任務(wù)8 自動變速器電路分析與檢測

1、任務(wù)8 自動變速器控制電路分析與檢測任務(wù)目標8.1 自動變速器的基本組成和工作原理8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測8.3 自動變速器的電控故障診斷和檢修8.4 任務(wù)實施8.5 評價反饋任務(wù)目標【任務(wù)目標】1.理解自動變速器的基本組成與工作原理。2.掌握典型自動變速器控制電路的分析與檢測方法。3.掌握自動變速器電控系統(tǒng)主要傳感器的檢測方法。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理1基本組成液力自動變速器主要由液力變矩器、機械變速器、液壓控制系統(tǒng)、冷卻濾油裝置等組成。電控液力自動變速器除上述四部分外還有電子控制系統(tǒng)。液力變矩器液力變矩器是一個通過自動變速器油（A

2、TF）傳遞動力的裝置，其主要功用是：在一定范圍內(nèi)自動、連續(xù)地改變轉(zhuǎn)矩比，以適應(yīng)不同行駛阻力的要求。具有自動離合器的功用。在發(fā)動機不熄火、自動變速器位于動力檔（D或R位）的情況下，汽車可以處于停車狀態(tài)。駕駛員可通過控制節(jié)氣門開度控制液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩，逐步加大輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)動力的柔和傳遞。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理機械變速器以常見的行星齒輪變速器為例，其由23排行星齒輪機構(gòu)組成，不同的運動狀態(tài)組合可得到25種速比，其功用主要有：在液力變矩器的基礎(chǔ)上再將轉(zhuǎn)矩增大24倍，以提高汽車的行駛適應(yīng)能力。實現(xiàn)倒檔傳動。液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)是由油泵、各種控制

3、閥及與之相連通的液壓換檔執(zhí)行元件，如離合器、制動器油缸等組成液壓控制回路。汽車行駛中根據(jù)駕駛員的要求和行駛條件的需要，控制離合器和制動器的工作狀況的改變來實現(xiàn)機械變速器的自動換檔。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)將自動變速器的各種控制信號輸入電子控制單元（ECU），經(jīng)ECU處理后發(fā)出控制指令控制液壓系統(tǒng)中的各種電磁閥實現(xiàn)自動換檔，并改善換檔性能。冷卻濾油裝置自動變速器油（ATF）在自動變速器工作過程中會因沖擊、摩擦產(chǎn)生熱量，并還要吸收齒輪傳動過程中所產(chǎn)生的熱量，油溫將會升高。油溫升高將導(dǎo)致ATF粘度下降，傳動效率降低，因此必須對A

4、TF進行冷卻，保持油溫在8090左右。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理2基本原理液控自動變速器是通過機械傳動方式，將汽車行駛時的車速和節(jié)氣門開度這兩個主控制參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?；液壓控制系統(tǒng)的閥板總成中的各控制閥根據(jù)這些液壓控制信號的變化，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，操縱換擋執(zhí)行元件的動作實現(xiàn)自動換擋。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理電控自動變速器是通過各種傳感器，將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機水溫、自動變速器ATF油溫等參數(shù)信號輸入電控單元（ECU），ECU根據(jù)這些信號，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓

5、電磁閥等發(fā)出動作控制信號，換擋電磁閥和油壓電磁閥再將ECU的動作控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?，閥板中的各控制閥根據(jù)這些液壓控制信號，控制換擋執(zhí)行元件的動作，從而實現(xiàn)自動換擋過程。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理3.辛普森式行星齒輪變速器四檔辛普森行星齒輪變速器由四檔辛普森行星齒輪機構(gòu)和換檔執(zhí)行元件兩大部分組成。換檔執(zhí)行機構(gòu)包括三個離合器、四個制動器和三個單向離合器共十個元件。8.18.1自動變速器的基本組成和工作原理自動變速器的基本組成和工作原理4. 拉威挪式行星齒輪變速器拉威挪行星齒輪機構(gòu)如圖8.6所示，由雙行星排組成，包括大太陽輪、小太陽輪、長行星輪、

6、短行星輪、齒圈和行星架。大、小太陽輪采用分段式結(jié)構(gòu)，使3檔到4檔的轉(zhuǎn)換更加平順。短行星輪與長行星輪及小太陽輪嚙合，長行星輪同時與大太陽輪、短行星輪及齒圈嚙合，動力通過齒圈輸出。兩個行星輪共用一個行星架。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測8.2.1 自動變速器電子控制系統(tǒng)的組成自動變速器的電子控制系統(tǒng)包括傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三部分8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測A340E電控系統(tǒng)電路圖8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測8.2.2 傳感器檢測1.節(jié)氣門位置傳感器（TPS）功用節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，用于檢測節(jié)氣門開度的大小，并將數(shù)據(jù)傳送給電腦，電腦根據(jù)此信號判斷

7、發(fā)動機負荷，從而控制自動變速器的換檔、調(diào)節(jié)主油壓和對鎖止離合器控制。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測E是搭鐵端子，IDL是怠速端子，VTA是節(jié)氣門開度信號端子，VC是ECU供電端子，電腦提供恒定5V電壓。當節(jié)氣門開度增加，節(jié)氣門開度信號觸點逆時針轉(zhuǎn)動，VTA端子輸出電壓也線形增大。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測 檢測 檢查傳感器電阻點火開關(guān)關(guān)閉，拔下傳感器連接器插頭，用萬用表的歐姆檔測量各端子之間的電阻值，標準值見表8.3。如果電阻值不正常，應(yīng)更換節(jié)氣門位置傳感器。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測 檢查傳感器電壓打開點火開關(guān)，但不起動發(fā)動機。用萬用表的電壓檔測量各端子之間的電壓，

8、標準值見表8.4。如果電壓值不正常，應(yīng)更換節(jié)氣門位置傳感器。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測2.車速傳感器（VSS）功用車速傳感器用于檢測自動變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，自動變速器ECU根據(jù)車速傳感器輸入的信號計算出車速，并以此信號控制自動變速器的換檔和鎖止離合器的鎖止。類型常見的車速傳感器有電磁式、舌簧開關(guān)式、光電式三種一般自動變速器裝有兩個車速傳感器，分為1號和2號傳感器。2號車速傳感器一般為電磁式的，它裝在變速器輸出軸附近的殼體上，為主車速傳感器，1號車速傳感器一般為舌簧開關(guān)式的，為副車速傳感器，它裝在車速表的轉(zhuǎn)子附近，負責車速的傳輸，它同時也是2號車速傳感器的備用件8.2 自動變速器電子控制

9、系統(tǒng)的檢測電磁式車速傳感器的結(jié)構(gòu)、原理當輸出軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子也轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子與傳感器之間的空氣間隙發(fā)生周期性變化，使電磁感應(yīng)線圈中磁通量也發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交流感應(yīng)電壓，并輸送給電腦。交流感應(yīng)電壓隨著車速（輸出軸轉(zhuǎn)速）具有兩個響應(yīng)特性，一是隨著車速的增加，交流感應(yīng)電壓增高；二是隨著車速的增加，交流感應(yīng)電壓脈沖頻率也增加。電腦是根據(jù)交流感應(yīng)電壓脈沖頻率大小計算車速，并以此控制自動變速器的換檔。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測電磁式車速傳感器的檢測外觀檢查檢查轉(zhuǎn)子是否有斷齒、臟污等情況。檢查轉(zhuǎn)子齒頂與傳感器之間的間隙方法是用標準間隙厚度的厚薄規(guī)插入轉(zhuǎn)子齒頂與傳感器之間，如果感覺阻力合適表明間隙符合標準

10、，如果阻力大說明間隙過小，如果沒有阻力說明間隙大。檢查電磁線圈電阻方法是關(guān)閉點火開關(guān)，拔下傳感器插頭，用歐姆表測量電磁線圈電阻。不同車型自動變速器的車速傳感器線圈電阻不同，一般為幾百歐姆到幾千歐姆。模擬檢查方法是用交流電壓表2V擋測量輸出電壓；起動時應(yīng)高于0.1V，運轉(zhuǎn)時應(yīng)為0.4-0.8V；也可用示波器檢測輸出信號波形是否完整、連續(xù)、光滑等。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測3.輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器對于轎車自動變速器，一般在機械變速器輸入軸附近的殼體上裝有檢測輸入軸轉(zhuǎn)速的輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器。該傳感器一般也是采用電磁式，其結(jié)構(gòu)、原理及檢測與車速傳感器一樣。自動變速器ECU根據(jù)輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器的信號

11、可以更精確地控制換檔。另外，ECU還可以把該信號與發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號進行比較，計算出變矩器的轉(zhuǎn)速比，使主油壓和鎖止離合器的控制得到優(yōu)化，以改善換檔、提高行駛性能。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測4.水溫傳感器功用水溫傳感器的信號不僅用于發(fā)動機的控制，還用于自動變速器的控制。當發(fā)動機冷卻液溫度低于設(shè)定溫度（如60），發(fā)動機ECU會發(fā)送一個信號給自動變速器ECU的OD1端子，以防止自動變速器換入超速檔，同時鎖止離合器也不能工作。當發(fā)動機冷卻液溫度過高時，自動變速器ECU會讓鎖止離合器工作以幫助發(fā)動機降低冷卻液的溫度，防止變速器過熱。如果水溫傳感器故障，發(fā)動機ECU會自動將冷卻液溫度設(shè)定為80，以便

12、發(fā)動機和自動變速器可以工作。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測結(jié)構(gòu)、原理水溫傳感器一般都是一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻，即溫度升高，電阻下降。檢測水溫傳感器檢測時可以將其放在水杯中進行加熱，測量不同溫度下的電阻值8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測5.模式選擇開關(guān)功用模式選擇開關(guān)是供駕駛員選擇所需要的行駛或換檔模式的開關(guān)。大部分車型都具有常規(guī)模式（N或NORM）和動力模式（P或PWR），有些車型還有經(jīng)濟模式（E或ECO）。自動變速器ECU根據(jù)所選擇的行駛模式執(zhí)行不同的換檔程序，控制換檔和鎖止正時。如選擇動力模式，自動變速器會推遲升檔，以提高動力性，而選擇經(jīng)濟模式，自動變速器會提前升檔，以提高經(jīng)濟

13、性，常規(guī)模式介于二者之間。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測結(jié)構(gòu)、原理當開關(guān)接通NORM（常規(guī)模式），儀表盤上NORM指示燈點亮，同時自動變速器ECU的PWR端子的電壓為0V，ECU從而知道選擇了常規(guī)模式。當開關(guān)接通PWR（動力模式），儀表盤上PWR指示燈點亮，同時自動變速器ECU的PWR端子的電壓為12V，ECU從而知道選擇了動力模式。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測6.空檔起動開關(guān)功用空檔起動開關(guān)有兩個功用，一是給自動變速器ECU提供檔位信息，二是保證只有選檔桿置于P或N位才能起動發(fā)動機。結(jié)構(gòu)、原理當選檔桿置于不同的檔位時，儀表盤上相應(yīng)的檔位指示燈會點亮。當ECU的端子N、2或L與端

14、子E接通時，ECU便分別確定變速器位于N、2或L位；否則，ECU便確定變速器位于D位。只有當選檔桿置于P或N位時，端子B與NB接通，才能給起動機通電，使發(fā)動機起動。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測空檔起動開關(guān)線路8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測7.OD開關(guān)功用OD開關(guān)（超速檔開關(guān)）一般安裝在選檔桿上，由駕駛員操作控制，可以使自動變速器有或沒有超速檔。原理當按下OD開關(guān)（ON），OD開關(guān)的觸點實際為斷開，此時ECU的OD2端子的電壓為12V，自動變速器可以升至超速檔，且ODOFF指示燈不亮。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測當再次按下OD開關(guān)，OD開關(guān)會彈起（OFF），OD開關(guān)的觸點實

15、際為閉合，此時ECU的OD2端子的電壓為0V，自動變速器不能升至超速檔，且ODOFF指示燈點亮。檢測當按下OD開關(guān)（ON）時ODOFF指示燈應(yīng)熄滅；當再次按下OD開關(guān)，OD開關(guān)彈起（OFF）時，ODOFF指示燈應(yīng)點亮。否則應(yīng)檢查ODOFF指示燈、OD開關(guān)及線路。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測8.制動燈開關(guān)功用自動變速器ECU通過制動燈開關(guān)檢測是否踩下制動踏板，如果踩下制動踏板，ECU會取消鎖止離合器的工作。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測原理制動燈開關(guān)安裝在制動踏板支架上。當踩下制動踏板，開關(guān)接通，ECU的STP端子電壓為12V；當松開制動踏板，開關(guān)斷開，STP端子電壓為0V。ECU

16、根據(jù)STP端子的電壓變化了解制動踏板的工作情況。檢測測量制動燈開關(guān)線路的電源端子與搭鐵之間的電壓，在沒有制動時應(yīng)為蓄電池電壓。若不是蓄電池電壓，應(yīng)檢查制動燈線路保險絲是否斷路。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測8.2.3 執(zhí)行器電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行器主要指電磁閥和故障指示燈，這里只介紹電磁閥。1分類電磁閥根據(jù)功能的不同可以分為換檔電磁閥、鎖止離合器電磁閥和油壓電磁閥。根據(jù)工作原理的不同可以分為開關(guān)式電磁閥和占空比式（脈沖線性式）電磁閥。不同的自動變速器使用的電磁閥數(shù)量不同，一般為3-8個不等。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測2開關(guān)式電磁閥功用開關(guān)式電磁閥的功用是開啟或關(guān)閉液壓油路，通常用于

17、控制換擋閥和部分車型鎖止離合器的工作。結(jié)構(gòu)、原理開關(guān)式電磁閥由電磁線圈、銜鐵、閥芯等組成當電磁閥通電時，在電磁吸力作用下銜鐵和閥芯下移，關(guān)閉泄油口，主油壓供給到控制油路。當電磁閥斷電時，在回位彈簧的作用下銜鐵和閥芯上移，打開泄油口，主油壓被泄掉，控制油路壓力很小。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測開關(guān)式電磁閥1-ECU；2-節(jié)流口；3-主油路；4-控制油路；5-泄油口；6-電磁線圈；7-銜鐵和閥芯8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測檢測檢查電磁閥電阻脫開電磁閥連接器，測量電磁閥端子與車身搭鐵之間的電阻，應(yīng)為11-15。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測檢查電磁閥的工作用蓄電池給電磁閥通電，

18、檢查是否有工作響聲。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測檢查電磁閥的漏氣拆下電磁閥，施加5kg/cm2的壓縮空氣，檢查電磁閥是否漏氣。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測3占空比式電磁閥占空比的概念占空比是指一個脈沖周期中通電時間所占的比例（百分數(shù)）8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測結(jié)構(gòu)、原理占空比式電磁閥與開關(guān)式電磁閥類似，也是有電磁線圈、滑閥、彈簧等組成1-電磁線圈；2-滑閥；3-滑閥軸；4-控制閥；5-彈簧8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測它通常用于控制油路的油壓，有的車型的鎖止離合器也采用此種電磁閥控制。與開關(guān)式電磁閥不同的是，控制占空比式電磁閥的電信號不是恒定不變的電壓信號，而是

19、一個固定頻率的脈沖電信號。在脈沖電信號的作用下，電磁閥不斷開啟、關(guān)閉泄油口。占空比式電磁閥有兩種工作方式，一是占空比越大，經(jīng)電磁閥泄油越多，油壓就越低；另一種是占空比越大，油壓越高。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測檢測脫開電磁閥連接器，用萬用表歐姆檔測量線圈電阻，應(yīng)為3.64.0，否則應(yīng)更換電磁閥。由于占空比式電磁閥線圈的電阻很小，不可與12V蓄電池直接相連，否則容易燒毀電磁閥線圈。檢測時將蓄電池串聯(lián)一個低電阻，如一個810W的燈泡，然后再與電磁線圈相連，電磁閥應(yīng)當動作，否則應(yīng)更換電磁閥。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測8.2.4電子控制單元電子控制單元英文縮寫為ECU，俗稱電腦。自動

20、變速器ECU具有換檔控制、鎖止離合器鎖止控制、換檔平順性控制、故障診斷、失效保護等功能。1換擋控制自動變速器換擋時刻的控制是ECU最重要的控制內(nèi)容之一。汽車在某個特定工況下都有一個與之對應(yīng)的最佳換檔時刻，使汽車發(fā)揮出最好的動力性和經(jīng)濟性。汽車行駛過程中，自動變速器ECU根據(jù)模式選擇開關(guān)信號、節(jié)氣門開度信號、車速信號等參數(shù)來打開或關(guān)閉換檔電磁閥，從而打開或關(guān)閉通往離合器、制動器的油路，使變速器升檔或降檔。8.2 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢測2鎖止離合器控制自動變速器ECU將各種行駛模式下鎖止離合器的工作方式編程存入存儲器，然后根據(jù)各種輸入信號，控制鎖止離合器電磁閥的通、斷電，從而控制鎖止離合器的

21、工作。3換檔平順性控制自動變速器改善換檔平順性的方法有換檔油壓控制、減少轉(zhuǎn)矩控制和N-D換檔控制。4故障自診斷5失效保護8.3自動變速器的電控故障診斷和檢修8.3.1概述1故障診斷與檢修注意事項診斷、檢修時要遵循由簡入繁、由表及里的原則。要根據(jù)廠家推薦的程序進行。拆卸自動變速器時應(yīng)先清洗外部。分解時應(yīng)將零部件按原順序放好。液壓件及油路應(yīng)用同型號的ATF油清洗，油路用壓縮空氣吹通，不能用抹布擦拭。零部件裝配時應(yīng)涂抹ATF油。更換新的離合器片或制動器片等應(yīng)在裝配前放入ATF油中浸泡15min以上。8.3自動變速器的電控故障診斷和檢修2故障診斷與排除的基本程序常見的電控自動變速器一般采用的故障診斷與排除程序為：初步檢查；讀取故障碼；手動換檔試驗；失速試驗；油壓試驗；換檔遲滯試驗；道路試驗；電控系統(tǒng)檢查；車上和車下修理。8.3自動變速器