自动变速器电控系统的分析与诊断

自动变速器由变扭器、齿轮传动机构、液压控制系统、电子控制系统及冷却润滑系统组成。其中,电控系统采用微机控制,提高了自动变速器的技术性能,同时,在进行自动变速器故障诊断与分析过程中,电控系统的检测成为一个重要因素。

自动变速器电控系统的功能主要包括:换档控制,主油压控制,强制离合器控制,变扭器锁止离合器控制,缓冲控制等。

1电控系统的组成

自动变速器电控系统由有关的传感器、执行器和控制器组成。

1.1电控系统的传感器

自动变速器电控系统的传感器将车速、发动机负荷、油温、档位等与档位控制相关的工况信息转换为电信号,输入自动变速器的控制器。电控系统常用的传感器如表1所示。

在采用局域网控制技术的车型上,一些与发动机控制系统、ABS控制系统等公用的传感器信号(如车速传感器、节气门位置传感器、水温传感器等),通过局域网数据通道输入自动变速器控制器。

例如,克莱斯勒(CHRYSLER)41TE自动变速器电控系统,通过CCD总线传送的信号有:水温、环境温度、发动机转速、怠速设定值、制动信号、巡航信号、进气压力；采用独立传感器的信号有蓄电池电压、点火开关、节气门位置、曲轴位置、涡轮转速(输入轴)转速、档位位置、L/R档压力开关、2/4档压力开关、超速档压力开关等。

1.2电控系统的执行器

电控系统的执行器有速比电磁阀、锁止电磁阀、调压电磁阀、蓄压器调节电磁阀、强制离合器电磁阀、缓冲电磁阀等。

1.2.1液压电磁阀的类型

自动变速器液压系统的电磁阀按其控制信号有开关型、比例型和占空比型。开关型电磁阀由微机输出的开关信号控制,电磁阀的状态有通、断两种位置。比例型电磁阀有比例电磁铁控制节流阀,节流阀的输出压力与电磁铁的输入电流成线性比例关系。占空比型电磁阀由微机输出的占空比信号控制,电磁阀的阀心伸缩有无数个位置。开关型电磁阀用于换档油路控制、锁止离合器控制,比例型或占空比型电磁阀用于换档油路、主油压、蓄压器背压等液压控制。

电磁阀按其控制液压油路的流向分为二通型和三通型。二通型电磁阀可控制某一油路保压或排空,所谓常保压式二通型电磁阀,是指当该电磁阀断电时,将其所控制的油路与给压油路导通,使其压力升高；当该电磁阀通电时,将其所控制的油路与泄压油路导通,使其排空。所谓常排空式二通型电磁阀,是指当该电磁阀通电时,将其所控制的油路与给压油路导通,使其压力升高；当该电磁阀断电时,将其所控制的油路与泄压油路导通,使其排空。

三通型电磁阀可控制某一油路换向。当电磁阀通、断电时,阀心打开一个油孔,同时关闭另一个油孔,使控制油路与打开的油孔相通。

1.2.2电磁阀的应用方式

自动变速器电磁阀的应用有2种方式,一种方式是在微机程序控制下适时通断液压油路,使作用在液压阀一端的压力发生变化,推动滑阀移位,控制有关的液压油路转换。这种类型的电磁阀为开关型二通电磁阀。这种应用方式称为液压阀作用式,可以概括为:自动变速器微机→电磁阀→液压阀→执行器油路→执行器。

自动变速器电磁阀应用的另一种方式是在微机程序控制下,适时调节液压油路转换和油液压力变化,控制有关的液压执行元件充油或排油。

这种类型的速比电磁阀一般为占空比型三通电磁阀。微机以合适的占空比信号控制速比电磁阀调节油液压力变化,以实现液压执行元件的接合、分离动作。这种应用方式为执行器作用式,可以概括为:自动变速器微机→电磁阀→执行器油路→执行器。

1.2.3电磁阀的基本功能

速比电磁阀的应用有液压阀作用式和执行器作用式2种方式,液压阀作用式是速比电磁阀在微机程序控制下适时通断液压油路,使作用在自动变速器液压系统自动换档阀一端的压力发生变化,推动滑阀移位,控制有关的液压执行元件充油或排油,实现速比转换。这种类型的速比电磁阀一般有2个以上,为开关型二通电磁阀。

速比电磁阀应用的另一种方式是执行器作用式,速比电磁阀在微机程序控制下,适时调节液压油路转换和油液压力变化,控制有关的液压执行元件充油或排油,实现速比转换。这种类型的速比电磁阀一般为占空比型三通电磁阀。微机以合适的占空比信号控制速比电磁阀调节油液压力变化,可实现液压执行元件的接合、分离动作较为理想。

锁止电磁阀的功能是控制变扭器的锁止离合器接合或分离。采用液压阀作用式或执行器作用式。在微机程序控制下,锁止电磁阀适时通断液压油路,调节锁止离合器继动阀动作变换油路或直接变换油路,使锁止离合器动作,实现机械锁止或柔性锁止。锁止电磁阀一般有1个或2个,为开关型、比例型或占空比型电磁阀。

调压电磁阀的功能是根据自动变速器的工况变化,适时调节液压系统的主油压、蓄压器背压、液压执行元件动作油压等。调压电磁阀一般均通过控制相应的调节阀动作,实现对应的液压控制。调压电磁阀一般有1个或2个, 为开关型或占空比型电磁阀。

蓄压器调节电磁阀的功能是在速比变换过程中,调节蓄压器的背压,使对应液压执行元件的缓冲效果更加理想。蓄压器调节电磁阀采用执行器作用式,为占空比型；也可采用液压阀作用式,为开关型。

强制离合器电磁阀的功能是在滑行行驶时,根据自动变速器工况的变化,适时调节液压系统油路转换,推动强制离合器调节阀动作,使强制离合器进油接合,可实现发动机制动功能；使强制离合器泄油可解除发动机制动。

2 速比电磁阀控制原理

速比变换控制系统的功能是:速比油路变换,液压执行元件动作缓冲。

电控自动变速器利用速比电磁阀控制速比变换油路。速比电磁阀的应用方式有液压阀作用式和执行器作用式2种。

液压执行元件的动作缓冲一般通过调节蓄压器背压或主油压来实现。

速比变换控制系统的组成包括:手动控制阀,换档阀,速比电磁阀,蓄压器,液压执行元件(离合器,制动器),单向轮等。

液压阀作用式速比电磁阀有独立型和组合型两类。

2.1独立型速比电磁阀

独立型速比电磁阀的典型控制原理如图1所示。每个独立型速比电磁阀通过动作通断油路,直接控制某个自动换档阀移位动作。