1、學(xué)習(xí)任務(wù)九 自動變速器電子控制系統(tǒng)的檢修任務(wù)要求完成本學(xué)習(xí)任務(wù)后，你應(yīng)能：1.掌握自動變速器主要傳感器的安裝位置和作用。2. 掌握自動變速器主要傳感器的分類、結(jié)構(gòu)和工作原理。3.查閱維修手冊完成主要傳感器的檢修。4.查閱維修手冊完成主要換擋電磁閥的檢修。5.選擇合適的工具與儀器，實施教學(xué)計劃。建議課時：12課時任務(wù)描述一輛威馳轎車，出現(xiàn)有時不升擋故障，使用故障診斷儀檢測，故障為偶發(fā)性故障。讀取數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)自動變速器車速顯示始終為0，判斷為電子控制系統(tǒng)中車速傳感器故障。檢查線路并重新安裝車速傳感器后故障消失。一、理論知識準(zhǔn)備(一)概述在進(jìn)行自動變速器故障診斷和維修時，通常要對電子控制系統(tǒng)的各個電控

2、元件進(jìn)行檢測。電子控制系統(tǒng)是電控自動變速器的核心，主要由傳感器、電子控制單元（ECU）、執(zhí)行元件、自診斷接口、故障指示燈等組成。自動變速器的主要傳感器有節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、油溫傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器。主要執(zhí)行元件有換擋電磁閥、油壓調(diào)節(jié)電磁閥、鎖止離合器控制電磁閥，如圖9-1所示。圖9-1 電子控制系統(tǒng)的主要元件（二）節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝于節(jié)氣門體上，隨節(jié)氣門軸的轉(zhuǎn)動工作，通過接觸式開關(guān)或電位計感知節(jié)氣門位置，檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，并將此信號輸入ECU，控制燃油噴射及其他輔助控制。常見節(jié)氣門位置傳感器的類型有觸點式、電位計式和綜合式。節(jié)氣門位置傳感器從發(fā)動機(jī)電控

3、單元那里獲得基準(zhǔn)電壓VC，調(diào)節(jié)為能夠反映節(jié)氣門開度的VTA電壓輸出。VTA隨著發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度的變化而變化，節(jié)氣門全開時VTA為5V，當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時，怠速觸點閉合，如圖9-2所示。圖9-2 節(jié)氣門位置傳感器（三）自動變速器的輸入、輸出轉(zhuǎn)速傳感器輸入轉(zhuǎn)速傳感器用于測量液力變矩器的轉(zhuǎn)速（輸入轉(zhuǎn)速）；輸出轉(zhuǎn)速傳感器用于測量輸出軸的轉(zhuǎn)速，然后將各自的轉(zhuǎn)速信息，提供給電控單元。電控單元通過比較兩個轉(zhuǎn)速傳感器信號，可判斷液力變矩器是否存在滑轉(zhuǎn)、換擋執(zhí)行元件是否存在打滑現(xiàn)象等。 自動變速器的輸入、輸出轉(zhuǎn)速傳感器多采用磁感應(yīng)式、光電式和霍爾式，這里以霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器為例講解車速傳感器的工作原理。輸出轉(zhuǎn)速傳感器

4、位于變速器殼體的左側(cè)，讀取輸出軸上凹槽周圍的變化磁場并轉(zhuǎn)換為脈沖波，然后傳遞給電子控制單元。同樣輸入轉(zhuǎn)速傳感器記錄液力變矩器上凹槽周圍的電磁場變化并轉(zhuǎn)換為脈沖，然后傳遞給電子控制單元，如圖9-3所示。圖9-3 輸入、輸出轉(zhuǎn)速傳感器的安裝位置當(dāng)霍爾元件中有電流通過，并有磁場垂直施加時，將產(chǎn)生一分別垂直于磁場和電流，且與電流幅度磁場強(qiáng)度成正比的電壓。轉(zhuǎn)速傳感器利用此效應(yīng)，當(dāng)輸入軸或輸出軸旋轉(zhuǎn)時，傳感器內(nèi)部磁鐵產(chǎn)生磁場，磁場發(fā)生改變時會產(chǎn)生電壓，由半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換成為脈沖并輸出到ECU，ECU通過這些脈沖計算并確定轉(zhuǎn)速，如圖9-4所示。圖9-4霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理（四）自動變速器的油溫傳感器自動變速

5、器的油溫傳感器多為負(fù)熱敏電阻，安裝在變速器油底殼內(nèi)的液壓控制閥板上，用于檢測變速器油溫，以作為ECU進(jìn)行換擋控制、油壓控制、液力變矩器鎖止離合器控制的依據(jù)。油溫傳感器的電阻值根據(jù)油溫而變，電子控制單元根據(jù)電阻值確定油溫，如圖9-5所示。當(dāng)油溫超過限定值，ECU將使自動變速器進(jìn)入安全控制模式，并發(fā)出警示信號，存儲故障代碼。圖9-5油溫傳感器（五）空擋起動開關(guān)空擋起動開關(guān)位于變速器殼體上，空擋起動開關(guān)讀取自動變速器擋位（P、R、N、D、2、L等），并將信號發(fā)送到自動變速器的電控單元，如圖9-6所示。圖9-6 空擋起動開關(guān)（六）強(qiáng)制降擋開關(guān)強(qiáng)制降擋開關(guān)的作用是檢測加速踏板是否達(dá)到了節(jié)氣門全開位置（一

6、般是指節(jié)氣門開度大于85%）。當(dāng)加速踏板達(dá)到節(jié)氣門全開位置時，強(qiáng)制降擋開關(guān)打開，自動變速器在原有擋位上下降一個或兩個擋位，從而提高汽車的加速性能。（七）制動燈開關(guān)制動燈開關(guān)用以判斷制動踏板是否被踩下。如果踏板被踩下，則該開關(guān)便將信號發(fā)送給電子控制單元，以解除液力變矩器鎖止離合器的鎖止?fàn)顟B(tài)，防止突然制動時導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)熄火。（八）超速擋開關(guān)擁有超速擋（OD擋）的自動變速器還設(shè)有超速擋開關(guān)，用來控制自動變速器的超速擋，如圖9-7所示。圖9-7 OD擋開關(guān)當(dāng)超速擋開關(guān)閉合時，超速擋控制電路和油路接通，電控單元允許車輛進(jìn)入超速擋。當(dāng)超速擋開關(guān)斷開時，超速擋控制電路和油路斷開，電控單元阻止車輛進(jìn)入超速擋，

7、此時儀表盤上OD OFF指示燈點亮，如圖9-8所示。圖9-8 超速擋開關(guān)的工作狀態(tài)（九）模式開關(guān)大部分電子控制自動變速器都有一個模式開關(guān)用以選擇車輛的換擋模式，滿足不同的使用要求。所謂換擋控制模式主要是指控制自動變速器的換擋規(guī)律，常見的換擋模式有4種，即經(jīng)濟(jì)模式、動力模式、標(biāo)準(zhǔn)模式和手動模式。經(jīng)濟(jì)模式是以獲得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)設(shè)計換擋規(guī)律；動力模式是以獲得最大動力性為目標(biāo)設(shè)計換擋規(guī)律；標(biāo)準(zhǔn)模式介于經(jīng)濟(jì)模式和動力模式之間；手動模式多出現(xiàn)在手自一體式變速器上， 以手動方式選擇合適擋位。（十）電磁閥電磁閥是電子控制系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件，按作用不同可分為換擋電磁閥、鎖止電磁閥、調(diào)壓電磁閥。按工作方式不

8、同可分為開關(guān)式電磁閥和脈沖式電磁閥。1. 開關(guān)式電磁閥開關(guān)式電磁閥常用于開啟和關(guān)閉變速器液壓油路，用于控制換擋閥和液力變速器鎖止離合器的鎖止閥。開關(guān)式電磁閥由電磁線圈、殼體、閥芯和回位彈簧等組成，如圖9-9所示。該電磁閥只有全開和全關(guān)兩種工作狀態(tài)。以長開電磁閥為例，當(dāng)線圈不通電時，閥芯被油壓推開，打開泄油口，電磁閥對控制油路泄壓，油路壓力為零；當(dāng)線圈通電時，閥芯在電磁線圈的磁力作用下移動，關(guān)閉泄油口，油路壓力上升。圖9-9 開關(guān)式電磁閥1.液壓油入口 2.泄油口 3.接線插座 4.閥芯 5. 線圈 6. 限流鋼球 7.殼體2. 脈沖式電磁閥脈沖式電磁閥常用于控制油路中油壓的大小，結(jié)構(gòu)與開關(guān)式電

9、磁閥基本相同，與開關(guān)式電磁閥不同之處在于，脈沖式電磁閥工作的電信號不是恒定不變的電壓信號，而是一個脈沖電信號，電磁閥在脈沖信號的作用下，不斷反復(fù)地開啟和關(guān)閉泄油口。電子控制單元通過改變脈沖寬度（即占空比），改變電磁閥開啟和關(guān)閉的時間比，從而達(dá)到控制油路壓力的目的，如圖9-10所示。占空比越大，油壓越低，反之油壓越高。圖9-10 脈沖式電磁閥1.液壓油出口 2. 液壓油入口 3.接線插座 4. 限流鋼球 5. 線圈 6.殼體 7. 泄油口（十一）電子控制單元電子控制單元接收各種監(jiān)測汽車行駛狀況和發(fā)動機(jī)工況的傳感器信號，精確控制自動變速器的換擋正時、鎖定正時、換擋執(zhí)行元件的液壓、換擋時的發(fā)動機(jī)扭矩

10、；還具有自我診斷功能，能監(jiān)測和識別電子控制元件的故障，并通過O/D OFF指示燈以故障代碼的形式將這些自診斷信息輸出；另外，電子控制單元在車輛出現(xiàn)某些故障時能執(zhí)行失效防護(hù)功能，以保證車輛能繼續(xù)行駛。1.換擋正時控制電子控制單元根據(jù)換擋桿位置、車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等信號來確定最合適的換擋點，然后通過對電磁閥的控制完成擋位的變換。此外，電子控制單元還根據(jù)上述信號完成對液力變矩器鎖止離合器的鎖止和分離，如圖9-11所示。電子控制單元圖9-11 U540E自動變速器電子控制單元的換擋正時控制2.油壓控制電子控制單元通過對脈沖電磁閥的控制來調(diào)整自動變速器的主油路油壓，使得主油路油壓隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷的

11、增大而提高，以滿足液壓控制系統(tǒng)的工作要求。此外，在R擋時，電子控制系統(tǒng)將控制脈沖電磁閥，提高主油路油壓，以滿足R擋執(zhí)行元件的工作需求。除正常的主油壓調(diào)節(jié)外，電子控制單元還可以根據(jù)各傳感器的信號，在一些特殊時刻對主油路油壓進(jìn)行修正，以使液壓控制系統(tǒng)達(dá)到更好的工作效果。例如，在換擋時對主油路油壓進(jìn)行修正，來提高換擋品質(zhì)、緩和換擋沖擊。3.鎖止正時控制電子控制單元根據(jù)各傳感器的信號，通過對鎖止電磁閥的控制來實現(xiàn)液力變矩器鎖止正時控制。當(dāng)車速足夠高，且其他各種信號都滿足鎖止要求時，電子控制單元就向鎖止電磁閥和負(fù)荷控制電磁閥發(fā)出信號，使鎖止離合器鎖止，反之鎖止離合器分離。4.學(xué)習(xí)控制在自動變速器內(nèi)各個換

12、擋執(zhí)行元件（離合器與制動器），由于最初的差異和使用一段時間后產(chǎn)生的變化，會加重自動變速器的換擋沖擊，此時電子控制單元開始對換擋執(zhí)行元件進(jìn)行檢測，通過檢測，使每個電磁閥的控制保持在最適合的狀態(tài)上。小提示：在分解自動變速器或維修自動變速器時，需清除學(xué)習(xí)值。5.自診斷功能電子控制單元內(nèi)部設(shè)有專門的故障自診斷電路，在車輛行駛過程中不斷檢測自動變速器各傳感器和電磁閥的工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)自動變速器故障，儀表板上的自動變速器故障指示燈會閃亮，以提醒駕駛員將車輛送至修理廠維修。電子控制單元會將檢測到的故障以故障碼的形式存儲在控制單元的存儲器內(nèi)，以便故障診斷儀能夠通過診斷接口檢索到故障信息，如圖9-12所示。故

13、障診斷接口圖9-12 故障診斷接口6.故障保護(hù)功能在傳感器和電磁閥出現(xiàn)故障時，安全保護(hù)功能可以盡可能地維持車輛的行駛性能；在檢測到一個故障后，如果恢復(fù)了正常狀態(tài)，安全保護(hù)功能將不再工作。例如U540E自動變速器的電子控制單元檢測到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障時，會啟動P0725故障失效保護(hù)，即車輛換入3擋，而后，根據(jù)車速和節(jié)氣門開度信號，自動變速器在1至3擋范圍內(nèi)變換。此失效保護(hù)停止運行的條件為恢復(fù)到正常狀態(tài)后，當(dāng)車速為30Km/h，處于P或N擋時，失效保護(hù)功能停止工作。二、實踐操作電控自動變速器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，電子控制單元的自診斷系統(tǒng)會記錄下故障代碼，因此，在檢修前首先進(jìn)行故障自診斷操作。即利用檢測

14、儀器或特定的方法將故障代碼從電子控制單元中讀出，為迅速診斷故障提供依據(jù)，另外電控系統(tǒng)檢修時需要對主要傳感器和執(zhí)行元件進(jìn)行檢測。(一)實踐準(zhǔn)備（1）汽車萬用表。（2）測試連接延長線、探針、夾子等汽車通用電工工具。(3)汽車故障診斷儀.(4)維修變速器所需的電路圖。（5）威馳轎車一輛。(二)技術(shù)要求及注意事項（1）威馳轎車的節(jié)氣門位置傳感器，當(dāng)節(jié)氣門完全關(guān)閉時VTA端子電壓約為0.7V；當(dāng)節(jié)氣門完全打開時，VTA端電壓升至3.55.0V。（2）威馳轎車的節(jié)氣門位置傳感器，接線器1-2端子電阻值為1.53.0k；1-3節(jié)氣門全關(guān)時，電阻值為0.26.0 k；節(jié)氣門全開時，電阻值為110 k。（3）電

15、磁閥接線器端子OIL和E2之間的電阻：0 時為5.63+0.56 k；20 時為2.4 k；80 時為0.313 k；140 時為0.072 k。（4）電磁閥接線器端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-之間的正常電阻為5.05.6（20下）。（5）電磁閥接線器端子SL和車身接地之間的正常電阻為1418（20下）。（6）電磁閥接線器端子DSU和車身接地之間的正常電阻值為913（20下）。（7）電磁閥接線器端子SR和車身接地之間的正常電阻值為1418（20下）。（8）空擋起動開關(guān)線束端子正常時P擋下6-4端子導(dǎo)通，R擋下1-7導(dǎo)通，N擋下6-5導(dǎo)通，D擋下6-3導(dǎo)通，2擋下6-2導(dǎo)

16、通，L擋下6-8導(dǎo)通。(三)電子元件檢修下面以威馳轎車的U540E自動變速器為例，講解主要電子元件的檢測。U540E主要電子元件如圖9-13所示。圖9-13 U540E自動變速器電子控制系統(tǒng)的主要元件1.節(jié)氣門位置傳感器的檢測以豐田威馳轎車P0120故障為例，講解節(jié)氣門位置傳感器的檢測。威馳轎車節(jié)氣門位置傳感器為電位計式節(jié)氣門位置傳感器，當(dāng)節(jié)氣門完全關(guān)閉時，ECM的VTA端子電壓約為0.7V。 ECM得到的VTA電壓與節(jié)氣門開度成正比，當(dāng)節(jié)氣門完全打開時，VTA端電壓升至約3.55.0V。節(jié)氣門位置傳感器的檢測，首先脫開節(jié)氣門位置傳感器連接器，測量傳感器端子1和2之間的電阻，測量傳感器端子1和

17、3之間的電阻，如圖9-14所示，標(biāo)準(zhǔn)見表9-1所示。圖9-14 節(jié)氣門位置傳感器連接器節(jié)氣門位置傳感器標(biāo)準(zhǔn)值 表9-1端子節(jié)氣門電阻 （k）1-2/1.53.01-3全關(guān)0.26.0全開1.010如測量值不正常則更換節(jié)氣門，正常則檢查線束和連接器（ECM-節(jié)氣門傳感器）。測量的1-2端子的電阻值為 。測量的1-3端子在節(jié)氣門全關(guān)時的電阻值為 。測量的1-2端子在節(jié)氣門全開時的電阻值為 。你做出的判斷結(jié)果為 。2.輸入、輸出轉(zhuǎn)速傳感器的檢測轉(zhuǎn)速傳感器電路圖如圖9-15所示。圖9-15 轉(zhuǎn)速傳感器的電路圖轉(zhuǎn)速傳感器檢查程序：（1）檢查是否存在61或67診斷代碼以外的故障代碼。（2）將換擋桿移到P、

18、N、和D擋位置，完成診斷輸出顯示。如果不存在繼續(xù)，存在則按診斷碼提示維修車輛。（3）從自動變速器上拆卸輸入和輸出轉(zhuǎn)速傳感器。（4）將輸入和輸出轉(zhuǎn)速傳感器對換。小提示：必須對換傳感器的位置。因為故障部位在連接器，對調(diào)時不能正確的檢測到，用以判斷連接器是否故障。（5）清除故障碼，路試后再次檢查故障碼。若故障代碼與車輛入廠時相同，則修理或更換線束或連接器。若故障代碼與車輛入廠時不相同，則更換輸入轉(zhuǎn)速傳感器或輸出轉(zhuǎn)速傳感器。3.自動變速器油溫傳感器的檢測自動變速器油溫傳感器的電路圖如圖9-16所示。圖9-16 油溫傳感器的電路圖1） 檢查電磁閥導(dǎo)線（自動變速器油溫傳感器）（1）從自動變速器上脫開電磁閥

19、導(dǎo)線。（2）測量端子OIL和E2之間的電阻，如圖9-17所示，標(biāo)準(zhǔn)值如表9-2所示。 圖9-17 電磁閥接線器油溫傳感器的電阻值 表9-2溫度電阻值（k）05.63 + 0.56202.4800.3131400.072 + 0.0022如果測量結(jié)果不正常則修理或更換電磁閥導(dǎo)線，如果測量結(jié)果正常則進(jìn)行第2步。2）檢查線束和接線器（電磁閥導(dǎo)線-ECU）（1）連接自動變速器電磁閥導(dǎo)線。（2）脫開ECU連接器。（3）測量端子OIL和E2之間電阻。圖9-17 電磁閥接線器（4）如果測量結(jié)果不正常，則修理或更換線束或連接器。如果測量結(jié)果正常，則檢查電子控制單元。4.電磁閥的檢測下面以U540E自動變速器電

20、磁閥為例講解電磁閥的檢修。1）檢查電磁閥導(dǎo)線（SL1/SL2/SL3）（1）從自動變速器上脫開電磁閥導(dǎo)線。（2）測量端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-之間的電阻，如圖9-19所示。正常電阻為5.05.6 （20下）。測量端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-之間的電阻值為 。（3）測量電磁閥導(dǎo)線連接器端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-與車身接地之間的電阻。正常電阻值不小于1 k，如圖9-19所示。如果測量值不正常則，繼續(xù)檢查換擋電磁閥；如果都正常，則檢查電磁閥導(dǎo)線SL/DSU/SR端子。圖9-19 電磁閥接線器各端子的位置2）檢查電磁閥導(dǎo)

21、線SL/DSU/SR（1）測量端子SL和車身接地之間的電阻，如圖9-20所示。正常電阻值為1418 （20下）。圖9-20 電磁閥接線器SR/SL/DSU端子的位置（2）測量端子DSU和車身接地之間的電阻,正常電阻值為913 （20下）。（3）測量端子SR和車身接地之間的電阻,正常電阻值為1418歐（20下）。如果測量值不正常則檢查對應(yīng)的電磁閥，如果都正常則檢查線束和連接器（電磁閥導(dǎo)線-ECM）。3）換擋電磁閥檢查（1）拆卸換擋電磁閥SL1/SL2/SL3。（2）測量端子之間的電阻。20下，正常電阻值為5.05.6 ，如圖9-21所示。（3）將蓄電池正極導(dǎo)線及21瓦燈泡連接到電磁閥連接器端子2

22、，負(fù)極導(dǎo)線連接到電磁閥連接器端子1，然后檢查電磁閥的運動，如圖9-21所示。如果正常，電磁閥將發(fā)出運轉(zhuǎn)噪聲，不正常則更換電磁閥。圖9-21 SL1/SL2/SL3SL1電磁閥的檢測小提示：通過電磁閥檢查運作，決不要直接施加蓄電池電壓（不允許大于1A的電流）。（4）拆卸換擋電磁閥SL。（5）測量端子之間的電阻，在20下，正常電阻值為14-18，如圖9-22所示。（6）將蓄電池正極導(dǎo)線連接到電磁閥連接器端子，負(fù)極導(dǎo)線連接到電磁閥閥體，然后檢查電磁閥的運動，如圖9-22所示。如果正常，電磁閥將發(fā)出運轉(zhuǎn)噪聲，不正常則更換電磁閥。 圖9-22 SL電磁閥的檢測（7）采用同樣方法檢查SR、DSU電磁閥，如

23、圖9-23所示。注意各電磁閥正常電阻值的不同，如果檢測不正常，則更換電磁閥。圖9-23 SR/DSU電磁閥的檢測三、學(xué)習(xí)拓展空擋起動開關(guān)的常見故障有開關(guān)無信號輸出，開關(guān)多路輸入等，空擋起動開關(guān)檢查步驟如下：（1）脫開空擋起動開關(guān)連接器。（2）在每個擋位移動換擋桿時，檢查各端子之間是否導(dǎo)通，如圖9-24所示。正常：P擋時6-4端子導(dǎo)通，R擋時1-7導(dǎo)通，N擋時6-5導(dǎo)通，D擋時6-3導(dǎo)通，2擋時6-2導(dǎo)通，L擋時6-8導(dǎo)通。如果導(dǎo)通不正常則更換空擋起動開關(guān)。圖9-24 空擋起動開關(guān)的檢查四、評價與反饋1自我評價與反饋（1）你是否知道電子控制系統(tǒng)有哪些基本元件？（ ）A知道 B不知道（2）你是否能夠完成節(jié)氣門位置傳感器基