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1、第一章 雷克萨斯ES350电子控制变速系统介绍1.1变速器的发展变速器是汽车传动系中用来传递和改变由发动机传到驱动轮上的扭矩和转速的装置，它是汽车中决定整车性能的核心部件之一。自汽车诞生以来，变速器象其它所有机械装置一样经历了纯机械结构向机电一体化的演变；经历了人工手动操纵向电子控制自动操纵方向的发展。 普遍熟悉的手动换档机械式变速器(MT)是由若干组齿轮组成的机械结构有级变速器，换档通过人工操作结合套或齿轮的移动来实现。存在众所周知的诸多缺点，如因机械结构的限制，变速比级数有限(一般为3-5档，重型车上为310档)，因此很难获得与发动机的最佳匹配，很难得到理想的燃油经济性和动力性的协调。因是
2、机械换档，容易造成冲击、摩擦，使零部件寿命缩短。因是人工手动换档，驾车者要频繁地踩踏离合器踏板、制动踏板和油门踏板，变换变速杆位置等，操作技能要求高且使驾车者极易疲劳。自动变速器(AT)是指按照车辆的行驶条件而自动改变传动比和转矩的变速器。一般来说，汽车驱动轮所需的转速和转矩，与发动机所能提供的转速和转矩有较大差别，因而需要传动系统来改变从发动机到驱动轮之间的传动比，将发动机的动力经济而方便地传至驱动轮，以便能够适应外界负载与道路条件变化的需要。此外，停车、倒车等也靠传动系统来实现。适时地协调发动机与传动系统的工作状况，充分地发挥动力传动系统的潜力，使其达到最佳的匹配，这是变速控制系统的根本任
3、务。自动变速能够根据动力传动系统内部和外部的状态，以及行驶工况的需求，自动地选择合适的传动比，具有这种功能的变速箱称为自动变速箱，而采用电子技术特别是微电子技术控制变速系统，已经成为当前汽车实现自动变速功能的主要方法。1.2自动变速器的优点（1） 操作简单，行车安全只控制加速踏板，无频繁的手脚动作，注意力集中，处理行车情况，可安全避险。（2）传力柔和，舒服性好液力式无级传力，行驶平顺，无换挡冲击的感觉。（3）电脑和液压系统控制换挡，换挡点准确敏捷，对道路的适应性能好。（4）多种驾驶模式，可以根据路况的好坏，利用开关进行选择，动力性和经济性好（如Norm正常模式、Pwr动力模式、Econ经济模式
4、、Snow雪地模式等）。（5） 有报警、自诊和失效自动保护功能，并可快速诊断排除，维修方便。1.3雷克萨斯ES350自动变速器雷克萨斯ES350带有顺序换档功能的6速手自一体智能电子控制自动变速系统(ECTi)，英文为Electronic Controlled Transmission Intelligent,意思是智慧型电子控制自动变速箱.它能根据发动机的输出功率和扭矩来自动调整齿轮比，调节或变换发动机动力输出性能，经济而方便地传送动力，较好地适应外界负载与道路条件的需要。能保证最佳的换挡规律，换挡的精确性好，能获得良好的燃料经济性和满意的动力性，减少污染；而且换挡灵便，换挡过程平稳，无冲击
5、和振动，换挡品质好，行驶舒适，换挡动作准确、及时；操纵系统工作稳定、可靠，能在高低温、大颠簸、冲击振动、强磁场、电子干扰下正常工作；驾驶员可以干预自动换挡，以适应复杂的交通情况和地形条件；控制系统具有自我修正换挡和高度灵敏的自我诊断功能；操纵容易，在交通拥挤时可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。从而使换档更顺畅，即使在崎岖的山路上也能为驾驶者带来更加自信愉悦的驾驶感受。第二章 变速器系统组成及功用电子控制自动变速器通常由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换挡执行器、液压自动操纵系统、电子控制系统五部分组成2.1.液力变矩器液力变矩器是电子控制自动变速器不可缺少的核心组成部分，它能将输入轴的扭矩连续
6、自动地传给输出轴，是典型的液力传动装置。目前轿车上广泛采用由泵轮、涡轮和导轮组成的单级综合式液力变矩器，其优点是结构简单、工作可靠、性能良好。液力变矩器实际上是一个能无级(连续地)自动进行变矩的液力自动变速器。变矩器除了上述三个主要元件外，有的还具有锁止离合器。锁止离合器位于涡轮前端，是一个液压直接控制的全自动离合器。它的工作由电脑控制系统控制，即由电脑控制系统根据发动机转速传感器和车速传感器输入的信号，控制一个电磁阀，而电磁阀则通过控制通向变矩器的油道中工作液(ATF)的流向，使锁止离合器闭锁或分离。 液力变矩器2.2齿轮变速系统 液力变矩器虽能传递和增大发动机扭矩，但变扭比不大，变速范围不
7、宽，远不能满足汽车使用工况的需要，为此在液力变矩器后面又装一个辅助变速装置-齿轮变速系统，多数是行星齿轮变速系统，也可以是平行轴式（固定轴线式)齿轮变速系统，用以进一步增大扭矩，扩大其变速范围，提高汽车的适应能力。行星齿轮变速系统是一种常啮合传动，其传动比变换可通过分离与结合离合器或制动器而方便地实现，特别有利于动力换挡或自动换挡。电子控制自动变速器的行星齿轮变速系统一般由双排行星轮或三排行星轮组成，并广泛采用三自由度变速器。该变速器在同一轴上有前后两个单排行星轮，两排行星轮由一个公共的空心太阳轮相连，该太阳轮与两行星排的行星轮啮合，这种双排行星轮变速器具有前进挡和一个倒挡，常装在前置发动机后
8、驱动的(FR)汽车上。2.3换挡执行器行星轮变速器的换挡执行机构包括换挡离合器、换挡制动器和单向离合器。换挡离合器为湿式多片离合器，由液压来控制其结合与分离，通常由若干交错排列的主从动离合器片组成。换挡制动器是将行星轮变速器中某一元件(太阳轮、行星轮架或齿圈)固定，使其不能转动，构成新的动力传递路线，换上新的挡位，得到新的传动比。它和换挡离合器一样由液压操纵。换挡制动器通常有两种形式：一种是湿式多片制动器，其结构与上述湿式多片离合器相同，不同点是离合器连接两个转动构件并传递动力，而制动器连接的一个是转动机件，另一个是固定不动的变速器壳体，作用是刹住转动机件，使其不能传动。换挡制动器的另一形式是
9、带式制动器。行星轮变速器中单向离合器的作用是确保平顺地无冲击换挡，它与液力变矩器中的单向离合器结构相同，均由内、外圈及两者之间的楔块组成。2.4液压自动操纵系统液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换挡品质控制等部分组成。供油部分包括供油泵、油滤清器、主油路调压阀、第二调压阀、油冷却器等。供油泵和主油路调压阀是液压自动操纵系统的动力源，第二调压阀也称变矩器补偿压力调节阀。参数调节部分主要有两方面：一是节气门压力调节阀(简称节气门阀)，作用是根据节气门开度产生加速踏板控制液压，并将此控制液压加在1-2挡、2-3挡、3-4挡三个换挡阀(变速阀)的一端，当节气门开度变大时，加
10、速踏板控制液压升高；二是速控调压阀(又称调速器)，作用是根据车速产生由车速控制的液压，并将此速控液压加在各换挡阀的另一端，车速增大时，速控液压增大。换挡阀即根据以上两参数变换挡位。在电子控制自动变速器中，节气门开度和车速这两个参数分别由节气门位置传感器和车速传感器采集成电信号，送至电脑，电脑则通过电磁阀操纵换挡阀使之自动变换挡位。换挡时刻控制部分主要是换挡阀，在电子控制自动变速器中，换挡阀根据电子控制器确定的换挡点及换挡信号工作，进行自动换挡。换挡品质控制机构的作用是控制换挡过程，使升降挡更加平稳、柔和、无冲击，防止产生大的动载荷。一般是在液压通道上增加蓄能减振器、缓冲阀、定时阀、执行力调节阀
11、等。2.5自动变速器电子控制系统2.5.1自动变速器电子控制系统组成自动变速器电子控制系统主要由电子控制器ECU、传感器输入、输出控制、执行机构组成。（一）电子控制器由中央处理器、程序存储器、故障诊断电路、显示器驱动电路、电磁阀组驱动电路、档位选择器接口电路、油温传感器接口电路、转速传感器接口电路、位移量传感器接口电路、开关量传感器接口电路组成；（二）传感器输入由驾驶操作传感器和变速器工作状态传感器组成；（）驾驶操作传感器包括档位选择器、模式选择开关、油门踏板位移传感器、方向盘转角传感器、制动状态传感器、应急档传感器；（）变速器工作状态传感器包括发动机转速传感器、涡轮转速传感器、车速传感器、油
12、温传感器、油压传感器、油压差传感器、油压差传感器；（三）输出控制由显示器、安全启动连锁控制电路、高速响应电磁阀组组成；（）显示器包括排档显示、故障代码显示、动力型模式指示灯、经济型模式指示灯、手动型模式指示灯、应急指示灯、温度指示灯、压力指示灯、压差指示灯、压差指示灯；（）安全启动连锁控制电路由个继电器开关及其驱动电路构成；（）高速响应电磁阀组包括个变矩器闭锁控制高速响应电磁阀和个自动换档控制高速响应电磁阀；（四）执行器的功用是根据ECT ECU的控制指令，完成自动换档动作和动力传递任务。电子控制自动变速系统的执行器包括电磁阀和液压控制系统的换档阀、换档离合器与制动器、变速齿轮机构、锁止信号阀
13、、锁止继动阀、锁上离合器等等。就电子控制系统而言，其执行器是电磁阀。在电子控制系统工作过程中，电磁阀接受电子控制器的控制指令后，再控制液压控制系统各执行器完成自动换档和动力传递任务（五）各部分间的主要连接关系如下：（）程序存储器与中央处理器相连；（）显示器的排档显示、故障代码显示、动力型模式指示灯、经济型模式指示灯、手动型模式指示灯、应急指示灯、温度指示灯均经过显示器驱动电路与中央处理器相连；（）高速响应电磁阀组的各个高速响应电磁阀均经过电磁阀组驱动电路与中央处理器相连，同时电磁阀组驱动电路输出端还经过故障诊断电路与中央处理器相连；（）安全启动连锁控制电路的继电器开关经过其驱动电路与中央处理器
14、相连；（）模式选择开关、档位选择器经档位选择器接口电路与中央处理器相连；（）发动机转速传感器、涡轮转速传感器、车速传感器均经过转速传感器接口电路与中央处理器相连；（）油门踏板位移传感器、方向盘转角传感器均经位移量传感器接口电路与中央处理器相连；（）制动状态传感器、应急档传感器均经开关量传感器接口电路与中央处理器相连；（）油温传感器经过油温传感器接口电路与中央处理器相连；（）油压传感器与显示器的压力指示灯相连，油压差传感器与显示器的压差指示灯相连，油压差传感器与显示器的压差指示灯相连；（）电源与各部分的电源端相连。 2.5.2电子控制系统功能电子控制系统的电脑ECT、换挡电磁阀AB、TCC电磁阀
15、、PWM电磁阀和10个控制信号，具备了8项功能2.5.3电子控制系统换挡过程速度传感器和节气门位置传感器将车速和节气门开度转换成电信号，输入电子控制器ECU，由ECU 根据预先编制并存入存储器ROM的换挡程序，进行比较计算，确定换挡点和变矩器闭锁离合器闭锁时间，向电磁阀发出控制信号，以控制电磁阀线圈电流的通断，再由电磁阀控制液动的换挡阀，换挡阀移动，切换换挡执行器(换挡离合器和制动器)的油路，实现自动换挡。换言之，各换挡阀的移动方向由电磁阀控制，而电磁阀线圈通电与否由电子控制系统控制，电子控制系统又是根据反映发动机负荷的节气门位置传感器和反映车速的速度传感器输入电子控制系统的电信号，向电磁阀发
16、出控制指令，从而控制换挡阀来换挡。第三章 总结电子控制技术利用微机控制变速器，不仅使换挡程序更加符合驾驶员的意愿，而且还能利用模糊控制理论，解决特殊情况下变速程序的复杂问题，使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。现代电子控制自动变速器的主要特点是一机(微机)多参数、多规律性的控制。多参数指输入微机的控制参数多元化，即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号，而且又反映发动机、变速器工作环境和行驶等信号。可见控制参数多元化,更能全面的反映发动机和变速器的实际工况;多规律是指控制微机中间时存储多种不同的换挡规律，如最佳经济性、动力性，各种加速行驶时的最佳经济性、最佳排放量等，驾驶员可按需要调用相应的规律实现最佳控制。总之电子控制能实现多参数、多规律性的控制，使发动机和变速器在在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。参考文献1马力.国外轿车电子产品应用现状及发展趋势J.上海.上海汽车.200992边焕鹤.汽车电器与电子设备M.北京：人民交通出版社.19973 张育华.汽车电子控制技术与故障诊断M.大连：大连理工学院出版社4申荣卫.汽车电器 M.北京：机械工业出版社.20065 窦振中.模糊逻辑控制技术及其应用M.，北京：北京航空航天大学出版社6高洪一.康国初.汽车电子技术M.北京：北京交通大学出版社.200710