A. 汽車自動變速系統的控制是怎麼實現的 (AT)
自動變速能夠根據動力傳動系統內部和外部的狀態,以及行駛工況的需求,自動地選擇合適的傳動比,具有這種功能的變速箱稱為自動變速箱,分有級和無級變化傳動比兩類。在自動變速過程中,有級傳動比變速箱的變速控制,也稱為換檔控制;而傳動比可以連續無級變化的變速箱,稱為無級變速箱(CVT)。無級變速具有理想的恆功率傳動性能,變速過程連續平穩,沒有動力中斷。採用電子技術特別是微電子技術控制已成為當前汽車實現自動變速功能的主要方法。 第一台具有自動換檔的變速箱於1940年在美國出現,到60年代後期美國生產的轎車中已經普遍採用了自動變速箱。歐洲的一些國家和日本自50年代後期,也開始研製自動變速箱並在轎車上使用,其比例日益增高。 自動變速箱的優點有: 簡化操作,對駕駛技術要求降低,提高了行車安全性; 採用電子控制後,能夠按汽車行駛需要的最佳動力性或經濟性選擇最佳的換檔規律運轉,可以充分發揮動力傳動系統的性能; 採用自動換檔,換檔過程較手動換檔平穩,提高了舒適性和方便性,減少了動力傳動系統的沖擊,從而是發動機工作平穩,有利於減少污染排放。 目前自動變速箱還有一些缺點,主要是技術要求高、結構復雜、加工難度大、成本高。另外,目前轎車採用自動變速後在加速性能和燃油消耗方面都不如技術熟練的專業駕駛員操縱手動換檔優越,尚需研究解決。 按照變速控制的方式和變速箱的型式,目前自動變速的類型主要有:液壓自動變速(AT)、電液自動變速(EAT)、手動換檔變速箱自動變速(EMT)、無級變速(CVT、ECVT)。其中EAT、EMT、ECVT類型都採用了電子控制技術,而且液壓自動變速也將逐漸被電液自動變速所取代。 變速控制系統的輸入信號與執行機構 1、油門與車速信號 作為自動變速控制系統的輸入信號,目前應用最為廣泛的是油門信號與車速信號,分別由油門位置感測器和轉速感測器產生。 2、換檔電磁閥 換檔電磁閥(簡稱電磁閥)是將電子控制信號轉換為液壓控制信號的元件,安裝在控制變速的液壓系統集成閥塊上,實際上是一種電控液壓換向閥。它接收換檔電子控制單元(ECU)發來的電控指令信號,通過其電磁鐵的「開」(同電)與「關」(斷電),驅動液壓換向閥,實現液壓油路的「通」與「斷」,從而控制自動變速箱中換檔離合器或制動器的結合或分離,完成升檔或降檔操作。常用的汽車換檔控制電磁閥有兩種類型,二位二通電磁閥和二位三通電磁閥。 3、電液比例壓力控制閥 電液比例壓力控制閥用於換檔離合器充油壓力的控制,由比例電磁鐵控制一個雙邊節流閥所組成,其輸出的控制壓力與輸入的控制電流成比例關系。控制電磁鐵的電流大小一般與該閥所控制的壓力大小有關,作為換檔離合器壓力控制所採用的電液比例壓力控制閥,最大控制壓力通常在3MPa以下,所需的控制電流小於100mA,控制電壓為24VDC或12VDC。在進行控制時,通過改變輸入到比例電磁鐵開關電信號「占空比」來實現控制電流大小的調節。占空比越大,相應於通過電磁鐵線圈的電流越大,控制輸出的壓力也越大。占空比的調整方法是採用脈寬調制(PWM)原理實現的。為了改善響應性能,通常在控制信號中加入100--200Hz小幅值的顫振信號。 4、脈寬調制(PWM)電磁閥 脈寬調制電磁閥實質上是一個高速響應的二位二通電液換向閥 (也稱其為高速響應電磁閥),其響應時間一般在3-4ms左右,只具有開-關的功能,控制壓力小於3MPa。當通過控制閥的流量較小時,可以利用該閥直接控制離合器(或制動器);當控制的流量較大時,可以利用該閥與換檔閥組合進行控制。控制輸出的壓力,隨控制輸入電磁鐵電信號的占空比成比例變化關系。 5、離合器與制動器 自動變速箱是通過控制離合器或制動器等摩擦元件的結合與分離, 實現升檔或降檔操作的。離合器有液力變矩器的閉鎖離合器和換檔離合器兩種類型,制動器也有片式制動器和帶式制動器兩種類型。