電控自動變速器傳動及控制技術探討

張青原 賀彪 趙學廣

摘要：在我國，汽車主要采用了固定軸式變速器，并且在現(xiàn)有的變速器結構的基礎上增加電控單元。與此同時在汽車內(nèi)采用 電控換擋執(zhí)行機構，從而將車輛燃油經(jīng)濟性以及乘坐的舒適性提高。由于汽車容易受到較大的車載變化、行駛路況以及駕駛 意圖影響，這就使得離合器和擋位控制不能夠達到理想的效果，最終使得車輛的操縱性能受到影響。

關鍵詞：自動變速器；變速器；電子控制系統(tǒng)；CVT

中圖分類號：U463.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0187-01

Discussion on electric automatic transmission and control technology

Zhang Qingyuan He Biao Zhao Xueguang

Great Wall Motor Company， Automotive Engineering Technical Center of HeBei， baoding 071000

Abstract： in China， the fixed shaft transmission is mainly used in automobiles， and the electric control unit is added on the basis of the existing transmission structure. At the same time， electric control gear shift actuator is adopted in the vehicle， which improves the fuel economy and comfort of the vehicle. As the vehicle is vulnerable to large vehicle changes， driving conditions and driving intentions， the clutch and gear control cannot achieve ideal results， and ultimately the vehicle's control performance is affected.

Keywords： automatic transmission； Transmission； Electronic control system； The CVT transmission

1 自動變速器分類以及特點

1.1 液力機械式自動變速器

液力機械式自動變速器具有較為復雜的結構，并且對于不同型號的變速器來說具有不同的局部結構。液力機械式自動變速器主要由液力變矩器、行星齒輪變速器、液壓操縱機構以及控制系統(tǒng)組成 的。液力變矩器是液力機械式自動變速器的主要部分，它主要是由 葉輪、渦輪以及導輪組成的。液力變矩器不僅起離合器的作用，而 且還具有無級連續(xù)變速以及變矩的能力。在外部負載的時候，液力 機械式自動變速器具有良好的自動調(diào)節(jié)以及適應能力。除此之外， 液力機械式自動變速器不僅能夠?qū)④囕v起步的轉(zhuǎn)矩增大，而且能夠 使得車輛的起步性能得到提高。目前，液力機械式自動變速器主要 應用在小型車輛中。

1.2 無級自動變速器 從理論上來講，無級自動變速器可以保 證車輛在較為理想的經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)工作，從而使得汽車的驅(qū)動力以及 車速能夠達到平穩(wěn)。按照動力傳遞的形式來劃分，無級變速器能夠 分為電動式無級變速器、流體式無級變速器以及機械式無級變速器。從結構上來分析無級變速器，它真正的實現(xiàn)了速比的連續(xù)無級變化，

并且使得發(fā)動機與傳動系統(tǒng)達到最佳匹配。然而無級變速器主要是

依靠傳動帶的擠壓而產(chǎn)生一定的摩擦力，進而能夠傳遞動力。目前，

無級自動變速器主要應用在排量在 1L 到 2.5L 左右的轎車以及輕型汽車上。

1 自動變速器電子控制系統(tǒng)結構和工作原理

2.1 自動變速器結構。自動變速器可分為機械式自動變速器AMT、

無級自動變速器 CVT 和液力式自動變速器。

AMT 在原有手動、有級、普通齒輪變速器的基礎上增加了電子

控制系統(tǒng)，來自動控制離合器的接合、分離和變速器檔位的變換， 在重型車上應用有好的前景；CVT采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合來傳遞動力，可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，目前在汽 車上的應用已具有一定的市場份額；液力式自動變速器是目前應用 最廣泛、技術最成熟的。液力自動變速器主要由液力變矩器、機械 變速器、液壓控制系統(tǒng)、冷卻濾油裝置等組成。

力變矩器。液力變矩器是一個通過自動變速器油（ATF）傳 遞動力的裝置。在一定范圍內(nèi)自動、連續(xù)地改變轉(zhuǎn)矩比，具有自動 離合器的功用。②機械變速器。采用 2-3 排行星齒輪機構組成，在 液力變矩器轉(zhuǎn)矩變化的基礎上再增大 2-4 倍，同時實現(xiàn)倒檔傳動。 ③液壓控制系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)使汽車行駛中根據(jù)駕駛員的要求和 行駛條件的需要，控制離合器和制動器的工作狀況的改變來實現(xiàn)機械變速器的自動換擋。

2.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)結構及工作原理。①自動變速器

電子控制系統(tǒng)結構。自動變速器的電子控制系統(tǒng)包括傳感器、電子 控制單元 ECU 和執(zhí)行器。下圖中列出了電子控制系統(tǒng)中的各種傳感 器及作為執(zhí)行器的電磁閥等。

②自動變速器電子控制系統(tǒng)工作原理。電控自動變速器是通過 各種傳感器，將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機水溫、 ATF 油溫等參數(shù)信號輸入ECU，ECU 根據(jù)這些信號，按照設定的換擋 規(guī)律，向油壓電磁閥、換擋電磁閥等發(fā)出動作控制信號，換擋電磁 閥和油壓電磁閥再將 ECU 的動作控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘枺y 板中的各控制閥根據(jù)這些液壓控制信號，控制換擋執(zhí)行元件的動作，

從而實現(xiàn)自動換擋過程。

3 自動變速器的電子控制系統(tǒng)控制技術

3.1 換擋控制。汽車在特定工況下都會有一個相對應的最佳換 擋時刻，這樣汽車會發(fā)揮最佳的動力性和經(jīng)濟性。汽車在行駛過程 中，電子控制單元會根據(jù)模式選擇開關信號、車速信號、節(jié)氣門的 開度信號等參數(shù)來打開或關閉換擋電磁閥，繼而打開或關閉通往離 合器、制動器的油路，使變速器升檔或降擋。

3.2 換檔平順性控制。自動變速器改善換擋平順性的方法有換 擋油壓控制。減小轉(zhuǎn)矩控制和N-D 換擋控制。

自動變速器在升檔和降檔的瞬間，ECU 通過電磁閥會降低主油 壓，這樣減少了換擋的沖擊，使換擋平順。在換擋的瞬間，還可以 減小發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，來減少輸出軸的轉(zhuǎn)矩波動。如果由 P 擋（N 擋）轉(zhuǎn)為D 擋（R 擋），或相反動作時，自動變速器通過調(diào)整噴油量， 把發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化減少到最小限度，以改善換擋。

結語：

通過對自動變速器及電子控制系統(tǒng)結構和工作原理的介紹，分

析了自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容，希望駕駛自動變速器的 車主朋友能根據(jù)需要通過自動變速器控制的內(nèi)容實現(xiàn)最佳的換擋平 順及獲得更好的燃油經(jīng)濟性。

參考文獻

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