自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)利用電子自動(dòng)控制原理，通過傳感器將汽車行駛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，電腦根據(jù)這些電信號(hào)作出是否需要換擋的判斷，并按照設(shè)定的控制程序發(fā)出換擋指令，操縱各種電磁閥換擋電磁閥、油壓電磁閥等)去控制閥板總成中各個(gè)控制閥的工作(接通或切斷換擋控制油路),驅(qū)動(dòng)離合器制動(dòng)器、鎖止離合器等液力執(zhí)行元件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)變速器的全面控制。
一、傳感器
電子控制裝置中常用的傳感器有節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、液壓油溫度傳感器等。
二、控制開關(guān)
電子控制裝置中的控制開關(guān)有：空擋啟動(dòng)開關(guān)、自動(dòng)跳合開關(guān)(降擋開關(guān))、制動(dòng)燈開關(guān)、超速擋開關(guān)、模式開關(guān)、擋位開關(guān)等。
三、執(zhí)行器
電子控制裝置中的執(zhí)行器是各種電磁閥。常見的有開關(guān)式電磁閥和脈沖線性式電磁閥兩種。
1.開關(guān)式電磁閥
開關(guān)式電磁閥的作用是開啟或關(guān)閉液壓油路，通常用于控制換擋閥及變矩器鎖止控制閥的工作。開關(guān)式電磁閥由電磁線圈、銜鐵、復(fù)位彈簧、閥芯和閥球所組成(圖3-1-62)。它有3種工作方式：一種是讓某一條油路保持油壓或泄空，如圖3-1-62a),即當(dāng)電磁線圈不通電時(shí)，閥芯被油壓推開，打開泄油孔，該油路的液壓油經(jīng)電磁閥泄空，油路壓力為零；當(dāng)電磁閥線圈通電時(shí)，電磁閥使閥芯下移，關(guān)閉泄油孔，使油路油壓上升。另一種是開啟或關(guān)閉某一條油路，即當(dāng)電磁線圈不通電時(shí)，油壓將閥芯推開，閥球在油壓作用下關(guān)閉泄油孔，打開進(jìn)油孔，使主油路壓力油進(jìn)入控制油道，如圖3-1-62b);當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，電磁力使閥芯下移，推動(dòng)閥球關(guān)閉進(jìn)油孔，打開泄油孔，控制油道內(nèi)的壓力油由泄油孔泄空，如圖3-1-62c)。
2.脈沖線性式電磁閥
脈沖線性式電磁閥的結(jié)構(gòu)與電磁式相似，也是由電磁線圈、銜鐵、閥芯或滑閥等組成(圖3-1-63)。它通常用來控制油路中的油壓。當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，電磁力使閥芯或滑閥開啟，液壓油經(jīng)泄油孔排出，油路壓力隨之下降。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，閥芯或滑閥在彈簧彈力的作用下將泄油孔關(guān)閉，使油路壓力上升。脈沖線性式電磁閥和開關(guān)式電磁閥的不同之處在于控制它的電信號(hào)不是恒定不變的電壓信號(hào)，而是一個(gè)固定頻率的脈沖電信號(hào)。
電磁閥在脈沖電信號(hào)的作用下不斷反復(fù)地開啟和關(guān)閉泄油孔，電腦通過改變每個(gè)脈沖周期內(nèi)電流接通和斷開的時(shí)間比率(稱為占空比，變化范圍為0%～100%),改變電磁閥開啟和關(guān)閉時(shí)間的比率，來控制油路的壓力。占空比越大，經(jīng)電磁閥泄出的液壓油越多，油路壓力就越低；反之，占空比越小，油路壓力就越大。脈沖線性式電磁閥一般安裝在主油路或減振器背壓油路上，電腦通過這種電磁閥在自動(dòng)變速器升擋或降擋的瞬間使油壓下降，進(jìn)一步減少換擋沖擊，使擋位的變換更加柔和。
四、自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)實(shí)例
廣州本田雅閣轎車MAXA型自動(dòng)變速器的電子控制系統(tǒng)主要由動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊(PCM)、傳感器和電磁閥等組成。
電子控制系統(tǒng)將根據(jù)各傳感器的輸入信號(hào)通過電磁閥對(duì)變速器實(shí)現(xiàn)換擋和鎖止控制，因而大大地改善了自動(dòng)變速器的使用性能。該自動(dòng)變速器在車輛行駛過程中，根據(jù)需要具有換擋控制、鎖止控制和坡度邏輯控制的功能，其電路如圖3-1-65所示。
1.換擋控制
換擋控制是由PCM控制的A/T離合器液壓控制電磁閥，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩而進(jìn)行的。行車中，當(dāng)PCM接收到各傳感器的輸入信號(hào)需要實(shí)施換擋時(shí)，PCM將控制換擋電磁閥A、B、C以及A/T離合器控制電磁閥A、B。前三者將變換換擋閥的位置確定所選擇的擋位，后兩者則調(diào)節(jié)其自身的壓力，并視情給某一離合器的油路增壓，以使相關(guān)齒輪組工作，從而實(shí)現(xiàn)變速器低、高速擋間的準(zhǔn)確而平順的變換。另外，當(dāng)換擋操縱手柄在D或D3位置，而車輛處于坡道上時(shí)，PCM中的坡度邏輯控制系統(tǒng)還將控制車輛在上、下坡或減速時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確而平順的換擋。
各擋位及擋位變換時(shí)換擋控制電磁閥的工作情況。
汽車的最佳換擋車速主要取決于汽車行駛時(shí)的節(jié)氣門開度。不同節(jié)氣門開度下的最佳換擋車速可以用自動(dòng)換擋圖來表示。節(jié)氣門開度越小，汽車的升擋車速和降擋車速越低；反之，節(jié)氣門開度越大，汽車的升擋車速和降擋車速越高。這種換擋規(guī)律十分符合汽車的實(shí)際使用要求。例如，當(dāng)汽車在良好的路面上緩慢加速時(shí)，行駛阻力較小，油門開度也小，升擋車速可相應(yīng)降低，即可以較早地升人高擋，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，減少汽車油耗；反之，當(dāng)汽車急加速或上坡時(shí)，行駛阻力較大，為保證汽車有足夠的動(dòng)力，油門開度應(yīng)較大，換擋時(shí)刻相應(yīng)延遲，也就是升擋車速相應(yīng)提高，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，以發(fā)出較大的功率，提高汽車的加速和爬坡能力。
汽車自動(dòng)變速器的操縱手柄或模式開關(guān)處于不同位置時(shí)，對(duì)汽車的使用要求也有所不同，因此其換擋規(guī)律也應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。電腦將汽車在不同使用要求下的最佳換擋規(guī)律以自動(dòng)換擋圖的形式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。在汽車行駛中，電腦根據(jù)擋位開關(guān)和模式開關(guān)的信號(hào)從存儲(chǔ)器內(nèi)選擇出相應(yīng)的自動(dòng)換擋圖，再將車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器測(cè)得的車速、節(jié)氣門開度與自動(dòng)換擋圖進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，在達(dá)到設(shè)定的換擋車速時(shí)，電腦便向換擋電磁閥發(fā)出電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)擋位的自動(dòng)變換，如圖3-1-67所示。
2.坡度邏輯控制
1)坡度邏輯控制工作程序
動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊PCM根據(jù)A/T中間軸轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、制動(dòng)開關(guān)和換擋操縱手柄位置等輸入的信號(hào)，將實(shí)際行駛條件進(jìn)行運(yùn)算并與存儲(chǔ)在PCM中的行駛條件進(jìn)行比較，以便選擇合適的換擋模式，即：正常模式(即平路模式);上坡模式(采用模糊邏輯方式);下坡模式(分緩坡下坡模式和陡坡下坡模式);減速模式。從而控制車輛在爬坡、下坡或減速時(shí)的換擋。
2)上坡?lián)Q擋控制模式
當(dāng)PCM測(cè)知車輛在D4和D3位置處于上坡行駛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)擴(kuò)展2擋和3擋的驅(qū)動(dòng)范圍，以防止自動(dòng)變速器在2擋和3擋以及3擋和4擋之間的頻繁換擋，從而是車輛行駛平穩(wěn)；而且在需要時(shí)能夠提供更多的動(dòng)力。存儲(chǔ)在PCM中的2擋和3擋以及3擋和4擋間的變速數(shù)據(jù)可以使PCM的模糊邏輯根據(jù)坡度的大小自動(dòng)選擇最合適的擋位；模糊邏輯是一種人工智能形式，即讓計(jì)算機(jī)模擬人腦，以對(duì)變化的條件作出反映。圖3-1-69是上坡?lián)Q擋控制模式。
3)下坡?lián)Q擋控制模式
當(dāng)PCM測(cè)知車輛在D4和D3位置處于下坡行駛狀態(tài)時(shí)，由3擋向4擋和2擋向3擋(當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí))的急速會(huì)比在平路上加速要快，以擴(kuò)展3擋和2擋的驅(qū)動(dòng)范圍。與由減速鎖止而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)相結(jié)合，使車輛減速時(shí)平穩(wěn)。按照在PCM中所存儲(chǔ)的坡度的大小，對(duì)于3擋不同的驅(qū)動(dòng)區(qū)域和2擋的驅(qū)動(dòng)區(qū)域，有3種下坡?lián)Q擋控制模式。當(dāng)車輛處于4擋，且在陡坡上制動(dòng)減速時(shí)，自動(dòng)變速器將降至3擋。而當(dāng)加速時(shí)，自動(dòng)變速器恢復(fù)高擋位。
4)減速換擋控制模式
當(dāng)車輛行駛至道路拐角處，需先減速然后再加速時(shí)，PCM設(shè)定數(shù)據(jù)用于控制減速，以減少自動(dòng)變速器的換擋總次數(shù)。當(dāng)車輛由高于43km/h的速度減速時(shí)，PCM將使自動(dòng)變速器從4擋換至2擋，比普通換擋要提前，以適應(yīng)緊隨其后的加速。
3.電子車速控制
電子車速控制系統(tǒng)能自動(dòng)控制車速，使汽車按選定的速度穩(wěn)定行駛，無需駕駛員反復(fù)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。當(dāng)然，在必要時(shí)也可脫開這種自動(dòng)方式，轉(zhuǎn)而由駕駛員控制車速。電子車速控制系統(tǒng)由以電腦為主的電子控制單元(ECU)和真空?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)組成，后者包括真空調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)伺服膜盒、車速控制開關(guān)和制動(dòng)踏板上的真空解除開關(guān)等部分。
電腦按車速傳感器提供的車速信號(hào)，控制真空機(jī)構(gòu)工作。根據(jù)電腦的輸出信號(hào)，電磁滑閥可調(diào)節(jié)控制進(jìn)入該機(jī)構(gòu)的新鮮空氣量，從而能控制作用于伺服膜盒內(nèi)的真空度。當(dāng)車速低時(shí)，真空調(diào)節(jié)器供給的空氣量減少，使伺服膜盒內(nèi)的真空度增加，通過膜片的移動(dòng)，使節(jié)氣門開大。反之，當(dāng)車速高于控制車速時(shí)，真空調(diào)節(jié)器供給的空氣量就會(huì)增加，伺服膜盒內(nèi)的真空度降低，使節(jié)氣門開度減小。
正常行駛時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管負(fù)壓和真空調(diào)節(jié)器供給定量空氣的共同作用下，伺服膜盒內(nèi)保持一定的真空度，控制汽車按預(yù)定速度穩(wěn)定行駛。
當(dāng)汽車以巡航方式在超速擋行駛時(shí)，若實(shí)際行駛車速低于標(biāo)準(zhǔn)車速4km/h以上，巡航控制單元將向ECU發(fā)出信號(hào)，要求自動(dòng)退出超速擋。這種控制功能還可以防止自動(dòng)變速器在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于60℃時(shí)進(jìn)入超速擋工作。
電腦在進(jìn)行自動(dòng)模式選擇控制時(shí)，主要參考操縱手柄的位置及加速踏板被踩下的速率高低，以判斷駕駛員的操作目的，自動(dòng)選擇控制模式。