汽车变速器输入装置与功能

1.模式选择开关

模式选择开关又称为程序开关，用于选择自动变速器的控制模式，即选择自动变速器的换档规律，以满足不同的使用要求。模式选择开关安装在变速杆附近或仪表板上。模式选择开关与电脑的连接如图5-7所示。图示的开关有两个驾驶模式供选择：动力模式（PWR即POWER）和常规模式（NOR即NORMAL）。开关的两个输出端与各自的指示灯连接，但只有动力模式的输出端与电脑的PWR端子连接。驾驶人通过两档按键开关控制两个模式的选择。选择动力模式时，电脑的PWR端子有12V电压输入；而选择常规模式时，电脑PWR端子的电压为0V。电脑根据PWR端子是否有12V电压输入判定驾驶人对行驶模式的选择：电压12V时为动力模式，电压0V时为常规模式。开关在通知电脑行驶模式选择的同时，还使仪表板上的指示灯点亮，提示驾驶人对驾驶模式的选择。现在有些车型还有经济模式（E即ECONOMY）、运动模式（S即SPORT）、冬季模式（W即WIN-TER）可供选择。

图5-7 模式选择开关及线路

2.档位开关

档位开关安装在自动变速器外部侧边的手动阀联动杆上，或装在变速杆的下面。用于检测变速器变速杆的位置并通知自动变速器ECU，以便执行相应的换档动作。档位开关的外形与线路的连接如图5-8。其内部有各档位的固定触点，活动触点臂与液压控制系统手动阀的控制轴联动。变速杆、手动阀和档位开关三者之间的位置是一致的。

当点火开关处于起动位置，空档起动开关只有在N和P位时，起动机的控制线路才能接通，发动机才能起动，避免了变速杆在行驶档位起动发动机可能造成的危险。发动机起动后点火开关回到点火档，随着变速杆位置的改变，档位开关除了接通变速杆位置的指示灯，还在各档分别向ECU的输入端子输入12V的电压信号，ECU根据上述信号便知道自动变速器所处档位。

图5-8 档位开关的外形及线路

3.强制降档开关

强制降档开关用来检测加速踏板打开的程度，此开关闭合，表示驾驶人要求较高的动力，变速器ECU接到此信号后将降低一个档位。强制降档开关安装在加速踏板的后面或节气门体上，与变速器ECU连接如图5-9所示。当加速踏板超过节气门的95%时，强制降档开关接通，并向变速器ECU输送信号，这时变速器ECU按其设置的程序（一般在车速低于50km/h时）控制变速器降一个档位，以提高汽车的加速性能。某些车型已取消了强制降档开关（如别克4T65E型自动变速器）而使用节气门位置传感器的信号来作为强制降档信号。

4.制动开关

制动开关安装在制动踏板支架上，用于判断制动踏板是否被踩下，制动开关与变速器ECU连接如图5-10所示。当制动踏板被踩下时，制动开关输送信号到变速器ECU，变速器ECU将解除变速杆锁定及取消巡航系统工作，控制锁止离合器的脱开，保证车辆稳定行驶。在采用模糊逻辑控制的电控自动变速器中，当制动开关闭合时，变速器ECU会控制变速器降档或延迟变速器升档，即变速器ECU起动下坡控制程序。

图5-9 强制降档开关及线路

图5-10 制动开关及线路

5.超速档（O/D OFF）开关

大部分的自动变速器都配有超速档开关。超速档开关一般安装在变速杆或仪表板上，用于控制变速器是否可以进入超速档行驶。超速档开关与变速器ECU连接如图5-11所示。当开关接通→断开（OFF位置）时，仪表板上O/D OFF指示灯亮，触点闭合，此时电脑控制变速器不能进入超速档行驶。当开关断开→接通（ON位置）时，O/D OFF指示灯灭，触点断开，此时变速器ECU控制变速器在条件允许时可以进入超速档行驶。

图5-11 超速档开关及线路

6.手控换档开关

手控换档开关用在手动和自动混合控制的变速器上（MAT），开关一般安装在变速杆的下面。不同的车型对手控换档开关的命名不同，如BMW称为Steptronic开关，AUDI称为Tiptronic开关，BENZ称为Touch shif开关。本文为了方便阐述，统称为手控换档开关。当自动变速器选择用手控操纵换档模式时，手控换档开关首先给出电脑档位的确认信号，然后通过操纵变速杆，变速器ECU根据手控换档开关的信号“+”控制升档，“-”控制降档。开关的线路构成如图5-12所示，不同的车型其开关的控制线路不同。当手控换档开关失效时，电脑不再根据变速杆的操作控制升档和降档。

图5-12 手控换档开关及线路

7.巡航控制信号

有些车辆设有巡航控制系统，在交通情况较好的情况下启动巡航控制系统可以减轻驾驶人的劳动强度。巡航控制系统与自动变速器ECU的连接情况如图5-13所示。

如果车辆原来在动力（PWR）模式行驶，在巡航控制系统启动后自动变速器ECU自动将行驶模式转变为常规（NOR）模式。在车辆行驶正常时，ECU OD₁端子的电压为12V。车辆上坡时会引起车速的下降，如果车速下降的幅度超过10km/h（因车而异，高档车此值较小），ECU OD₁端子的电压会变为0V。此时变速器ECU将进行两个操作：解除OD档和解除锁止。解除OD档是为了在D₃档更好地加速，解除锁止是为了防止发动机熄火。

(www.xing528.com)

图5-13 巡航控制信号线路

注意，巡航控制电脑与冷却液温度传感器共用同一个输入端子OD₁，但其功能不会互相干扰。

8.节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在发动机节气门体上，用于检测节气门的开度，并将其转换成电信号至ECU，以便控制换档正时和锁止正时。节气门位置传感器外形及线路连接如图5-14所示。

图5-14 节气门位置传感器信号及线路

只有线性输出型的节气门位置传感器才能用于自动变速器的换档控制，开关型的节气门位置传感器只有在怠速和大功率时才有信号输出，不能反映节气门的其他位置，因此不能用于换档控制。

当节气门位置传感器信号失效时，变速器ECU会以固定的方式控制换档，同时会记忆故障码。当节气门位置传感器调整不当时，会影响变速器的换档点。如电压值偏高则升档点滞后，电压值偏低则升档点提前。这都会影响变速器的正常工作。节气门信号一般先送到发动机ECU，通过发动机ECU送给变速器ECU。也有从节气门位置传感器直接送到变速器ECU的情况，如三菱车型。

9.车速传感器

车速传感器将车辆的行驶速度转换成电信号并输送至自动变速器ECU，用于控制换档的过程，为了保证信号的准确，一般同时使用两个车速传感器。

丰田自动变速器的1号车速传感器是备用传感器，安装在驾驶室内的仪表板中。四块磁铁组成的传感器转子由里程表的软轴驱动簧片式传感器，安装在转子前侧，转子旋转一圈传感器输送4个信号至变速器ECU。

丰田自动变速的2号车速传感器是主传感器，安装在变速器上。簧片式的传感器安装在变速器壳体外部，传感器转子安装在变速器的输出轴上，转子上固定两块磁铁，转子旋转一圈传感器的簧片闭合一次，向变速器ECU发送一个信号，ECU根据信号的频率计算出车辆的行驶速度。两个车速传感器与变速器ECU的连接如图5-15所示。

图5-15 车速传感器线路

变速器ECU同时接收来自两个车速传感器的信号并对其进行比较，如果比较的结果是两个车速传感器显示的车速一致，那么变速器ECU使用2号车速传感器的信号来控制换档和锁止正时；如果来自2号车速传感器的信号是错误的，变速器ECU立即改用1号车速传感器的信号控制换档和锁止。

在车速传感器出现故障时，自动变速器会出现换档正时方面的问题，变速器ECU会在存储器中存储故障信息，并通过报警灯的闪烁提示驾驶人当前处于不正常的行驶状态。

10.温度传感器

用于自动变速器控制的温度传感器有二个：一个是发动机冷却液温度传感器；一个是变速器油温传感器。

发动机冷却液温度传感器一般安装在发动机的缸盖或出水口的附近，用于检测发动机的工作温度，并将其温度转变为电信号传送给发动机ECU，发动机ECU再将该信号传给变速器ECU，变速器ECU根据该信号确定换档时刻（换档曲线）。当发动机温度低时，换档延迟使发动机以高怠速运转，以便尽快地暖机升温，并保持其动力性。变速器ECU还根据该温度传感器信号控制锁止离合器的接合，即当发动机温度低于某规定值时（视车型而定，一般为60～70℃），锁止离合器不接合。发动机温度信号是发动机ECU检测并通过专线或数据总线传给变速器ECU的，冷却液温度传感器线路连接如图5-16所示。

图5-16 冷却液温度传感器线路

自动变速器油（ATF）温传感器一般安装在变速器的阀体上或是在电磁阀的线束上，用于监控自动变速器油液的温度，并将其温度的变化转变为电信号送给自动变速器ECU，作为自动变速器ECU进行换档控制、油压控制、锁止离合器控制的依据。汽车在起步或低速大负荷行驶时，液力变矩器转速比小，传动效率低，发热严重，造成油液温度高。当超过某一温度界限时（如大众01M型电控自动变速器为130℃，大宇新典雅为140℃），表明自动变速器内部负荷过大或散热不良或油液过少。为防止其内部机件损坏，自动变速器ECU控制变矩器锁止离合器接合。如果温度还降不下来，则自动变速器ECU控制自动变速器降低一个档位工作。随着汽车行驶速度的提高，变矩器的转速比增大，发热减少，油液温度下降，自动变速器又重新开始正常的换档行驶程序。

目前大部分车型的温度传感器采用负温度系数的热敏电阻，即当温度低时电阻大，温度升高时电阻下降。有一部分车型的油温传感器采用正温度系数的热敏电阻，如用在欧洲车型较多的德国的ZF公司生产的自动变速器。

图5-17 转速传感器位置

11.转速传感器

转速传感器分为输入轴转速传感器和输出轴转速传感器，输入轴转速传感器安装在变速器的输入轴或与输入轴连接的离合器附近的壳体上，用来检测变速器的输入轴转速；输出轴转速传感器安装在输出轴或与输出轴连接的离合器鼓附近的壳体上，用来检测输出轴转速，如图5-17所示。输入轴和输出轴转速传感器的结构、工作原理与车速传感器相同。变速器ECU接收输入轴和输出轴转速传感器的信号主要用来监控变速器的机械传动机构的工作状态，根据信号修正变速器的工作压力，并且在信号超出范围时ECU会执行失效保护模式。同时变速器ECU还根据来自发动机ECU的发动机转速信号，计算出发动机的输入转矩，并结合变速器的输入轴转速信号，计算出变矩器的传动比，使油路压力控制过程和锁止离合器的控制过程得到进一步的优化，以改善换档感觉，提高汽车的行驶性能。