8 自动变速器控制电路分析与检测8.1 自动变速器的基本组成和工作原理8.2 自动变速器电子控制系统的检测8.3 自动变速器的电控故障诊断和检修8.4 8.5 评价反馈1任务目标【任务目标】1.理解自动变速器的基本组成与工作原理。2.掌握典型自动变速器控制电路的分析与检测方法。3.掌握自动变速器电控系统主要传感器的检测方法。28.1自动变速器的基本组成和工作原理1基本组成液力自动变速器主要由液力变矩器、机械变速器、液压控制系统、冷却滤油装置等组成。电控液力自动变速器除上述四部分外还有电子控制系统。液力变矩器液力变矩器是一个通过自动变速器油（ATF）传递动力的装置，其主要功用是：在一定范围内自动、连续地改变转矩比，以适应不同行驶阻力的要求。具有自动离合器的功用。在发动机不熄火、自动变速器位于动力档（D或R位）的情况下，汽车可以处于停车状态。驾驶员可通过控制节气门开度控制液力变矩器的输出转矩，逐步加大输出转矩，实现动力的柔和传递。38.1自动变速器的基本组成和工作原理机械变速器以常见的行星齿轮变速器为例，其由23排行星齿轮机构组成，不同的运动状态组合可得到25种速比，其功用主要有：在液力变矩器的基础上再将转矩增大24倍，以提高汽车的行驶适应能力。实现倒档传动。液压控制系统液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换档执行元件，如离合器、制动器油缸等组成液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶员的要求和行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换档。48.1自动变速器的基本组成和工作原理电子控制系统电子控制系统将自动变速器的各种控制信号输入电子控制单元（ECU），经ECU处理后发出控制指令控制液压系统中的各种电磁阀实现自动换档，并改善换档性能。冷却滤油装置自动变速器油（ATF）在自动变速器工作过程中会因冲击、摩擦产生热量，并还要吸收齿轮传动过程中所产生的热量，油温将会升高。油温升高将导致ATF粘度下降，传动效率降低，因此必须对ATF进行冷却，保持油温在8090左右。58.1自动变速器的基本组成和工作原理2基本原理液控自动变速器是通过机械传动方式，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个主控制参数转变为液压控制信号；液压控制系统的阀板总成中的各控制阀根据这些液压控制信号的变化，按照设定的换挡规律，操纵换挡执行元件的动作实现自动换挡。68.1自动变速器的基本组成和工作原理电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器ATF油温等参数信号输入电控单元（ECU），ECU根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU的动作控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡过程。78.1自动变速器的基本组成和工作原理3.辛普森式行星齿轮变速器四档辛普森行星齿轮变速器由四档辛普森行星齿轮机构和换档执行元件两大部分组成。换档执行机构包括三个离合器、四个制动器和三个单向离合器共十个元件。88.1自动变速器的基本组成和工作原理4. 拉威挪式行星齿轮变速器拉威挪行星齿轮机构如图8.6所示，由双行星排组成，包括大太阳轮、小太阳轮、长行星轮、短行星轮、齿圈和行星架。大、小太阳轮采用分段式结构，使3档到4档的转换更加平顺。短行星轮与长行星轮及小太阳轮啮合，长行星轮同时与大太阳轮、短行星轮及齿圈啮合，动力通过齿圈输出。两个行星轮共用一个行星架。98.2 自动变速器电子控制系统的检测8.2.1 自动变速器电子控制系统的组成自动变速器的电子控制系统包括传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三部分108.2 自动变速器电子控制系统的检测A340E电控系统电路图118.2 自动变速器电子控制系统的检测8.2.2 传感器检测1.节气门位置传感器（TPS）功用节气门位置传感器安装在节气门体上，用于检测节气门开度的大小，并将数据传送给电脑，电脑根据此信号判断发动机负荷，从而控制自动变速器的换档、调节主油压和对锁止离合器控制。128.2 自动变速器电子控制系统的检测E是搭铁端子，IDL是怠速端子，VTA是节气门开度信号端子，VC是ECU供电端子，电脑提供恒定5V电压。当节气门开度增加，节气门开度信号触点逆时针转动，VTA端子输出电压也线形增大。138.2 自动变速器电子控制系统的检测 检测 检查传感器电阻点火开关关闭，拔下传感器连接器插头，用万用表的欧姆档测量各端子之间的电阻值，标准值见表8.3。如果电阻值不正常，应更换节气门位置传感器。148.2 自动变速器电子控制系统的检测 检查传感器电压打开点火开关，但不起动发动机。用万用表的电压档测量各端子之间的电压，标准值见表8.4。如果电压值不正常，应更换节气门位置传感器。158.2 自动变速器电子控制系统的检测2.车速传感器（VSS）功用车速传感器用于检测自动变速器输出轴转速，自动变速器ECU根据车速传感器输入的信号计算出车速，并以此信号控制自动变速器的换档和锁止离合器的锁止。类型常见的车速传感器有电磁式、舌簧开关式、光电式三种一般自动变速器装有两个车速传感器，分为1号和2号传感器。2号车速传感器一般为电磁式的，它装在变速器输出轴附近的壳体上，为主车速传感器，1号车速传感器一般为舌簧开关式的，为副车速传感器，它装在车速表的转子附近，负责车速的传输，它同时也是2号车速传感器的备用件168.2 自动变速器电子控制系统的检测电磁式车速传感器的结构、原理当输出轴转动，转子也转动，转子与传感器之间的空气间隙发生周期性变化，使电磁感应线圈中磁通量也发生变化，从而产生交流感应电压，并输送给电脑。交流感应电压随着车速（输出轴转速）具有两个响应特性，一是随着车速的增加，交流感应电压增高；二是随着车速的增加，交流感应电压脉冲频率也增加。电脑是根据交流感应电压脉冲频率大小计算车速，并以此控制自动变速器的换档。178.2 自动变速器电子控制系统的检测电磁式车速传感器的检测外观检查检查转子是否有断齿、脏污等情况。检查转子齿顶与传感器之间的间隙方法是用标准间隙厚度的厚薄规插入转子齿顶与传感器之间，如果感觉阻力合适表明间隙符合标准，如果阻力大说明间隙过小，如果没有阻力说明间隙大。检查电磁线圈电阻方法是关闭点火开关，拔下传感器插头，用欧姆表测量电磁线圈电阻。不同车型自动变速器的车速传感器线圈电阻不同，一般为几百欧姆到几千欧姆。模拟检查方法是用交流电压表2V挡测量输出电压；起动时应高于0.1V，运转时应为0.4-0.8V；也可用示波器检测输出信号波形是否完整、连续、光滑等。188.2 自动变速器电子控制系统的检测3.输入轴转速传感器对于轿车自动变速器，一般在机械变速器输入轴附近的壳体上装有检测输入轴转速的输入轴转速传感器。该传感器一般也是采用电磁式，其结构、原理及检测与车速传感器一样。自动变速器ECU根据输入轴转速传感器的信号可以更精确地控制换档。另外，ECU还可以把该信号与发动机转速信号进行比较，计算出变矩器的转速比，使主油压和锁止离合器的控制得到优化，以改善换档、提高行驶性能。198.2 自动变速器电子控制系统的检测4.水温传感器功用水温传感器的信号不仅用于发动机的控制，还用于自动变速器的控制。当发动机冷却液温度低于设定温度（如60），发动机ECU会发送一个信号给自动变速器ECU的OD1端子，以防止自动变速器换入超速档，同时锁止离合器也不能工作。当发动机冷却液温度过高时，自动变速器ECU会让锁止离合器工作以帮助发动机降低冷却液的温度，防止变速器过热。如果水温传感器故障，发动机ECU会自动将冷却液温度设定为80，以便发动机和自动变速器可以工作。208.2 自动变速器电子控制系统的检测结构、原理水温传感器一般都是一个负温度系数的热敏电阻，即温度升高，电阻下降。检测水温传感器检测时可以将其放在水杯中进行加热，测量不同温度下的电阻值218.2 自动变速器电子控制系统的检测5.模式选择开关功用模式选择开关是供驾驶员选择所需要的行驶或换档模式的开关。大部分车型都具有常规模式（N或NORM）和动力模式（P或PWR），有些车型还有经济模式（E或ECO）。自动变速器ECU根据所选择的行驶模式执行不同的换档程序，控制换档和锁止正时。如选择动力模式，自动变速器会推迟升档，以提高动力性，而选择经济模式，自动变速器会提前升档，以提高经济性，常规模式介于二者之间。228.2 自动变速器电子控制系统的检测结构、原理当开关接通NORM（常规模式），仪表盘上NORM指示灯点亮，同时自动变速器ECU的PWR端子的电压为0V，ECU从而知道选择了常规模式。当开关接通PWR（动力模式），仪表盘上PWR指示灯点亮，同时自动变速器ECU的PWR端子的电压为12V，ECU从而知道选择了动力模式。238.2 自动变速器电子控制系统的检测6.空档起动开关功用空档起动开关有两个功用，一是给自动变速器ECU提供档位信息，二是保证只有选档杆置于P或N位才能起动发动机。结构、原理当选档杆置于不同的档位时，仪表盘上相应的档位指示灯会点亮。当ECU的端子N、2或L与端子E接通时，ECU便分别确定变速器位于N、2或L位；否则，ECU便确定变速器位于D位。只有当选档杆置于P或N位时，端子B与NB接通，才能给起动机通电，使发动机起动。248.2 自动变速器电子控制系统的检测空档起动开关线路258.2 自动变速器电子控制系统的检测7.OD开关功用OD开关（超速档开关）一般安装在选档杆上，由驾驶员操作控制，可以使自动变速器有或没有超速档。原理当按下OD开关（ON），OD开关的触点实际为断开，此时ECU的OD2端子的电压为12V，自动变速器可以升至超速档，且ODOFF指示灯不亮。268.2 自动变速器电子控制系统的检测当再次按下OD开关，OD开关会弹起（OFF），OD开关的触点实际为闭合，此时ECU的OD2端子的电压为0V，自动变速器不能升至超速档，且ODOFF指示灯点亮。检测当按下OD开关（ON）时ODOFF指示灯应熄灭；当再次按下OD开关，OD开关弹起（OFF）时，ODOFF指示灯应点亮。否则应检查ODOFF指示灯、OD开关及线路。278.2 自动变速器电子控制系统的检测8.制动灯开关功用自动变速器ECU通过制动灯开关检测是否踩下制动踏板，如果踩下制动踏板，ECU会取消锁止离合器的工作。288.2 自动变速器电子控制系统的检测原理制动灯开关安装在制动踏板支架上。当踩下制动踏板，开关接通，ECU的STP端子电压为12V；当松开制动踏板，开关断开，STP端子电压为0V。ECU根据STP端子的电压变化了解制动踏板的工作情况。检测测量制动灯开关线路的电源端子与搭铁之间的电压，在没有制动时应为蓄电池电压。若不是蓄电池电压，应检查制动灯线路保险丝是否断路。298.2 自动变速器电子控制系统的检测8.2.3 执行器电子控制系统的执行器主要指电磁阀和故障指示灯，这里只介绍电磁阀。1分类电磁阀根据功能的不同可以分为换档电磁阀、锁止离合器电磁阀和油压电磁阀。根据工作原理的不同可以分为开关式电磁阀和占空比式（脉冲线性式）电磁阀。不同的自动变速器使用的电磁阀数量不同，一般为3-8个不等。308.2 自动变速器电子控制系统的检测2开关式电磁阀功用开关式电磁阀的功用是开启或关闭液压油路，通常用于控制换挡阀和部分车型锁止离合器的工作。结构、原理开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀芯等组成当电磁阀通电时，在电磁吸力作用下衔铁和阀芯下移，关闭泄油口，主油压供给到控制油路。当电磁阀断电时，在回位弹簧的作用下衔铁和阀芯上移，打开泄油口，主油压被泄掉，控制油路压力很小。318.2 自动变速器电子控制系统的检测开关式电磁阀1-ECU；2-节流口；3-主油路；4-控制油路；5-泄油口；6-电磁线圈；7-衔铁和阀芯328.2 自动变速器电子控制系统的检测检测检查电磁阀电阻脱开电磁阀连接器，测量电磁阀端子与车身搭铁之间的电阻，应为11-15。338.2 自动变速器电子控制系统的检测检查电磁阀的工作用蓄电池给电磁阀通电，检查是否有工作响声。348.2 自动变速器电子控制系统的检测检查电磁阀的漏气拆下电磁阀，施加5kg/cm2的压缩空气，检查电磁阀是否漏气。358.2 自动变速器电子控制系统的检测3占空比式电磁阀占空比的概念占空比是指一个脉冲周期中通电时间所占的比例（百分数）368.2 自动变速器电子控制系统的检测结构、原理占空比式电磁阀与开关式电磁阀类似，也是有电磁线圈、滑阀、弹簧等组成1-电磁线圈；2-滑阀；3-滑阀轴；4-控制阀；5-弹簧378.2 自动变速器电子控制系统的检测它通常用于控制油路的油压，有的车型的锁止离合器也采用此种电磁阀控制。与开关式电磁阀不同的是，控制占空比式电磁阀的电信号不是恒定不变的电压信号，而是一个固定频率的脉冲电信号。在脉冲电信号的作用下，电磁阀不断开启、关闭泄油口。占空比式电磁阀有两种工作方式，一是占空比越大，经电磁阀泄油越多，油压就越低；另一种是占空比越大，油压越高。388.2 自动变速器电子控制系统的检测检测脱开电磁阀连接器，用万用表欧姆档测量线圈电阻，应为3.64.0，否则应更换电磁阀。由于占空比式电磁阀线圈的电阻很小，不可与12V蓄电池直接相连，否则容易烧毁电磁阀线圈。检测时将蓄电池串联一个低电阻，如一个810W的灯泡，然后再与电磁线圈相连，电磁阀应当动作，否则应更换电磁阀。398.2 自动变速器电子控制系统的检测8.2.4电子控制单元电子控制单元英文缩写为ECU，俗称电脑。自动变速器ECU具有换档控制、锁止离合器锁止控制、换档平顺性控制、故障诊断、失效保护等功能。1换挡控制自动变速器换挡时刻的控制是ECU最重要的控制内容之一。汽车在某个特定工况下都有一个与之对应的最佳换档时刻，使汽车发挥出最好的动力性和经济性。汽车行驶过程中，自动变速器ECU根据模式选择开关信号、节气门开度信号、车速信号等参数来打开或关闭换档电磁阀，从而打开或关闭通往离合器、制动器的油路，使变速器升档或降档。408.2 自动变速器电子控制系统的检测2锁止离合器控制自动变速器ECU将各种行驶模式下锁止离合器的工作方式编程存入存储器，然后根据各种输入信号，控制锁止离合器电磁阀的通、断电，从而控制锁止离合器的工作。3换档平顺性控制自动变速器改善换档平顺性的方法有换档油压控制、减少转矩控制和N-D换档控制。4故障自诊断5失效保护418.3自动变速器的电控故障诊断和检修8.3.1概述1故障诊断与检修注意事项诊断、检修时要遵循由简入繁、由表及里的原则。要根据厂家推荐的程序进行。拆卸自动变速器时应先清洗外部。分解时应将零部件按原顺序放好。液压件及油路应用同型号的ATF油清洗，油路用压缩空气吹通，不能用抹布擦拭。零部件装配时应涂抹ATF油。更换新的离合器片或制动器片等应在装配前放入ATF油中浸泡15min以上。428.3自动变速器的电控故障诊断和检修2故障诊断与排除的基本程序常见的电控自动变速器一般采用的故障诊断与排除程序为：初步检查；读取故障码；手动换档试验；失速试验；油压试验；换档迟滞试验；道路试验；电控系统检查；车上和车下修理。438.3自动变速器的电控故障诊断和检修8.3.2故障码的读取和清除如果自动变速器电控系统出现故障，黄色的故障指示灯（MIL）会点亮，但不同车系点亮的方式不同448.3自动变速器的电控故障诊断和检修仪器读取和清除故障目前很少采用人工方法读取故障码，各车系都有自己的专用电脑检测仪来读取和清除故障码，如大众/奥迪车系采用V.A.G1551/1552、V.A.S5051/5052，丰田车系采用INTEL LIGENT高智能检测仪，日产车系采用CONSULT 检测仪，通用车系采用TECH 检测仪，宝马车系采用GT1等。仪器读取和清除故障具体步骤采用仪器读取和清除故障码只需按照仪器屏幕的提示操作即可。本部分内容以桑塔那2000GSi的01N自动变速器为例介绍电子控制系统的自诊断。458.3自动变速器的电控故障诊断和检修468.3自动变速器的电控故障诊断和检修故障表01N 自动变速器故障码可从相应维修手册上查到。说明：(1)查询故障存储器时，如果打印机的电源已接通，所有那些被自动变速器电子控制单元(J217)识别到的和显示在V.A.G1551上的故障会被按照故障码进行分类并且被打印出来。(2)如果故障仅仅是偶然发生或者排除故障之后没有清除故障存储器，那么这些故障将会在规定的时段内被显示为“偶然故障”。(3)如果在查询故障存储器的过程中，某些部件被判断有故障，应当根据电路图对这些零件的导线进行短路或断路检测。(4)只有当V.A.G1551上打印机的电源接通时，才能够用“Raped data transfer”（快速数据传递）功能打印出故障码。478.4 任务实施488.4 任务实施498.4 任务实施508.4 任务实施518.5 评价反馈52