汽车自动变速器原理及诊断与维修 课件 AT-007电控系统原理检修

汽车自动变速器原理及诊断维修应用本科汽车类专业系列教材

2345任务描述任务实施学习小结6知识拓展1任务目标相关知识学习任务任务7自动变速器电控系统原理与检修1.了解自动变速器电控系统的工作原理。2.了解自动变速器电控系统的检修过程。【任务目标】【任务描述】

根据实际需要，制定典型自动变速器电控系统学习工作计划并实施1.图书、资料2.网络资源【参考资料】

【相关知识】

电控制系统的组成及功用LS400自动变速器的电器元件及在车上的位置1-电控系统基本组成一、任务资讯自动变速器（LS400）电器元件的功用表【任务准备】1．安全、整洁的汽车维修车间或模拟汽车维修车间。2．齐全的消防用具及个人防护用具。3．实训用整车、自动变速器实验台架及防护用品。4．常用工具、量具，专用工具、检测仪器。1.采取小组互动的方式对教师安排任务进行模拟练习2.设备、设施计划决策；3.工具使用计划决策；4.防护用品计划决策。5.完成相关任务工单【任务实施】

一、电控制系统的部件认知及检修1.信号输入装置1)节气门位置传感器电子控制自动变速器是利用节气门位置传感器来测得节气门的开度，作为电脑控制自动变速器挡位变换的依据，从而使自动变速器的换挡规律在任何行驶条件下都能满足汽车的实际使用要求。（2）检修：a．接通点火开关，用电压表检查Vcc脚是否有电源电压输入，否则应查找供电回路。b．关闭点火开关，拔下节气门位置传感器插头，用欧姆表分别测量接地接脚E2与怠速接脚IDL、E2与信号接脚VTA、E2与电源输入接脚Vcc之间的阻值，在滑动触点当节气门全关、全开时，以及在其他开度时的电阻值，然后与有关资料对比。c．观察节气门位置传感器E2与VTA之间的电阻值在节气门由全关到全开过程中是否呈线性变化。2）车速传感器车速传感器用来测取汽车行驶的速度，对于后轮驱动的车型，车速传感器多安装在变速器的后输出轴上；对于前驱车型，车速传感器除安装在输出轴上外，还可能安装在变速驱动桥半轴上。电脑根据车速传感器的信号计算出车速，作为换档控制的依据。车速传感器将变速器输出轴的转速，作为车速信号输到ECU、电子仪表以及其他装置。车速传感器主要有磁电脉冲式、笛簧开关式、磁阻元件式和光电式等4种。（1）磁电脉冲式车速传感器主要由信号转子、永久磁铁及信号线圈等组成，这种传感器安装在自动变速器输出轴附近，如图2-7-3所示。它是一种电磁感应式转速传感器，用于检测自动变速器输出轴的转速。电脑根据车速传感器的信号计算出车速，作为其换挡控制的依据。（2）笛簧开关式车速传感器（又叫舌簧开关式车速传感器）主要由由笛簧管和旋转磁铁组成。在笛簧管内封装有二片簧片构成的触头，触头由铁、镍等易于被磁铁吸引的强磁性材料制成。受笛簧管外磁极的控制，有时触头互相吸引而闭合，有时互相排斥而断开，从而形成了触头的开关作用。笛簧开关式车速传感器有的安装在车速表的转子附近，有的安装在变速器的输出轴上。（3）磁阻元件式车速传感器传感器的结构、工作原理如图，当齿轮驱动传感器轴旋转时，与轴连在一起的多极磁环也同时旋转，磁环旋转引起的磁通变化，使集成电路内的磁敏元件的阻值发生变化。利用磁阻元件的阻值变化可以检测出磁铁旋转引起的磁通变化。阻值的变化引起其上电压的变化，将电压的变化输入到比较器中进行比较，再由比较器输出信号控制晶体管的导通和截止。（4）光电式车速传感器通常装在组合仪表内。传感器上有发光二极管，光敏元件以及车速表电缆驱动的遮光板。传感器的工作原理可用图2-7-9来加以说明。当遮光盘没有遮光时，发光二极管的光照射到光敏晶体管上，光敏晶体管的集电极中有电流通过，该管导通，这时晶体管T也导通，同时在信号端子上无电压输出。当遮光板遮光时发光二极管的光不能照射到光敏晶体管上，光敏晶体管不导通，这时晶体管T也截止从而在信号端子上就有5V电压输出。遮光盘上有20个切槽，也即仪表电缆每转一圈，传感器就有20个脉冲输出。3）输入轴转速传感器输入轴转速传感器的结构、工作原理与车速传感器相同。它安装在行星齿轮变速器的输入轴或与输入轴连接的离合器毂附近的壳体上（见图2-7-10），用于检测输入轴转速。并将信号送入电脑。使电脑更精确地控制换挡过程。此外，电脑还将该信号和来自动发动机控制系统的发动机转速信号进行比较，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控制过程得到进一步的优化，以改善换挡感觉，提高汽车的行驶性能。4）水温传感器冷却液温度传感器用于监测发动机冷却液的温度，并将发动机冷却液的温度及时送给电脑，以供电脑根据发动机冷却液温度，来决定换挡点和是否升入高挡。见图2-7-11。发动机冷却液温度传感器是发动机电脑控制系统的一个主要传感器。为了改善发动机冷机时的驱动性能，发动机ECU根据冷却液温度传感器的信号参数，适当修正喷油量，点火时刻和怠速转速，自动变速器ECU也根据冷却液温度传感器的信号参数调整自动换挡时刻及液力变矩器的锁定点。（1）温度传感器的检测方法如下：检测温度传感器的主要内容是检测输入的电源电压值及温度传感器在各种温度下的电阻值和输出的电压值。为此，可按以下方法检查：a．拔下传感器插头，打开点火开关，用电压表测量图2-7-11中的电脑端THW电源输入脚的电压值，然后与有关资料对比，此值一般均为5V。b．启动发动机，在发动机各种温度下，用电压表测量图2-7-11中的电脑端THW脚与搭铁脚间的电压值，此值与标准值对比。c．关闭点火开关，拔下温度传感器插头，用欧姆表测量温度传感器在各种温度下的电阻值，然后与有关资料对比。d．检查温度传感器回路是否有断路，接触不良或短路故障。5）液压油温度传感器液压油温度传感器安装在自动变速器油底壳内的阀板上，用于检测自动变速器的液压油的温度，以作为电脑进行换挡控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。液压油温度传感器内部是一个半导体热敏电阻，它具有负的温度电阻系数。温度越高，电阻越低，电脑根据其电阻的变化测出自动变速器的液压油的温度。液压油温度传感器检修方法与水温传感器相同。除了上述各种传感器之外，自动变速器的控制系统还将发动机控制系统中的一些信号，如发动机转速信号、大气压力信号、进气温度信号等，作为控制自动变速器的参考信号。2.控制开关电子控制装置中的控制开关有：空挡起动开关、自动跳合开关（降挡开关）、制动灯开关、超速挡开关、模式开关、挡位开关等。1）空挡起动开关挡位开关装在变速器壳体的手动阀摇臂轴或换挡杆上，由换挡杆进行控制，相应的挡位显示在仪表板上，它由几个触点组成，当选档杆拨到不同的位置时，接通相应的触点，电脑根据被接通的触点测得选档杆的位置，以便按不同的程序控制自动变速器的工作，如图2-7-12所示。此外，空挡起动开关还用以判断选挡手柄的位置，防止发动机在驱动挡位时起动。当选挡手柄位于空挡或驻车位置时，起动开关接通。这时起动发动机，起动开关便向电控单元输出起动信号，使发动机得以起动。如果选挡手柄位于其它位置，为保证安全发动机不能起动。2）模式选择开关模式选择开关又称程序开关，用于选择自动变速器的控制摸式，即选择自动变速器的换挡规律，以满足不同的使用要求。图2-7-13为一个安装在换档操纵换挡杆旁的模式开关，图2-7-14为其连接电路。自动变速器ECU存储器内存有2挡位、L挡位、锁定模式以及模式选择开关选择的换挡程序。常见的控制模式大致有以下几种。（1）经济模式(Economy)该模式以汽车获得最佳燃油经济性为目标设计换挡规律。当自动变速器在经济模式下工作时，其换挡规律使汽车在行驶过程中，发动机经常在经济转速范围内运转，降低了燃油消耗。发动机转速相对较低时就会换入高挡，即提前升档，延迟降挡。（2）动力/运动模式(Power或Sport)该模式以汽车获得最大动力性为目标设计换挡规律。当自动变速器在动力模式下工作时，其换挡规律使汽车在行驶过程中，发动机经常处在大转矩、大功率范围内运行，提高了汽车的动力性能和爬坡能力。只有发动机转速较高时，才能换入高挡，即延迟升挡，提前降挡。（3）常规模式(Normal)换挡规律介于经济模式与动力模式之间。（4）手动模式(Manual)该模式让驾驶员可在1—4挡之间以手动方式选择合适的挡位，使汽车好像装用了手动变速器一样行驶，而又不必像手动变速器那样换挡时必须踩离合器踏板。（5）雪地模式(Snow)在该模式下变速器以高挡(3挡)起步，这样，即使汽车起步时油门踏板被踩到底，也能保证驱动轮不会出现打滑。3）超速档开关超速挡开关通常安装在自动变速器操纵换挡杆上如图，用于控制自动变速器的超速挡。如果超速挡开关打开，变速器操纵换挡杆又处于“D”位，则自动变速器随着车速的提高而升挡时，最高可升到超速挡；而开关关闭时，无论车速怎样高，自动变速器都不能升至超速挡。超速挡使用条件：1.平坦、较好路面行驶；2.选挡杆置于“D”位；3.节气门开度85%以上；4.车速60Km/h；5.变速器油温70℃以上。在驾驶室仪表板上，有"O/DOFF"指示灯显示超速挡开关的状态。当超速挡开关打开时，“O/DOFF”指示灯熄灭；而当超速挡开关关闭时，“O/DOFF”指示灯随之亮起。4）制动开关制动开关安装在制动踏板支架上，踩下制动踏板时开关接通，通知变速器电脑，断开变矩器锁止离合器，同时点亮制动灯，还可以防止当驱动轮制动抱死时，发动机突然熄火。制动开关安装位置及电路如图2-7-16所示。5）强制降挡开关强制降挡开关装在油门踏板下方，当踩下油门踏板并使节气门到达全开位置时，强制降挡开关接通并向ECU发送信号。此时，ECU按照急加速的程序控制换挡，一般在车速还不是很高情况下，ECU会使变速器降一挡，以便车辆的加速性能更好。3.执行器电控装置中的执行器是电磁阀。其功用是根据自动变速器ECU的指令接通或切断液压回路，以实现对自动变速器的换档、液力变矩器锁止、主油压以及发动机制动等多项内容的控制。常见有开关式电磁阀和脉冲线性式电磁阀两种。1）开关式电磁阀开关式电磁阀的作用是开启或关闭液压油路，通常用于控制换挡阀及变矩器锁止控制阀的工作。开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、回位弹簧、阀芯和阀球所组成（图2-7-17）。它有二种工作方式：一种是让某一条油路保持油压或泄空，即当电磁线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泄油孔，该油路的液压油经电磁阀泄空，油路压力为零；当电磁阀线圈通电时，电磁阀使阀芯下移，关闭泄油孔，使油路油压上升。另一种是开启或关闭某一条油路，即当电磁线圈不通电时，油压将阀芯推开，阀球在油压作用下关闭泄油孔，打开进油孔，使主油路压力油进入控制油道，当电磁线圈通电时，电磁力使阀芯下移，推动阀球关闭进油孔，打开泄油孔，控制油道内的压力油由泄油孔泄空。2）脉冲线性式电磁阀脉冲线性式电磁阀一般安装在主油路或减振器背压油路上，电脑通过这种电磁阀在自动变速器升挡或降挡的瞬间使油压下降，进一步减少换挡冲击，使挡位的变换更加柔和。3）A341E变速器电磁阀组成（1）有四个电磁阀。分别为1、2号换档电磁阀、锁止离合器电磁阀和蓄压器电磁阀。如图：2-7-19所示。（2）1、2号电磁阀为通断电磁阀，负责换挡。（3）锁止、蓄压器电磁阀为频率阀，负责控制锁止离合器以及蓄压器背压。4）开关式电磁阀就车的检修a.用举升器将汽车升起。b.拆下自动变速器的油底壳。c.拔下电磁阀的线束插头。d.用万用表测量电磁阀线圈的电阻。自动变速器的开关式电磁阀线圈的电阻一般为（10～30）Ω。若电磁阀线圈短路、断路或电阻值不符标准，应更换。e.将12V电源施加在电磁阀线圈上，此时应能听到电磁阀工作的“咔嗒”声；否则，说明阀心卡住，应更换电磁阀。5）开关式电磁阀的性能检验a.拆下电磁阀。b.将压缩空气吹入电磁阀进油口。c.当电磁阀线圈不接电源时，进油孔和泄油孔之间应不通气；否则，说明电磁阀损坏，应更换电磁阀。d.接上电源后，进油孔和泄油孔之间应相通；否则，说明电磁阀损坏，应更换电磁阀。6）脉冲式电磁阀的检修（1）电阻检测：标准阻值：3.6—4.0Ω。（2）动作检查：将电磁阀的线圈接上蓄电池电压(注意：需串接—8~l0w的灯泡)，正常情况应为：a．电磁阀线圈接上电源时，电磁阀阀芯伸出（向右移动）b．电磁阀线圈断开电源时，电磁阀阀芯退回（向左移动)。c．如果检查有异常，更换电磁阀。d．如果检查均正常，检查3号电磁阀与电脑之间的线路和插接器，若有不良：修理或更换线束或插接器；若为良好：检修或更换发动机与ECT电脑。【知识拓展】1.传感器故障时，自动变速器失效保护功能1）节气门位置传感器出现故障时，电脑根据怠速开关的状态进行控制。当怠速开关断开时（加速踏板被踩下），按节气门开度为1/2进行控制，同时节气门油压为最大值；当怠速开关接通时（加速踏板完全放松），按节气门处于全闭状态进行控制，同时节气门油压为最小值。2）车速传感器出现故障时，电脑不能进行自动换挡控制，此时自动变速器的挡位由操纵手柄的位置决定。

在D位和S（或2）位固定为超速挡或3挡，在L（或1）位固定为2挡或1挡；或不论操纵手柄在任何前进挡位，都固定为1挡，以保持汽车最基本的行驶能力。许多车型的自动变速器有2个车速传感器，其中一个用于自动变速器的换挡控制，另一个为仪表盘上车速表的传感器。这两个传感器都与电脑相连，当用于换挡控制的车速传感器损坏时，电脑可利用车速表传感器的信号来控制换挡。

3）输入轴转速传感器出现故障时，电脑停止减扭矩控制