自动变速器控制系统的组成

05-26

自动变速器控制系统根据操纵手柄的位置和汽车行驶状态实现自动换挡（控制变矩器中液压油的循环和冷却，以及控制变矩器中锁止离合器的工作。

自动变速器控制系统的组成

自动变速器控制系统由液压信号装置、换挡控制装置、换挡品质控制装置和液力变矩器控制装置组成，电子控制自动变速器的控制系统还包括各种传感器、执行器、电子控制单元等。

液压信号装置

液压信号装置是将节气门开度和车速的变化转变成液压信号的装置。

常见的液压信号装置有节气门阀和车速调压阀两种。

1 )节气门阀
节气门阀用于转换节气门油压，反映节气门开度，控制系统根据汽车节气门开度的大小改变主油路油压和换挡车速，满足汽车使用要求。
节气门阀是由节气门开度所控制，根据控制方式的不同，节气门阀有机械式节气门阀、真空式节气门阀、带海拔高度补偿装置的真空式节气门阀等几种型式。由于机械式节气门阀结构简单、工作可靠，所以使用最广泛。
如图3. 42所示为一种机械式节气门阀的结构简图，它由柱塞2、阀芯4、弹簧3和阀体等组成。
当踩下加速踏板，使节气门开度增大时，摇臂1沿逆时针方向转动，推动柱塞2右移，压缩弹簧3，使其弹力增大，则推动阀芯4右移，使进油口 a的开口量增大，而泄油口的开口量减小，于是通往控制装置的输出油压上升。阀芯右端的油室与出油口 b相通，压力油对阀芯4产生向左的液压推力。当压力油对阀芯的作用力与弹簧3的作用相平衡时，阀芯就保持在某一工作位置，得到一个稳定的输出信号油压。

当摆臂1沿逆时针方向转到最大转角位置时，柱塞2移动到右端位置，其环槽把油口 d与b接通，此时输出压力达最大值，并从d口输出，送往强制降挡油路，从而达到强制降挡目的。

2)车速调节阀

车速调节阀能根据汽车速度的变化得到和汽车速度相对应的输出油压，从而控制自动变速器的换挡时机。车速调节阀一般装在输出轴上，车速调节阀有单锤式、双锤式和复锤式等型式。在电子控制自动变速器中，车速调节阀由车速传感器代替，这里就不再介绍其构造。

换挡控制装置

换挡控制装置按照换挡规律的要求，随着控制参数的变化，自动地选择最佳换挡点，发出换挡信号，控制换挡执行机构，完成挡位的自动变换。液压换挡控制装置有手动阀、换挡控制阀。

1) 手动阀
手动阀是一种直接由驾驶员控制的多路换向阀，位于控制系统的阀板总成中，经机械传动机构和自动变速器操纵手柄相连。手动阀根据自动变速器操纵手柄的位置，使自动变 ;
速器处于不同的挡位状态。在操纵手柄处于不同位置时，如停车挡P、空挡N、倒挡R、前进挡D、前进低挡S、L或2、1等，手动阀也随之移至相应的位置，使进人手动阀的主油路与不同的控制油路接通，或直接将主油路压力油送人不同的控制油路，并让不参加工作的控制油路与泄油孔接通。

如图3 .43所示为自动变速器手动阀的一种结构。阀体通过连接杆受操纵手柄操纵，阀体能左右移动，移动时能分别打开或关闭阀体中的油道。手动阀的进油口与主油路压力调节阀相通，出油口与各换挡阀、丨顿序动作阀或离合器调节阀相通。;

2)换挡控制阀
换挡控制阀是一种由液压控制的两位换向阀，它根据节气门开度或车速的变化，自动制挡位的升降，使自动变速器处于最适合汽车行驶状态的挡位上。
任何一种自动变速器都用换挡控制阀来实现自动换挡，其数目根据变速器前进挡位数而定，安装在自动变速器阀板内。阀由阀体、阀等组成，如图3 .44所示为换挡控制阀的工作原理示意图。

对于全液压控制自动变速器来说，自动变速器换挡阀的滑阀移动完全由节气门阀产生的节气门油压朽和车速调压阀产生的油压Pi大小来控制。

节气门开度越大，节气门油压也越大；车速调压阀产生的油压取决于车速，车速越高，速度调节油压也就越高。若汽车行驶中，节气门开度保持不变，当车速较低时，滑阀右端的调节油压Pi较小，低于左端节气门油压 P2和弹簧力F之和，此时滑阀保持在右端低挡位置，主油路压力油进人低挡换挡执行元件，如图3 .44(a)所示；

随着车速的提高，速度调节油压Pi逐渐增大，当车速提高到某一车速时，滑阀右端的速度调节油压P:增大至超过左端节气门油压P2和弹簧力F之和，此时滑阀将移向左端高挡位置，主油路压力油进人高挡换挡执行元件，让自动变速器升高一个挡位，如图3. 44(b)所示（若汽车在高挡位行驶中因上坡或阻力增大而使车速下降时，速度调节油压巧也随之降低，当车速下降到某一数值时，换挡阀右端的速度调节油压巧将降低至小于左端节气门油压巧和弹簧力F之和，此时滑阀移向右端低挡位置，使自动变速器降低一个挡位。因此，当节气门开度不变时，汽车升挡和降挡时刻完全取决于车速。

若汽车行驶中保持较大的节气门开度，则滑阀左端的节气门油压也较大，速度调节油压必须在较高的车速下才能达到节气门油压和弹簧弹力之和，使自动变速器升挡，因而相应的升、降挡车速都较高（反之，若汽车行驶中保持较小的节气门开度，则滑阀左端节气门油压也较小，速度调节油压在较低的车速下就能达到节气门油压和弹簧弹力之和，因而相应的升、降挡车速都较低。

因此，汽车的升挡和降挡车速取决于节气门的开度，节气门的开度越大，汽车升挡和降挡的车速就越高（反之，节气门开度越小，汽车升挡和降挡的车速也就越低。当汽车行驶阻力较大时，驾驶员必须将节气门保持在较大的开度才能保证汽车的加速，此时汽车的换挡车速也应比平路行驶时稍高一些，以防止过早换挡而导致“拖挡”现象。反之，当汽车平路行驶或载重较小时，节气门保持在较小的开度，换挡车速也可以低一些，以节省燃油。这种换挡车速随节气门开度变化的规律符合汽车的实际使用要求。

3 )强制降挡阀
强制降挡阀用于节气门全开或接近全开时，强制性地将自动变速器降低一个挡位，以获得良好的加速性能。
强制降挡阀主要有两种类型，一种类似于节气门阀，另一种是一种电磁阀。类似于节气门阀的强制降挡阀结构如图3. 45所示，由控制节气门阀的节气门拉索和节气门阀凸轮控制其工作。在节气门接近全开时，节气门拉索通过节气门阀凸轮推动强制降挡阀，使之打开一个通往各个换挡阀的油路B。该油路的压力油作用在阀上气门压，使阀至低挡位置，使自动变速器降低一个挡位。

另一种强制降挡阀是一种电磁阀，由安装在加速踏板上的强制降挡开关控制。当加速踏板踩到底时，强制降挡开关闭合，使强制降挡磁阀，磁阀用在阀上的力路，主油路压力油进人换挡阀作用着节气门油压的一端，强迫换挡阀移动，让自动变速器降低一个挡位。

换挡品质控制装置

换挡品质是指换挡过程的平顺程度。换挡过快，产生较大的冲击和动载荷（而换挡过慢，虽然改善了换挡平稳性，但摩擦元件的滑转时间延长，导致其温度升高、磨损增加。因此，在换挡阀至换挡执行元件之间的油路中增加了一些装置如蓄能器、单向节流阀和调节阀等，提高换挡过程的平稳性。
1 蓄能器

蓄能器用于储存少量压力油液!在换挡时，使压力油液迅速流到换挡执行机构的油缸，并吸收和平缓所输送油压的压力波动。当弹簧被压缩时，储存能量，而当弹簧伸长时，释放能量。蓄能器在自动变速器控制系统中采用的一般是弹簧式，它由缸筒、活塞和弹簧组成。

2)单向节流阀

单向节流阀对流向换挡执行元件的液压油产生节流作用，在换挡执行元件接合时延缓油压增大的速率，以减小换挡冲击。

单向节流阀有两种型式：

①弹簧节流阀式，如图3 .46(a)、（b)所示，在充油时，节流阀关闭，液压油只能从节流阀中的节流孔通过，从而产生节流效应（在回油时，液压油将节流阀推开，节流孔不起作用。

②球阀节流孔式，如图3 .46(c)、(d)所示，在充油时，球阀关闭，液压油只能从球阀旁的节流孔经过，减缓了充油过程（回油时，球阀开启，加快了回油过程。

液力变矩器控制装置

液力变矩器控制装置为液力变矩器提供具有一定压力的液压油，同时将变矩器内受热后的液压油送至散热器冷却，并让一部分冷却后的液压油流回到齿轮变速器，对齿轮变速器中的轴承和齿轮进行润滑；同时控制变矩器中锁止离合器工作。下面仅介绍全液压控制自动变速器的液力变矩器所用锁止离合器控制装置。
1) 组成

液力变矩器锁止离合器控制装置由压力调节阀、泄压阀、回油阀、锁止信号阀、锁止继动阀及相应的油路组成。

2) 锁止离合器控制原理

液力变矩器锁止离合器的工作是由锁止信号阀和锁止继动阀一同控制的，其原理如图3 .47所示。

锁止信号阀上方作用着车速调压阀调节的油压。当车速较低时，车速调压阀调节的油压也较低，锁止信号阀在弹簧弹力的作用下保持在上方位置，将通往锁止继动阀主油路切断，从而使锁止继动阀在上方弹簧弹力及主油路油压的作用下保持在下方位置，让变矩器中锁止离合器压盘左侧的油腔与来自变矩器压力调节阀的进油道相通，此时锁止离合器处于分离状态，发动机动力完全由液力来传递，如图3 .47(a)所示。

当汽车以高速挡行驶，且车速及相应的车速调压阀调节的油压升高到一定数值时，锁止信号阀在车;速调压阀调节的油压的作用下被推至下方位置，使来自高速挡油路的主油路压力油进人锁止继动阀下端，锁止继动阀在下方主油路油压的作用下上升，从而锁止离合器左侧的油腔与泄油口相通，锁止离合器前移，与泵轮摩擦接合，发动机动力经锁止离合器直接传至涡轮输出，如图3 .47(b)所示。