電控自動(dòng)變速器傳動(dòng)及控制技術(shù)探討

張青原 賀彪 趙學(xué)廣

摘要：在我國(guó)，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(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加電控單元。與此同時(shí)在汽車內(nèi)采用 電控?fù)Q擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而將車輛燃油經(jīng)濟(jì)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(dá)到理想的效果，最終使得車輛的操縱性能受到影響。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器；變速器；電子控制系統(tǒng)；CVT

中圖分類號(hào)：U463.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)變速器分類以及特點(diǎn)

1.1 液力機(jī)械式自動(dòng)變速器

液力機(jī)械式自動(dòng)變速器具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且對(duì)于不同型號(hào)的變速器來(lái)說(shuō)具有不同的局部結(jié)構(gòu)。液力機(jī)械式自動(dòng)變速器主要由液力變矩器、行星齒輪變速器、液壓操縱機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)組成 的。液力變矩器是液力機(jī)械式自動(dòng)變速器的主要部分，它主要是由 葉輪、渦輪以及導(dǎo)輪組成的。液力變矩器不僅起離合器的作用，而 且還具有無(wú)級(jí)連續(xù)變速以及變矩的能力。在外部負(fù)載的時(shí)候，液力 機(jī)械式自動(dòng)變速器具有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)以及適應(yīng)能力。除此之外， 液力機(jī)械式自動(dòng)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(jī)械式自動(dòng)變速器主要 應(yīng)用在小型車輛中。

1.2 無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器 從理論上來(lái)講，無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器可以保 證車輛在較為理想的經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)工作，從而使得汽車的驅(qū)動(dòng)力以及 車速能夠達(dá)到平穩(wěn)。按照動(dòng)力傳遞的形式來(lái)劃分，無(wú)級(jí)變速器能夠 分為電動(dòng)式無(wú)級(jí)變速器、流體式無(wú)級(jí)變速器以及機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器。從結(jié)構(gòu)上來(lái)分析無(wú)級(jí)變速器，它真正的實(shí)現(xiàn)了速比的連續(xù)無(wú)級(jí)變化，

并且使得發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配。然而無(wú)級(jí)變速器主要是

依靠傳動(dòng)帶的擠壓而產(chǎn)生一定的摩擦力，進(jìn)而能夠傳遞動(dòng)力。目前，

無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器主要應(yīng)用在排量在 1L 到 2.5L 左右的轎車以及輕型汽車上。

1 自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)。自動(dòng)變速器可分為機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT、

無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器 CVT 和液力式自動(dòng)變速器。

AMT 在原有手動(dòng)、有級(jí)、普通齒輪變速器的基礎(chǔ)上增加了電子

控制系統(tǒng)，來(lái)自動(dòng)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(yīng)用有好的前景；CVT采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合來(lái)傳遞動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，目前在汽 車上的應(yīng)用已具有一定的市場(chǎng)份額；液力式自動(dòng)變速器是目前應(yīng)用 最廣泛、技術(shù)最成熟的。液力自動(dòng)變速器主要由液力變矩器、機(jī)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(gè)通過(guò)自動(dòng)變速器油（ATF）傳 遞動(dòng)力的裝置。在一定范圍內(nèi)自動(dòng)、連續(xù)地改變轉(zhuǎn)矩比，具有自動(dòng) 離合器的功用。②機(jī)械變速器。采用 2-3 排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，在 液力變矩器轉(zhuǎn)矩變化的基礎(chǔ)上再增大 2-4 倍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)倒檔傳動(dòng)。 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(dòng)器的工作狀況的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械變速器的自動(dòng)換擋。

2.2 自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理。①自動(dòng)變速器

電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。自動(dòng)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(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)工作原理。電控自動(dòng)變速器是通過(guò) 各種傳感器，將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開(kāi)度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、 ATF 油溫等參數(shù)信號(hào)輸入ECU，ECU 根據(jù)這些信號(hào)，按照設(shè)定的換擋 規(guī)律，向油壓電磁閥、換擋電磁閥等發(fā)出動(dòng)作控制信號(hào)，換擋電磁 閥和油壓電磁閥再將 ECU 的動(dòng)作控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?hào)，閥 板中的各控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào)，控制換擋執(zhí)行元件的動(dòng)作，

從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋過(guò)程。

3 自動(dòng)變速器的電子控制系統(tǒng)控制技術(shù)

3.1 換擋控制。汽車在特定工況下都會(huì)有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的最佳換 擋時(shí)刻，這樣汽車會(huì)發(fā)揮最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。汽車在行駛過(guò)程 中，電子控制單元會(huì)根據(jù)模式選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)、車速信號(hào)、節(jié)氣門的 開(kāi)度信號(hào)等參數(shù)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉換擋電磁閥，繼而打開(kāi)或關(guān)閉通往離 合器、制動(dòng)器的油路，使變速器升檔或降擋。

3.2 換檔平順性控制。自動(dòng)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(dòng)變速器在升檔和降檔的瞬間，ECU 通過(guò)電磁閥會(huì)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(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，來(lái)減少輸出軸的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。如果由 P 擋（N 擋）轉(zhuǎn)為D 擋（R 擋），或相反動(dòng)作時(shí)，自動(dòng)變速器通過(guò)調(diào)整噴油量， 把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化減少到最小限度，以改善換擋。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)對(duì)自動(dòng)變速器及電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的介紹，分

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

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