第五节电子控制自动变速器.doc

第五节 电子控制自动变速器 液压控制的自动变速器主要由行星齿轮机构和液压系统组成。尽管液控自动变速器已经作了多年的改进，但是本身的结构特征决定了它的一些固有的缺陷，例如由于油液的流动，使升降档稍有延迟，变速器的工作响应比较缓慢，换档点不够稳定。另外，液控自动变速器的换档规律只有一种，不能适应各种使用条件的需要。由于换档的信号都依靠各种机械感应阀转换成油压信号，使得整个液压系统十分复杂，可靠性下降而成本增大。电控自动变速器的发展，得益于电子技术的发展，更得益于发动机电子控制技术的发展。因为自动变速器的许多输人信号，都来自电控发动机的传感器。由于共享这些信号资源，使得电控自动变速器的结构和控制变得比较简单。电控自动变速器的基础元件是计算机（ECU），它具有“大脑”的功能。它接收、存储、处理和发送信息，决定车辆的工作条件。计算机的全部工作信息都是电信号（电压或电流），因此响应的速度特别快。对于计算机而言，接受的一定的电压或电流值就表示当前汽车工作时的一种工作状态，计算机就是根据这些数值进行处理的。计算机接受各种输入装置发送的电信号以后，将其储存起来，并通过与计算机存储器中的数值进行比较，来解释这些信号。通过这些数据处理，就知道了目前汽车的工作状态，并且根据计算机已设置的程序对下一步动作作出响应。如果需要产生某一动作，计算机将向要实现这一动作的装置发送一个电压信号，使它响应和校正其工作状态。电控自动变速器的计算机通常控制下面的工作状态。通过控制换档电磁阀的线圈的开人关方式，从而控制变速器档位的升档或降档。通过控制压力电磁阀的电流大小，从而调节主回路油压，使该油压随发动机的负荷变化而变化。通过控制变矩器锁止离合器（TCC）的占空比电磁阀线圈的脉冲宽度，来调节锁止离合器作用和释放的时间，以及作用时的油压。对于各种超越界限的电信号，作出报警和故障存储的控制，甚至转换成另一种控制方式。电控自动变速器的整个工作过程，就是由微处理器的接收来自一些输人传感器的信号，经计算机处理，然后向执行装置发送指令。通常电控自动变速器都设有自我工作监控器，以检查其指令是否达到预期要求的结果。如果结果尚未实现，则计算机进一步修正它的指令，直至达到预期目标为止，这种控制方式就称为闭环控制。一、 输人信号电控自动变速器的输人信号都来自汽车上的各种传感器，由于各种汽车控制系统的装备不一样，因此传感器的数量和品种有所区别。但是大致可以分成为两类：参考电压式传感器和电压发生器。电压发生器比较典型的使用例子就是汽车速度传感器（如图1025所示）。车速传感器通常安装在变速器的壳体上，与液控的调速阀几乎处于相同的安装位置，在变速器的输出轴上安装一个齿轮，随输出轴一起旋转。正对齿轮的车速传感器，通常都属于磁电式传感器。在一块永久磁铁上缠绕了一组线圈，当齿轮旋转时，切割磁力线使线圈内部感应出交变的低电压，通过交变电压的频率来判定汽车车速。参考电压式的传感器应用最为广泛，例如电位器、热敏电阻器和压力传感器等。这些传感器与计算机构成输人回路。计算机发送一个参考电压（通常为5V）给这类传感器，并且接收它们的反馈电压。通过查看程序和存储器中的标准值比较，了解目前传感器所处的工作状态。通断开关在自动变速器上广泛采用，档位开关就是一例。当驾驶员拨动预选杆时，与其联动的就是档位开关，它类似于收音机上的波段开关。当预选杆有七个位置，则转轴上的动触点可分别和静止的七个触点闭合，动、静触点与计算机组成输人回路，把预选杆所处的位置输人计算机。计算机根据接受到的高、低电位，判定预选杆的位置。电位器、热敏电阻和压力传感器的电阻，随其工作条件的变化而改变。在电控发动机章节中所述的节气门位置传感器就是利用电位器工作的原理，电位器的转轴和节气门轴联动，当处于不同开度时，电位器处于不同的电阻值，从而输出信号电压不同。计算机发送给电位器一个标准的SV参考电压，从接受的反馈电压变化，就能判定节气门开度。电控自动变速器的发动机负荷信号就来自节气门位置传感器。热敏电阻器随着工作条件的变化其阻值也发生变化。在电控自动变速器中，油温传感器都采用负热敏电阻器，它实际上是一个简单的电子温度计。传感器完全浸没在变速器的油液中，其电阻值随温度上升而下降。当反馈的电压发生变化，计算机就能判定变速器的油温高低。计算机根据这一信号帮助控制换档品质，因为变速器油液的特性会随油温而变化。压力传感器（压力开关，如图1026所示）是主要反映液压回路的油压大小的感应元件，当液压增大时，通过膜片使接触器变形，同时使触点闭合。当作用于膜片上的油压不同时，接触器变形状态不同，电阻值也不同。压力传感器在电控自动变速器采用的目的，主要是把多片离合器和伺服油缸的工作状态（油压大小、油压建立的时间、实际的档位状况）输人计算机，从而判断是否需要调节主回路油压。来自开关的反馈信号反映出回路的通断周期。如果开关周期地迅速开关，则反馈信号也是一个快速的开关信号，这描述了一个数字信号即一系列的开关脉冲。计算机是通过一系列的开关信号处理信息的数字装置。计算机只接受数字型的数据，而参考电压传感器输人的是电压变化量（模拟量），因此计算机的首要任务就是把传感器输人的模拟信号转化为数字信号，即微处理器中的AD转换装置。图1027为变速器控制装置输入线路示意图。二、 输出装置计算机把处理后的指令发送到其输出装置，该输出装置就是电子控制系统的执行元件。电控自动变速器中典型的输出装置有电磁阀线圈、电动机和继电器等。这些装置可以使变速器的某一机构的状态发生变化，例如换档电磁阀线圈处于通断电状态时，换档阀的滑阀位置就会发生变化，从而引起行星齿轮机构的变速执行元件处于接合或释放状态，变速器的档位也随之发生变换。计算机发送给输出装置的指令，绝大多数都是一种开关信号，如换档电磁阀线圈，仅有通断电两种状态。但有时，计算机发出的指令是根据汽车工作条件需要的可变信号，如电控自动变速器的压力控制电磁阀的线圈，计算机发送给该线圈的电流大小是根据发动机负荷大小变化的，从而调节主回路的油压。另外计算机发出的指令还可以是一种引起输出装置周期变化的可变信号，如控制变矩器锁止离合器工作的占空比电磁阀（PWM），计算机发送给线圈的信号是一种周期变化的脉冲信号，而且该脉冲信号的宽度在不同的时间是可变的，通过调节脉冲宽度实现锁止离合器作用释放的时间的变化，以及改变作用的油压大小。三、 信号的处理计算机接受来自输人传感器的信号之后，首先要把这种低压弱信号通过放大器进行放大，并且通过AD转换器把模拟信号转换成数字信号，把这些转换后的数据与存储的数据进行比较，然后作出处理信息。在计算机的存储器中，存储了理想的换档规律和执行的逻辑程序，它们提供了最佳换档时刻。而且可以设置多种的换档规律，来满足汽车不同使用工况下的最佳换档点。电控自动变速器可以存在多种换档规律，而液控自动变速器则无法实现。计算机要决定合适的换档规律首先要查看输人的预选杆位置。该输人信号来自档位开关。同时所选定的换档规律取决于驾驶员选择的换档规律转换按钮。每一种发动机变速器都有不同的一组换档规律的数据。决定换档规律的主要因素是预选杆位置、当前的档位、节气门开度和车速。计算机同时也要查看各种温度、负荷和发动机工况等多种输人信息。 不同的车型会选择不同的换档规律，通常的轿车都设置了两种以上的换档规律模式。它包括正常模式（或称经济型模式）、特性模式（动力型模式）、冬季模式和手动换档模式。正常模式是以节省燃油消耗为主要目的，通常在高速公路使用。这种换档模式又称为提前换档，车速增加对档位的上升起明显的作用。动力模式以发挥发动机动力为主要目的，充分发挥变速器的低档扭矩大的特性，适用于坏路、爬坡和牵引状态。这种换档模式又称之为延时换档。在这种模式下，计算机指令压力控制电磁间给主回路油压获得更高油压，防止多片离合器和制动带打滑。当变速器提升下一个更高档位时，计算机命令延长换档时间来提供汽车更大的加速度。冬季模式主要是在冬季冰雪路面起步或在滑溜路面起步使用。由于自动变速器按常规的换档规律必须是1档起步，但变速器的1档具有很大的传动比，因此在冰雪路面或滑溜路面经常会出现轮胎打滑现象，起步困难而且不安全，尤其在冰雪覆盖的横道线上，尚若停止灯解除，汽车还不能起步，就会阻塞交通。在这种情况下，选择冬季模式，自动变速器就会转换成2档或3档起步，避免上述现象发生。在有些自动变速器中没有设置冬季模式，完成同样的功能是通过把预选杆放置于手动2档的位置，在这手动2档中，可以避免出现1档（这不同于一般的手动2档），强制变速器用2档起步。手动换档模式允许驾驶员以与手动变速器相同的操纵方式来变换自动变速器的档位。驾驶员可以使用预选杆，就像使用手动变速器的换档杆一样在手动二档（第1档）。手动2档（第2档）。手动3档（第3档）和超速档（第4档）之间进行换档。尽管如此，一旦驾驶员企图滞留在1档或2档排而发动机又处于超速状态运转，此时计算机将会对变速器提供超速的保护。四、失效保护对于电控自动变速器要考虑失效保护的问题。它的含义是指：不管是什么原因引起变速器电子控制系统故障，变速器仍然能够维持基本的工作条件。这是失效安全的原则。例如在控制计算机完全失电的状态下，自动变速器至少还能提供一个前进档位，让汽车能继续维持行驶。通常在自动变速器电子控制系统失效或部分失效的情况下，计算机的处理器则会发送下列的工作指令。（1）提供最大的主回路油压在电控自动变速器中主回路的设定油压由两部分组成：“是通过调压阀设置的额定油压，二是通过压力控制电磁阀根据发动机负荷信号附加的偏置油压。如果计算机处于失电状态，则压力控制电磁阔无法接受计算机的输出信号。在这种情况下，压力控制电磁阀的输人电流为零，而要求压力控制电磁阀有最大的调节油压输出。如果液压系统能够提供最大的主回路油压，则可以防止变速执行元件多片离合器和制动带在大负荷情况下打滑。此时发动机的负荷信号已无法让计算机接受。（2）换档电磁阀都处于断电状态无论是3档或4档的电控变速器都设置了两个换档电磁阀。如果计算机失电或者电子控制装置出现故障，两个电磁阀只能处于断电状态。现代的电控变速器设计中，总会存在一个前进档位，在这个档位工作时，两个电磁间都处于断电状态，一般把这一档位设置在2档或3档。（3）变矩器锁止离合器（TCC）处于关闭状态一旦电控自动变速器处于失效保护状态时，汽车只能在2档或3档起步，如果在这种情况下锁止离合器仍处于作用状态，则可能引起起步颤抖，甚至无法起步。为了保证锁止离合器在该工况下是释放的，则要求变矩器锁止离合器的控制电磁阀处于断电时，锁止离合器释放，而通电时锁止离合器可以作用。五、 换档的适应性在电控自动变速器中，当其中的一些零部件由于磨损已超过了它的工作期限时，计算机可以提供一种适应特性变化的能力。例如，随着使用里程的增大，多片离合器中的钢片和摩擦片的磨损量增大，会影响换档时间或引起换档冲击。在一些具备适应特性变化能力的电控系统中，计算机可以通过采集多片离合器的作用时间，来监控变速器的换档时间。当换档时间超过设定值后，计算机就可以发送增大主回路油压的指令，通过增大油压，弥补多片离合器的作用时间，使换档时间又重新恢复到初始设定值。如果油压增大，换档时间没有减少，则计算机认定该多片离合器必须更换了，同时向计算机发出故障报警信号。为了采集多片离合器作用时间的信号，在与多片离合器作用活塞油路上，设置了压力开关，通过油压上升的时间来判定多片离合器的作用时间。多片离合器仅仅是计算机弥补这种特性变化的一个例子，在电控变速器中类似的控制方式有很多。 10.7.6 故障的诊断能力电控自动变速器中的计算机能够连续地采集汽车工作状态下的全部信息，中央处理器每隔一定时间收集一次输人和输出信号。计算机从中能够判断发动机和变速器是否能够提供期望的性能。如果出现性能已经严重变坏的情况，则诊断故障代码（DTC）被计算机存储。当故障代码被存储的同时，汽车仪表板上的报警灯会被点亮。它将提醒驾驶员，汽车已出现问题需要马上进行诊断和维护。但有些故障代码不会引起报警灯的显示，而是将它存储在记忆器中。需要通过合适的诊断扫描仪器，从记忆器中把它重新召回。为了判断故障代码，可以简单地把诊断扫描仪插进故障诊断连接器（DLC）的插口。由于汽车上增加了电子控制系统，因此诊断扫描仪已成了一种标准的汽车维修设备。故障诊断连接器（DLC）是一种基本的连接器，通过导线和计算机连接。配备了诊断扫描仪器，能够阅览存储在记忆器中的全部信息。另外，汽车在道路试验期间，利用扫描仪器能够监视全部的计算机输人信息。这样有可能正确地判断性能变坏的原因。八、典型的电控元件（一） 换档电磁阀图10.28是这种换档电磁阀的结构。它实际上是一种常开的两位两通电磁阀，即断电时通道是打开的，当通电时，通道关闭。当然也可以是一种常闭的两位两通电磁阀，那么工作状态正好相反。这种换档电磁阀就是前面提到的电液控操纵的换档阀，即在换档滑阀的一侧控制口的油路上，并联一个两位两通电磁阀，当电磁阀关闭时，控制口建立油压，推动滑阀移动，实现档位变化。当电磁阀打开时，控制口油压和回油相通，则滑阀恢复到初始位置。这种换档电磁阀采用的是球阀结构，它反应迅速，制造简单。当螺旋线圈通电时，电流产生的磁力场，强制中央的柱塞克服弹簧力，向右移动，迫使钢球位于问座上，使阀门关闭，这样控制口油压和回油隔离。当电磁阀断电时，弹簧力强制中央的柱塞回到左侧的位置，钢球脱离问座，控制口油压和回油口相通，控制口处于卸压状态。通过两位两通电磁阀的通断电的变化，就能实现换档阀位置变化，从而实现档位的升降。目前大部分的电控变速器的换档电磁阀都采用这种结构。（二） 压力控制电磁阀压力控制电磁阀是一种精确的电子压力调节器（如图10.29所示），它根据流经螺旋线圈的电流大小，来控制变速器的主回路油压。当电流增大时，由线圈产生的磁力场推动柱塞克服弹簧力进一步离开泄油口。通过增大电流，增大泄油口的开度，减小调节后的输出油压。计算机根据各种输人信号控制压力控制电磁阀，这些信号包括节气门开度，油液温度，进气歧管绝对压力（MAN）传感器和档位状态。压力控制电磁阀调节主回路实际是通过改变线圈的电流使得电磁力发生变化，当电流大时，电磁力增大，泄油口打开大，结果被调制的油压减低；调制油压和电流成反比。如何改变压力控制电磁阀的电流呢？在电控自动变速器中采用的是一种称为调节“占空比”的方法。占空比的定义是；在每一个循环周期中，电流通过电磁阀线圈的时间占一个循环周期的百分比，即电磁间通电时间的百分比（见图1030）。占空比有正负之分。正占空比=A（AB）11，负占空比=B（AB）100。这里的 A为通电时间；B为断电时间。正占空比指电磁线圈通电（参与工作）时间占一个循环周期的百分比；负占空比指电磁线圈断电（不参与工作川寸间占一个循环周期的百分比。通常正、负占空比的术语都使用。占空比调节又称为脉冲宽度调制（PWM），脉冲宽度即表示通电时间。 每一秒钟内出现的循环数称为频率，用赫芝（Hz）表示。通常电子控制的脉冲宽度调制电磁阀的工作，就是用占空比和频率的术语来说明的。4T65E自动变速器的压力控制电磁阀采用正占空比，固定的频率是292.5Hz。当送给压力控制电磁阀一个较高的占空比，那么电磁阀线圈就得到一个较大的电流，压力电磁阀就产生比较大泄油口。表10.1说明了4T65E自动变速器压力控制电磁阀电流、占空比和调制油压的关系。在微处理器中设有控制压力控制电磁阀工作的电子回路。微处理器为电子回路提供了一条接地线的通道，监控平均电流并连续地改变压力控制电磁阀的泄油口开度。调节占空比就是为了维持在压力控制电磁问中有一个正确的平均电流。占空比和通往压力控制电磁阀的电流主要受到节气门开度（发动机扭矩）的影响，并且和节气门开度成反比。换句话说，当节气门开度增加，通过微处理器减少占空比，从而减少送人压力控制电磁阀的电流。电磁阀中的电流产生了一个磁力场，使衔铁克服弹簧力移动，同时计算机内部的程序还允许自动调节换档压力，它建立在改善自动变速器特性的基础上。当变速执行元件多片离合器和制动带处于磨损期间，则换档时间增长。为了弥补这种磨损，维持初始标定的换档时间，计算机通过控制压力控制电磁阀调节产生比较大的油压。自动调节的过程被称为“自学习”，它是利用假设的符合换档感觉作为目标逐步增加变速器适应性能。汽车在确定的速比档位行驶中，计算机通过监控推动杆子使泄油口阀门打开。许多自动变速器都设置了输入速度传感器和汽车速度传感器，利用已确定的传动比，判断该档位转速是否太快（油压过高）或太慢（油压过低），并通过调节压力控制电磁阀信号，维持一种设定的换档感觉。（三）变速器锁止离合器（TCC）占空比电磁阀前面已提到了占空比电磁阀的结构和工作原理，主要应用于压力控制电磁阀。通过调节电磁阀的正占空比的大小，改变电磁阀线圈中的平均电流，从而改变电磁力的大小，使泄油口的大小也随之变化，最终使调制的油压发生变化。这一节介绍的占空比电磁阀主要应用于控制变矩器的锁止离合器。通过改变占空比使锁止离合器在作用和释放时的油压发生变化，使作用/释放的过程变做比较平稳和柔顺。控制锁止离合器的占空比电磁阀通常是一种常闭的脉冲宽度调制的电磁阀，用于控制变矩器锁止离合器的作用和释放。计算机通过采用负占空比控制该电磁阀，计算机发送给电磁阀的固有的频率是32Hz（4T65E自动变速器），通过改变负占空比率控制锁止离合器的作用释放。电磁阀具有使锁止离合器的作用释放的油压呈斜直线上升下降的功能，导致锁止离合器平稳工作。图10.31显示了变矩器锁止离合器占空比电磁阀的结构。它的结构和工作原理和前面介绍的换档电磁阀类似，都属于两位两通电磁阀。但它们之间还存在区别：换档电磁阀是常开的两位两通阀，而该电磁阀是常闭的两位两通阀，即电磁阀通电时，控制口油压和泄油口相通，处于卸压状态。另外的区别是，换档电磁阀的通断电的作用时间较长，只要汽车档位没有变化，换档电磁阀的通断电状态同样没有变化。但是变矩器锁止离合器的占空比电磁阀工作状态却不同，它接收的是一种周期变化的信号，在一个周期中，电磁阀一会儿断电又一会儿通电。当断电时，和泄油口隔离，控制油压比较高。当通电时，和泄油口相通，控制油压又迅速下降。由于电磁阀的通断电都是在瞬间完成的，因此通过改变负占空比的不同比率，就能实现控制口不同油压的调节。 当汽车的工作条件满足一定的要求时，变矩器的锁止离合器进人作用状态，计算机立即增加占空比，大约增加到22（图10.31中的A点）。计算机使占空比呈斜直线上升，直到占空比达到大约 98，完成全部的锁止离合器的作用油压。计算机通过改变占空比率来控制锁止离合器的作用。同样，当锁止离合器释放时，占空比率也呈斜直线下降。在汽车有些工作条件下，是需要防止锁止离合器作用的。例如当计算机接收到来自制动踏板开关一个高电位信号，该信号是由驾驶员踩下制动踏板引起的，计算机立即指令释放变矩器锁止离合器。图1031中给出的占空比变化参数，仅仅是一个例子。实际上的占空比的变化，则取决于汽车的性能匹配和汽车的工作条件。九 液压回路（一） 液控自动变速器的回路把油泵。阀和管路有机地布置在一起就形成了液压系统。在实际的变速器中，一些主要的部件比较容易下定义，而一些输送管路则较难作定义。因此为了便于说明原理，液体的流动通道则用单线表示。图1032为自动变速器的液控原理图，采用的行星齿轮机构是前面已介绍的拉维奈行星齿轮机构的原型。为了便于理解，在图中仅列出了一些主要的阀门，而省略了一些次要的阀门。在图的左侧，布置了油盘和油泵，油泵从发动机曲轴获取动力而旋转，在这里采用的是定量泵，液体经过主调压阀调节之后的油压称为主回路油压，该油压直接送往手动问的人口处。从主调压阀另一出口处出来的油压，直接送往第2调压阀的人口处，该油压同样是主回路油压。由于第2调压阀是一种减压阀，因此经过第2调压阀出来的油压实际上是一种低压。这油压直接送人变矩器的人口，变矩器的出口液体和油冷却器相通，经过油冷却器后流人油盘。第2调压阀还存在另一出口，作为变速器润滑使用，由于润滑系统只允许使用低压，因此也必须经过第2调压阀减压。图中的变矩器没有设置锁止离合器，有关这一方面的油路在下面的章节中会有叙述。手动阀实际上是一个多通道的阀门，由驾驶员手动操纵。手动阀的位置，决定液体在液压系统内部的流动方向。假若手动阀的位置允许主调压阀的油压进人液压系统，则该油压分别流人节气门开度阀、调速阀、l2换档阀、23换档阀以及前多片离合器。调速间和节气门开度间都属于压力调制阀，它们人口处的油压都是恒定的主回路油压，但是出口处的油压则受到外界信号的影响。调速阀直接和输出轴联动，输出轴的转速直接影响输出油压的大小，该油压直接送人l2换档阀和2一3换档阀的右端控制口；节气门开度间通过拉索和油门踏板联动，输出口的油压大小和节气门开度相关，该油压直接送人l2换档阔和23换档阀的左端控制口。l2换档阔和23换档阀中的滑阀，在两控制口没有油压的状态下，由于受到左侧弹簧力的作用，使滑阀始终处于右端位置。这个时候，两个换档阀的出口处都没有油压作用。和这两个换档阀相关的变速执行元件（前制动带和后离合器）都处于释放状态。随着汽车速度的增加和油门踏板的变化，换档阀两端控制口油压都会发生变化，如果右端调速阀的油压大于左端节气门开度阀油压，则换档滑阀左移，此时已等在换档阅人口处的主回路油压，经过换档阀直接进人变速执行元件，实现档位的变化。从节气门开度阀输出口输出的油压，一方面直接送往两换档阀的左端控制口，同时还有一个旁通输出口，它和以上的输出口具有相同的油压。该油压直接作用在调压阀中的升压阀上，使主回路油压能随着发动机负荷的增大而上升。 1空档（N）和驻车档（P）。参见图10.33，当预选杆处于“N”或“P”档位置时，手动周的位置也相应变化，则液压系统按如下方式工作。当预选杆处于“N”或“P”档位置时，手动阀的滑阀处于关闭位置，来自主调压的油压无法进人到液压系统的内部，在这种情况下，调速阀、节气门开度问以及两个换档阀的输人口都没有液体输人，因此变速执行元件都处于释放状态，即空档位置。来自主调压阀的液体送往第2调压阀，它提供变矩器工作的压力。第2调压阀也同时提供变速器各种零部件润滑用的油，在它进入油盘之前，液体通过变矩器都会产生热量，当液体通过油冷却器时，大量的热量被带走。虽然在这两种档位下，所有的变速执行元件都没有作用，但是变矩器仍在工作，润滑和散热系统照样处于工作状态。2第1档见图10.34，如果选择“D”档位置，变速器将换入第1档，当汽车速度增加时，它自动地变化到第2档，然后又随着车速的进一步提高自动地换人第3档。如果“l”被选择，变速器将维持在第1档。作为第1档，液压系统按如下方式工作。当选择“D”档位置，手动阀滑阀移动后允许主回路油压送到前多片离合器，单向离合器处于锁止状态，行星架固定不动，变速器处于第1档。在第1档位置，行星架有逆时针旋转趋势，单向离合器锁止。当处于第2档时，单向离合器自动解除锁止。当预选杆选择在“1”档位置，手动阀允许主回路油压到达后伺服油缸，由后制动带固定行星架，代替单向离合器。这样可以实现发动机辅助制动。同时，主回路油压也被送到其他的阀，它们已作好了使用准备，一旦需要马上参与换档。这些间包括换档阀、节气门开度阀和调速阀。当汽车开始移动时，调速阀输出油压；当油门踏板踩下时，节气门开度阀也有对应的输出油压。3第2档见图1035，作为第2档，液压系统以如下方式工作。汽车速度增加，进人12换档阀端部反应区域的调速阀油压也随之增加，使换档阀的滑阀移动。这时候，允许主回路油压通过l2换档阀进人前伺服油缸的作用侧。、作为第2档，前制动带必须作用。前多片离合器在第2档时，也需要作用，但它在第1档已经作用了。节气门开度阀的油压也作用在l2换档阀的另一端，该压力和调速阀压力是相反的，这时候，换档阀已变成了一种继动阀的作用，它的运动状态受到节气门开度阀压力和调速阀压力的影响。在较小节气门开度时，节气门开度阀输出的油压比较低，而调速阀压力较高，因此在低速状态提前升档。在节气门开度较大时，节气门开度问压力将比调速阀压力高，所以升档就会被延迟。只有处于比较高的速度时，才可能出现升档。升档和降档是两种相反的换档动作。当调速阀压力下降时，弹簧力把换档阀送到它的初始位置，切断主回路压力进人后伺服油缸并且释放后制动带。另外向下换档（降档）主要受到节气门开度问油压的影响4第3档见图1036，作为第3档，液压系统以如下方式工作。调速阀压力和节气门开度阀压力在23换档阀上的工作方式，与在l2换档阀上的工作方式相同。在合适的车速下，调速阀压力将使23换档阀的滑阀移动，允许主回路油压进人后多片离合器。与此同时，主回路压力也被送到前制动带伺服油缸的释放口一侧。由于该伺服油缸是双向作用武油缸，且释放口一侧的活塞作用面积比作用口一侧的活塞作用面积要大，因此在主回路压力的作用下，前制动带被释放（见图96）。5倒档作为倒档，液压系统以如下方式进行工作。预选杆处于“R”档位置，主回路油压到达后多片离合器和后伺服油缸，当这两个变速执行元件都作用时，机构就提供了倒档。 倒档时的液压回路，除了有压力作用在多片离合器和伺服油缸上外，其余都类似于空档位置“N”。（二） 电控自动变速器回路传统的自动变速器均为液控自动变速器，即其控制部分和执行部分都是通过液压油来实现的。而电控自动变速器在执行时仍然采用液压油作为动力源，其控制部分则采用电子控制装置。电控装置是这种变速器的核。L它利用各种传感器对变速器的工况进行检测，并对这些工况的信息进行处理，然后发出控制信号送至相应的电磁线圈，驱动换档问使回路内的油压和油液走向发生相应变化，从而实现对变速器的全面控制。目前，汽车上越来越多的自动变速器采用这种控制系统。图1037示意了液控自动变速器和电控自动变速器两者间的最基本的差别。图1037（a）是液控自动变速器的布置图。在液控系统中，节气门开度的油压是通过钢索与油门踏板及与节气门相联的节气门开度间来控制的（有的则采用真空压力调制器来控制）。调速阀油压则是通过与变速器输出轴上的小齿轮相啮合的调速阀产生的。通过这两个油压对换档状态的控制来实现换档。图1037(b）是电子控制的布置图。其中既没有节气门开度阀，也没有调速阀。取而代之的是节气门位置传感器和车速传感器等各种状态传感器和电子控制单元（ECU），同时ECU又根据其他有关传感器所提供的信号，选择最佳的换档时机向换档电磁阀发出控制信号，使多片离合器或制动带作用。在电控系统中，调压阀也是一种电子控制的电磁阀，但它与一般的开关电磁间不同，它是一种占空比电磁阀，就如前面已介绍的压力控制电磁阀。它通过节气门位置和车速信号来产生和调节主回路和变矩器中的油压。电控自动变速器的主要优点是：换档平稳。快捷、可靠；改善燃油经济性和排放性能；自动换档时机更加精确；对节气门开度的响应更平稳；由于能够随时检测变速器的工况，因此对发动机起到保护作用；能够消除反复循环换档的现象；可自动诊断故障，并以故障码的形式进行存储和读取，便于维修；可以设置多种换档规律，满足不同行驶工况的要求。图1038示意了具有电控自动变速器的基本液压回路，该回路和前面提到的液控式的自动变速器回路是相似的，它的行星齿轮机构仍然采用拉维奈式的机构。但在图中，节气门开度阀和调速间都取消了，每一个换档阀都有一个电磁线圈，而且调压阀的控制回路也安置了这种电磁线圈。下面以引电磁线圈为例说明它是如何工作的。电磁线圈通常都是断电的，它的阀处于常闭状态。主回路上所建立的油压作用在l2换档阀的右端，并且在该油压的作用下，克服弹簧力使它维持在一个位置上，防止液体进人伺服油缸的作用口一侧，即作用口无油压进入。当达到向上换入第2档的条件时，ECU送一个信号给电磁线圈S1，此时它参与工作并打开电磁阀。主回路压力通过电磁阀S1排出，12换档右端的压力下降，同时弹簧力促使换档阀的滑阀改变位置。此时l2换档阀允许液体流人伺服缸的作用口一侧，完成从第1档换入第2档的动作。电磁线圈S2工作方法与S1相同，它和23换档阀有关。在图中示意的只是三档变速器的控制图。作为四档变速器还应有3一4换档阀或具有相应的电磁线圈，其工作原理是一样的。调压阀有它自己的电磁阀，它通过ECU的指令，使电磁阀S3断电或接通。而且允许调压阀工作在一种脉动状态下。它也可以像压力控制电磁阀，通过改变电流，改变回油的节流口，从而调节作用在调压阀顶部的油压，随之产生不同的主回路油压。（三）变矩器锁止离合器的液压回路图1039示意的是部分的液压系统图，这一部分主要用来操纵变矩器中的锁止离合器工作。这里有减压阀、离合器控制阀（变矩器锁定阀）和电磁阀。锁止离合器的工作（作用）是把液体压力送到离合器板背面，而锁止离合器的释放，则是把液体的流动方向反过来，在图中示意的是离合器作用的状态。 1变矩器锁止离合器处于工作状态主回路压力被送到减压阀。减压后的液体被送到离合器控制阀的弹簧端，并且也送到电磁控制阀。由于电磁控制阀执行ECU的指令，所以它处于打开状态。这时允许液体直接返回油盘，结果在离合器控制阀弹簧端的液体压力是无效的（不能建立较高的压力）。有一个节流孔设置在减压管路上，阻碍了液体流动，因此只有比较少的液体从电磁阀排出。如果没有这个节流小孔，在系统中就会出现没有必要的液体损失，而且会影响减压管路中油压的建立。主回路的压力送到离合器控制阀，并允许液体从问中通过，然后作用在变矩器的离合器板上，如图中的箭头所示。液体压力作用在离合器板背面，使离合器处于工作位置。离合器板正面的液体通过管路返回到离合器控制阀，从那里直接返回到油盘。离合器控制阀还能够调节作用在离合器板上的压力。减压后的液体同时也被送到离合器控制阀的右端。在这里有一个压力反应区域，处在这一端头的液体压力要使控制阀和相反端弹簧力相平衡。因此改变右端的液体压力，就可以改变进人变矩器且作用在离合器板上的油压。当变矩器锁止离合器作用时，作用在离合器板背面的油压是来自主回路的压力，是一种比较高的油压。2变矩器锁止离合器释放当电磁阀线圈断电，阀就处于关闭状态，停止向外排放液体，因此减压后的压力逐渐上升。在离合器控制阀弹簧端的压力把阀移向右端时，就阻断了主回路压力进入控制阀，但它允许变矩器的油压（来自第2调压阀）进人控制阀，并代替主回路压力。变矩器液体压力作用在离合器板正面，使离合器极向右移动，离开变矩器前端盖，结果锁止离合器释放。变矩器液体压力来自第2调压阀，是一种低压的油液。来自变矩器中的液体，通过离合器控制阀，经过油冷却器冷却后返回油盘。（四） 用占空比电磁阀控制变矩器锁止离合器的液压回路用占空比电磁阀控制变矩器锁止离合器作用的液压回路，主要是为了解决锁止离合器在作用和释放时的“感觉”。由于锁止离合器的作用过程，就是从“软连接”转变成“硬连接”的过程，如果这个过程过于短暂，就会引起汽车传动系的剧烈冲击，就像传统汽车起步时，突然释放离合器踏板一样。为了改善这种作用过程，通常采用占空比电磁阀控制方式，在作用和释放过程中，通过调节电磁阀的占空比，使作用在离合器板背面的油压随着负占空比的增加而增加。用占空比电磁阀控制变矩器锁止离合器的液压回路中，一般都有两个阀（见图1040），一个称为锁止离合器调节阀，占空比电磁阀就装配在该问上。占空比电磁间实际上是一个开关阀，通过调节一个周期内的开关时间，即和泄油口连通的时间，来调节左端控制口的油压，从而使锁止离合器调节阀输出油压能够随左端控制口的油压大小而发生变化。另外一个问称锁止离合器的控制阀（锁定阀），它的功能主要是控制进人变矩器液体的流动方向，当变矩器锁止离合器处于作用状态时（如图1040所示），来自锁止离合器调节阀的输出油压，经过该问进人变矩器离合器板的背面，该油压随占空比的变化而变化。此时，变矩器离合器板正面的油压通过该阀返回油盘。当变矩器锁止离合器不具备锁止条件时，作用在锁止离合器控制阀下端控制口的油压消除，则该问在上端弹簧力的作用下往下移位，处于另一位置。此时来自锁止离合器调节阀的输出油压受阻，无法进人锁止离合器的控制阀。同时来自变矩器的油压（或来自第2调压阀的油压），通过该问进人到锁止离合器板正面，使它和变矩器前盖脱离。离合器板背面的液体，则经过该阀和油冷却器相通。锁上离合器的控制阀有两种控制方式，图1040中示出的是单向液控的，该控制口的液体和锁止离合器调节阀控制口的液体压力是相同的，即只有达到某一占空比，锁止离合器的控制阀才可能切换位置。另外也可以设置一个两位两通电磁阀，组成电液控的换档阀方式。电磁阀线圈通断电，就形成了控制阀状态变化。 十、 一般故障诊断自动变速器由于结构类型较多，而且较为复杂，除了机械系统之外，还有十分复杂的液压系统和电控系统，因此产生故障的原因是多方面的，其中掌握每一个变速器的每一个档位的传动路线是诊断故障的主线，变速执行元件的作用或释放都是为传动路线服务的。多片离合器、制动箍带以及单向、超越式离合器都是比较容易损坏的机械部件，一旦变速执行元件失去功能，就可能影响档位的传动路线。由于每一个变速器中的复合行星齿轮机构不同，因此变速执行元件对传动路线的影响也不同。自动变速器中的液压系统主要是为变速执行元件中的多片离合器和伺服油缸服务的，使它们作用或释放。影响多片离合器或伺服油缸正常工作的最主要的因素是主回路油压。而影响主回路油压的因素很多，但关键是油泵的密封件磨损，调压阀卡滞或磨损以及液压回路的内部泄漏等。自动变速器的电子传感器主要收集换档信息和改善换档品质，以及监控报警信息，如果这些变速器的耳目发生损坏，则ECU无法执行正确的程序，无法正确地处理信息。自动变速器电控系统的执行元件主要指各种控制阀的电磁线圈，线圈的开路或短路以及电阻值发生变化是经常出现的故障，它直接影响电磁阀的工作。总之，由于影响自动变速器故障的因素很多，在诊断过程中要比较充分地加以考虑，可以采用比较法和筛选法，逐一加以判断。下面所列的故障及原因，具有典型性。1自动变速器油温过高原因：油底壳中液面位置过低；长期处于大扭矩，大负载下工作浓车辆长期处于等待状态时，制动踏板没有释放（变矩器中的液体严重“剪切”）；主回路油压偏低，多片离合器、制动箍带或变矩器锁止离合器（TCC）处于打滑状态；油冷却器管路或单向阀污垢堵塞。2换档过程有明显冲击原因：多片离合器或制动箍带因磨损而产生比较大的间隙，“飞车”或“丢速”引起换档冲击烽擦副的表面状态已变化；储能器活塞卡滞，峰值油压无法衰减；调压阀阀体卡滞。3液控自动变速器的换档点不准确低档换高档时车速提前的原因：节气门开度阀联动的钢绳索调整过松，使开度阀弹簧预紧力偏小；真空压力调制器滑阀发卡；调速阀滑阀发卡。低档换高档时车速延迟的原因：主回路油压偏高；节气门开度阀联动的钢绳索调整过紧，使开度阀弹簧预紧力偏大；调速阀单向阀座泄漏；真空压力调制器的真空管破裂或滑间发卡；换档阀滑阀发卡。4电控自动变速器的换档点不准确原因：换档规律开关选择不正确或损坏aCU控制程序有故障；节气门位置传感器和车速传感器有故障或连接导线松脱。换档电磁阀线圈故障或滑阀发卡。5主回路油压偏低原因：液面高度偏低或滤清器堵塞；油泵磨损泄漏；