邏輯控制工作程序
動力系統(tǒng)控制模塊PCM根據(jù)A/T中間軸轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、制動開關(guān)和換擋操縱手柄位置等輸入的信號，將實際行駛條件進行運算并與存儲在PCM中的行駛條件進行比較，以便選擇合適的換擋模式，即：正常模式(即平路模式);上坡模式(采用模糊邏輯方式);下坡模式(分緩坡下坡模式和陡坡下坡模式);減速模式。從而控制車輛在爬坡、下坡或減速時的換擋。
2)上坡?lián)Q擋控制模式
當PCM測知車輛在D4和D3位置處于上坡行駛狀態(tài)時，系統(tǒng)擴展2擋和3擋的驅(qū)動范圍，以防止自動變速器在2擋和3擋以及3擋和4擋之間的頻繁換擋，從而是車輛行駛平穩(wěn)；而且在需要時能夠提供更多的動力。存儲在PCM中的2擋和3擋以及3擋和4擋間的變速數(shù)據(jù)可以使PCM的模糊邏輯根據(jù)坡度的大小自動選擇最合適的擋位；模糊邏輯是一種人工智能形式，即讓計算機模擬人腦，以對變化的條件作出反映。圖3-1-69是上坡?lián)Q擋控制模式。
3)下坡?lián)Q擋控制模式
當PCM測知車輛在D4和D3位置處于下坡行駛狀態(tài)時，由3擋向4擋和2擋向3擋(當節(jié)氣門關(guān)閉時)的急速會比在平路上加速要快，以擴展3擋和2擋的驅(qū)動范圍。與由減速鎖止而導(dǎo)致的發(fā)動機制動相結(jié)合，使車輛減速時平穩(wěn)。按照在PCM中所存儲的坡度的大小，對于3擋不同的驅(qū)動區(qū)域和2擋的驅(qū)動區(qū)域，有3種下坡?lián)Q擋控制模式。當車輛處于4擋，且在陡坡上制動減速時，自動變速器將降至3擋。而當加速時，自動變速器恢復(fù)高擋位。
4)減速換擋控制模式
當車輛行駛至道路拐角處，需先減速然后再加速時，PCM設(shè)定數(shù)據(jù)用于控制減速，以減少自動變速器的換擋總次數(shù)。當車輛由高于43km/h的速度減速時，PCM將使自動變速器從4擋換至2擋，比普通換擋要提前，以適應(yīng)緊隨其后的加速。
3.電子車速控制
電子車速控制系統(tǒng)能自動控制車速，使汽車按選定的速度穩(wěn)定行駛，無需駕駛員反復(fù)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。當然，在必要時也可脫開這種自動方式，轉(zhuǎn)而由駕駛員控制車速。電子車速控制系統(tǒng)由以電腦為主的電子控制單元(ECU)和真空執(zhí)行機構(gòu)組成，后者包括真空調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門驅(qū)動伺服膜盒、車速控制開關(guān)和制動踏板上的真空解除開關(guān)等部分。
電腦按車速傳感器提供的車速信號，控制真空機構(gòu)工作。根據(jù)電腦的輸出信號，電磁滑閥可調(diào)節(jié)控制進入該機構(gòu)的新鮮空氣量，從而能控制作用于伺服膜盒內(nèi)的真空度。當車速低時，真空調(diào)節(jié)器供給的空氣量減少，使伺服膜盒內(nèi)的真空度增加，通過膜片的移動，使節(jié)氣門開大。反之，當車速高于控制車速時，真空調(diào)節(jié)器供給的空氣量就會增加，伺服膜盒內(nèi)的真空度降低，使節(jié)氣門開度減小。
正常行駛時，在發(fā)動機進氣管負壓和真空調(diào)節(jié)器供給定量空氣的共同作用下，伺服膜盒內(nèi)保持一定的真空度，控制汽車按預(yù)定速度穩(wěn)定行駛。
當汽車以巡航方式在超速擋行駛時，若實際行駛車速低于標準車速4km/h以上，巡航控制單元將向ECU發(fā)出信號，要求自動退出超速擋。這種控制功能還可以防止自動變速器在發(fā)動機冷卻液溫度低于60℃時進入超速擋工作。
電腦在進行自動模式選擇控制時，主要參考操縱手柄的位置及加速踏板被踩下的速率高低，以判斷駕駛員的操作目的，自動選擇控制模式。
