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图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

导读: 在早期的车辆上,自动变速器内部元件的动作是由机械和液压共同作用来实现的,而现代自动变速器则是由电控和液压相结合的方式进行控制。

7. 自动变速器控制系统

在早期的车辆上,自动变速器内部元件的动作是由机械和液压共同作用来实现的,而现代自动变速器则是由电控和液压相结合的方式进行控制。变速器控制模块(TCM)接收传感器和开关的信息,根据设定的控制策略控制电磁阀动作,调节液压系统压力,通过执行元件的接合或分离来实现自动变速器的挡位变换。

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

自动变速器工作所需的传感器及开关信号,根据采集来源可分为两类:其他系统传感器及开关信号和变速器自身相关信号。

为了更好的操控变速器,减少车辆线束的布置,TCM通常需要通过数据总线接收其他系统模块共享的相关传感器及开关信号,这些信号包括:制动踏板位置信号、节气门位置信号、发动机转速信号等。

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

自动变速器本身的传感器和开关直接对变速器的工况进行监测,并将信号传递给TCM,作为TCM控制挡位切换以及变矩器锁止离合器工作的依据。传感元件的类型和数量会因变速器的不同而有所差异,通常包括:自动变速器油温度传感器、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、挡位开关和油压开关等。

(1)多功能开关

多功能开关通过换档杆拉线与换档杆相连。它将换档杆的机械运动转化为电子信号并将该信号传递到自动变速箱控制单元 。

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

(2)变速箱输入转速传感器

采集离合器外部膜片支架上变速箱的输入转速。

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根据输入转速,完成下列功能:控制、匹配和监控换档过程、调节和监控变矩器跨接离合器、控制元件诊断以及发动机转速和变速箱输出转速可信度。

(3)变速箱输出转速传感器

采集驻车锁齿轮上变速箱输出转速。驻车锁齿轮是中间轴传动齿轮的组成部分。 由于从动行星齿轮和中间轴之间的传动,这两者之间的转速保持相应的比例。 控制单元根据程序化的传动比计算出实际的变速箱输出转速。

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

根据该信号完成下列功能控制:换档点选择、动态换档程序DSP 功能(例如:行驶状态分析)、控制元件诊断以及发动机转速和涡轮转速可信度。

(4)变速箱油温传感器

变速箱油温传感器位于ATF滑阀箱中。它测量ATF温度并将温度通知变速箱控制单元。

传感器插入阀体板中并以一块止动板固定。它是线束的组成部分,并在工作时相当于一个NTC电阻。(NTC负温度系数)

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(5)Tiptronic(手自一体)开关

Tiptronic(手自一体)开关安装在换档杆的安装底座中。

开关工作原理可以是霍尔感应式或者微型开关式。

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根据不同的操作,接收Tiptronic (手自一体)开关的信号后控制单元“升高”或“降低”一挡。

(6)Tiptronic(手自一体方向盘换挡拨片)开关1和2

该开关在方向盘的左右两侧。通过确认开关可以换高档或换低档。换档信号直接进入自动变速箱控制单元。

也可以在Tiptronic (手自一体)模式下使用这些开关换档。

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(7)油门踏板位置传感器和加速踏板位置传感器

这两个传感器位于油门踏板模块内。

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

强制降档信息:强制降档信息无需使用单独的开关。油门踏板上有一个限位缓冲块上的动力元件。该动力元件产生一个让驾驶员有一种“强制降档的感觉”的“机械压力点”。如果驾驶员确认强制降档,传感器将产生一个超过油门踏板位置传感器的全负荷电压值。

如果这个超出的电压值同时达到发动机控制单元中规定的电压值,则发动机控制单元看作为强制降档,并将其通过CAN驱动通知变速箱控制单元。

8. 动力传递路线

(1)1档

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执行元件:离合器K1→→自由轮F

涡轮轴传动单行星齿轮组的空心轮H1。空心轮传动被固定的中心轮S1上支撑滚动的行星齿轮P1。 这样就传动了行星齿轮架PT1。

离合器K1被关闭,因此扭矩被传递到双行星齿轮组的中心轮S3上。

长行星齿轮将扭矩传递到空心轮H2上。空心轮直接与从动齿轮相连。行星齿轮架PT2固定在自由轮F上。

由此,通过自由轮F实现第1档,第1档以惯性行驶结束力传递。惯性行驶时以车轮传动。自由轮F沿其锁止的相反方向(沿空转方向)转动,无法利用发动机制动功能。

(2)2档

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执行元件:离合器K1→→制动器B1

涡轮轴传动单行星齿轮组的空心轮H1。空心轮H1传动被固定的中心轮S1上支撑滚动的行星齿轮P1。这样就传动了行星齿轮架PT1。

离合器K1连接行星齿轮架PT1和中心轮S3,并将扭矩传递到双行星齿轮组。

制动器B1锁止大中心轮S2。扭矩从中心轮S3传递到短行星齿轮P3上,并从那里继续传递到长行星齿轮P2上。

长行星齿轮P2在固定的中心轮S2上滚动,并传动空心轮H2。

(3)3档

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执行元件:离合器K1→→离合器K3

涡轮轴传动单行星齿轮组的空心轮H1。空心轮H1传动被固定的中心轮S1上支撑滚动的行星齿轮P1。这样就传动了行星齿轮架PT1。

离合器K1连接行星齿轮架PT1和中心轮S3,并将扭矩传递到双行星齿轮组。

离合器K3同样将扭矩传递到双行星齿轮组中的中心轮S2上。通过关闭离合器K1和K3可以锁止双行星齿轮组。现在扭矩就直接从行星齿轮组被传递到从动齿轮上。

(4)4档

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执行元件:离合器K1→→离合器K2

涡轮轴传动单行星齿轮组的空心轮H1和离合器K2的外部膜片支架。

空心轮H1传动被固定的中心轮S1上支撑滚动的行星齿轮P1。这样就传动了行星齿轮架PT1。

离合器K1连接行星齿轮架PT1和中心轮S3,并将扭矩传递到双行星齿轮组。离合器K2连接涡轮轴和行星齿轮架PT2,并同样将扭矩传到双行星齿轮组。

与短行星齿轮P3啮合的长行星齿轮P2与行星齿轮架PT2共同传动空心轮H2。

(5)5档

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

执行元件:离合器K2→→离合器K3

涡轮轴传动单行星齿轮组的空心轮H1和离合器K2的外部膜片支架。

空心轮H1传动被固定的中心轮S1上支撑滚动的行星齿轮P1。这样就传动了行星齿轮架PT1。

离合器K3连接行星齿轮架PT1和中心轮S2,并将扭矩传递到双行星齿轮组。

离合器K2连接涡轮轴和双行星齿轮组的行星齿轮架,并同样将扭矩传到双行星齿轮组。

长行星齿轮P2与行星齿轮架PT2以及中心轮S2共同传动空心轮H2。

(6)6档

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

执行元件:离合器K2→→制动器B1

制动器B1锁止中心轮S2。

离合器K2连接涡轮轴和双行星齿轮组的行星齿轮架,并同样将扭矩传到双行星齿轮组。

长行星齿轮P2在固定的中心轮S2上滚动,并传动空心轮H2。

离合器K1和K3已被打开。行星齿轮组无力传递。

(7)倒车档

图解汽车底盘技术6-行星齿轮式自动变速器(2)

执行元件:离合器K3→→制动器B2

涡轮轴传动单行星齿轮组的空心轮H1。空心轮H1传动被固定的中心轮S1上支撑滚动的行星齿轮P1。由此传动行星齿轮架PT1。

离合器K3连接行星齿轮架PT1和中心轮S2,并将扭矩传递到双行星齿轮组。

在双行星齿轮组中,制动器B2锁止行星齿轮架PT2。扭矩从中心轮S2传递到长行星齿轮P2。

扭矩通过行星齿轮架PT2传递到与输出轴相连的空心轮H2。

同时空心轮H2逆着发动机转动方向传动。

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