模块5电控自动变速器的结构、工作原理及检修.ppt

模块5　电控自动变速器的结 构、工作原理及检修模块5　电控自动变速器的结构、工作原理及检修【学习目标】5.1　电控自动变速器的结构和工作原理5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修5.3　电脑及其控制电路的结构与功能掌握电控自动变速器的结构、工作原理以及检修方法5.1　电控自动变速器的结构和工作原理5.1　电控自动变速器的结构和工作原理5.1.1　电液式控制系统特点电控自动变速器主要由变速系统、液压控制系统和电子控制系统组成，由于机械部分与普通变速器几乎相同，在这里不在叙述，本模块着重讲述与普通变速器不同的控制系统的特点、原理及功用 系统中的换挡执行机构仍然是液压的，故称为电控液压换挡系统，与全液压控制系统相比，它最主要的优点是：1)由于计算机能够存储与处理多种换挡规律，所以它可以按车辆的行驶需要对相应规律进行选择，可以实现更合理、更复杂的控制，突破液压阀结构的限制，获得更理想的燃料经济性和动力性5.1　电控自动变速器的结构和工作原理2)可大大简化液压系统，从而使结构紧凑、质量轻3)控制精度高、反应快而且动作准确4)与整车的其他系统的电子控制，如发动机控制、巡航控制、牵引力控制、制动系统、四轮驱动控制等兼容性好。

5)自动换挡系统变更换挡规律或参数时，只需改变控制程序和某些电子元件的型号规格就能达到要求，而无需对变速器结构零件作任何变动，所以适应性强，开发周期短，在系列产品中更能显示其优越性.5.1.2　电控液压自动换挡基本原理 传统自动变速器的自动控制，是利用节气门阀产生的油压z和调速阀产生的油压v共同控制来实现自动换挡的电子控制自动变速器的各项控制由电子控制系统和液压控制系统共同完成，是利传感器、控制器（ECU）及执行器来完成换挡任务，主要组成如图5-1所示，其基本原理可通过控制流程图5-2来加以说明5.1　电控自动变速器的结构和工作原理图5-1　电控自动变速器的主要组成1—油泵　2—调压阀　3—手控阀　4—换挡阀　5—电磁阀A　6—电磁阀B　7—ECU5.1　电控自动变速器的结构和工作原理5.1　电控自动变速器的结构和工作原理1.信号的产生2.信号的处理3.指令的执行图5-2　电控自动变速器基本原理的控制流程图5.1　电控自动变速器的结构和工作原理5.1.3　电子控制系统的组成及各部分的功用电子控制系统由各种传感器、执行器、控制开关及电脑等组成，安装在发动机、自动变速器及汽车的其他装置上，测得发动机转速、节气门开度、汽车车速、自动变速器油温等运算参数并传给自动变速器的电脑，电脑是整个控制系统的中心，通过分析运算各个控制开关送来的操作指令和电脑内设定的控制程序，向各个执行器发出指令信号，以操纵阀体中各个控制阀的工作，从而最终实现对自动变速器的控制，如图5-3所示。

5.1　电控自动变速器的结构和工作原理图5-3　电子控制系统的组成1—输入轴转速传感器　2—车速传感器　3—自动变速器油温度传感器　4—空挡起动开关5—发动机电脑　6—发动机转速传感器　7—故障插座　8—节气门位置传感器9—模式开关　10—挡位指示灯　11—电磁阀　12—自动变速器电脑5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修【本节目标】 掌握各传感器、执行器及控制开关的结构、工作原理及检修基本理论知识】5.2.1　传感器的结构、工作原理及检修1.传感器的结构与工作原理(1)节气门位置传感器　图5-4　节气门位置传感器a)电路　b)输出特性1—怠速开关触点　2—线性电位计滑动触点　VC—基准电压　VTA—节气门开度信号IDL—怠速信号　E—接地5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修(2)车速传感器　1)磁电脉冲式车速传感器 如图5-5所示为磁电脉冲式车速传感器图5-5　磁电脉冲式车速传感器a) 结构　b)感应电压曲线图　c)工作原理5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修2)舌簧开关式车速传感器如图5-6所示为舌簧开关式车速传感器图5-6　舌簧开关式车速传感器a) 结构　b)工作原理3)磁阻元件式车速传感器。

磁阻元件式车速传感器采用了元件电阻随磁场变化而变化的磁阻(MRE)来检测车速，这种传感器直接装在输出轴上，如图5-7所示5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-7　磁阻元件式车速传感器a)结构　b) 工作原理　c)电路5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修4)光电式车速传感器 如图5-8所示为光电式车速传感器图5-8　光电式车速传感器a) 结构　b)工作原理5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-9　输入轴转速传感器1—行星齿轮变速器输入轴　2—输入轴转速传感器如图5-9所示为输入轴转速传感器5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修(3)输入轴转速传感器　输入轴转速传感器的结构、工作原理在车速传感器相同4)自动变速器油温度传感器　自动变速器油温度传感器安装在自动变速器油底壳内的阀体上，用于检测自动变速器油的温度，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5)控制开关的结构与功能　1)空挡起动开关空挡起动开关位于自动变速器手控阀摇臂轴上或变速杆下方，如图5-10所示.2)强制降挡开关5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-10　空挡起动开关1—摇臂　2—空挡起动开关5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修2.传感器的检修(1)节气门位置传感器的检修　节气门位置传感器用于测定节气门开度，并将信号送至发动机和自动变速器的ECU，其电路如图5-11所示。

图5-11　雷克萨斯LS400轿车节气门位置传感器的检测标准5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修1)节气门位置传感器的检测① 点火开关OFF② 拔去节气门位置传感器的线束插头③ 用万用表测量怠速开关的导通情况④ 用万用表测量节气门位置传感器中线性电位计的电阻，即1(E2)和3(VTA)之间的电阻，该电阻应能随节气门开度的增大而呈线性增大，其具体标准见表5-15.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修表5-1　雷克萨斯LS400轿车节气门位置传感器的检测标准2)节气门位置传感器的调整① 拧松节气门位置传感器的两个固定螺钉② 将厚度为0.50mm的塞尺插入节气门摇臂和限位螺钉之间，同时用万用表测量怠速开关的导通情况，如图5-13所示5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-13　节气门位置传感器的调整a)拧松两个固定螺钉　b)将塞尺插入节气门插臂和限位螺钉之间③ 朝节气门开启方向转动节气门位置传感器，使怠速开关断开，然后朝节气门闭合方向慢慢转动节气门位置传感器，直到怠速开关闭合为止5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修④ 拧紧节气门位置传感器的两个固定螺钉⑤ 分别用0.40mm和0.65mm的塞尺插入节气门限位螺钉和节气门摇臂之间，同时测量怠速开关的导通情况。

当塞尺为0.40mm，怠速开关应导通；当塞尺为0.65mm时，怠速开关应断开否则，应重新调整节气门位置传感器2)车速传感器的检修　车速传感器可以检测自动变速器输出轴转速，并将信号输送至发动机和变速器的ECU，ECU根据这些信号确定车速，并和节气门位置传感器传来的信号共同控制换挡点和锁定正时，如果车速传感器发生故障，ECU则利用曲轴位置传感器和节气门位置传感器的输入信号作为备用信号1)车速传感器的阻值检测① 点火开关OFF5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修② 拔下车速传感器的线束插头③ 用万用表测量车速传感器两接线柱之间的电阻，如图5-14所示，电阻R12=560～680Ω如果感应线圈短路、断路或电阻值不符合标准，应更换传感器2)车速传感器的功能检测① 用千斤顶将汽车一侧的驱动轮顶起，把变速杆置于空挡位置，用手转动悬空的驱动轮，同时用万用表测量车速传感器两接线柱之间有无脉冲感应电压测量时，应将万用表选择开关转至1V以下的直流电压挡，若测量时万用表指针有摆动，说明传感器有输出脉冲，其工作正常，否则应更换传感器5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修② 也可以将车速传感器拆下，用一块磁铁靠近车速传感器的前端，然后迅速移开，同时检查传感器两接线柱之间的电压，如图5-15所示，若有脉冲感应电压，则说明传感器良好，若无感应电压或感应电压很微弱，说明传感器有故障，应更换。

图5-14　车速传感器的电阻测量5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-15　车速传感器的功能检测(3)自动变速器油温传感器的检修　自动变速器油温传感器将油温5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修转换为电压值，输入发动机和变速器的ECU，其内部是一个半导体的热敏电阻，其电路如图5-16所示① 点火开关OFF② 拔下油温传感器电插头③ 拆下油温传感器④ 将油温传感器置于盛有水的烧杯中，加热杯中的水，同时测量在不同温度下传感器两接线端之间的电阻，如图5-17所示图5-16　油温传感器电路图5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-17　油温传感器的检测⑤ 若在10℃时，R=6.5kΩ，110℃时，R=0.2mΩ，5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修即说明传感器良好，否则应更换传感器4)空挡起动开关的检修　空挡起动开关用于测定变速杆位置，将信号传至发动机和自动变速器的ECU图5-18　空挡起动开关电路图5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修1)空挡起动开关的检测① 用千斤顶顶起车辆② 将点火开关置于ON③ 变速杆置于以下各个挡位时，测量电脑的NSW、2、L与车身接地之间的电压，应符合表5-2的要求。

④ 若不符合要求，须拆下空挡起动开关表5-2　、2、L与车身接地端电压值(单位：V)⑤ 将点火开关OFF⑥ 拆下空挡起动开关5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修⑦ 将手控阀拨至各个挡位，同时用万用表测量空挡起动开关各个端子的导通情况，如图5-19所示图5-19　空挡起动开关的检测a)拆下空挡起动开关　b)用万用表测量空挡起动开关各个端子的导通情况⑧ 将测量值与标准值对比，若不相符，应调整或更换空挡起动开关，见表5-35.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修表5-3　空挡起动开关各个端子的导通情况2)空挡起动开关的调整① 松开空挡起动开关固定螺栓，将变速杆拨到N位② 将槽口对准空挡基准线，如图5-20所示3)空挡起动开关的更换① 拆下手控阀摇臂和变速杆之间的连杆② 拧松手控阀摇臂轴上的锁紧螺母，拆下手控阀摇臂5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-20　空挡起动开关的调整a)松开固定螺栓　b)将槽口对准空挡基准线1—固定螺栓　2—基准线　3—槽口　4—摇臂　5—调整用定位销5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修③ 拆下空挡起动开关固定螺栓，卸下空挡起动开关。

④ 按拆卸相反的顺序安装新的空挡起动开关⑤ 按规定顺序重新调整空挡起动开关5)输入轴转速传感器　该传感器检测输入轴的转速，将输入轴转速信号和车速传感器信号进行比较，电脑便可测定各挡的换挡正时，并根据不同的情况准确地控制发动机的转矩和油压，从而使换挡平顺5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修5.2.2　执行器的结构、工作原理及检修1.执行器的结构与工作原理(1)开关式电磁阀的结构与工作原理　开关式电磁阀的作用是打开或关闭油路，通常用于控制换挡阀及液力变矩器锁止阀的工作2)脉冲线性式电磁阀的结构与工作原理　脉冲线性式电磁阀的结构与开关式电磁阀相似，也是由电磁线圈、衔铁、阀芯或滑阀等组成，如图5-22a、b所示，它通常用来控制油路中的油压5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-21　开关式电磁阀1—电脑　2—电磁线圈　3—衔铁和阀芯　4—阀球　5—泄油孔　6—主油路　7—控制油路5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-22　脉冲线性式电磁阀a) 普通的脉冲线性式电磁阀　b)带滑阀的脉冲线性式电磁阀1—电脑　2—电磁线圈　3—衔铁和阀芯　4—滑阀　5—滤网　6—主油路　7—泄油孔　8—控制油路5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-23　脉冲线性式电磁阀的控制信号a) 占空比的定义示意图　b)油路压力与占空比关系曲线图5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修2.执行器的检修(1)换挡电磁阀的检修　电子控制自动变速器的换挡电磁阀大多采用的是开关式电磁阀，其控制电路如图5-24所示。

图5-24　开关式电磁阀电路图5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修1)换挡电磁阀的电气检查① 用千斤顶顶起车辆② 拆下自动变速器的油底壳③ 拔下电磁阀的插头④ 用万用表测量电磁阀线圈的电阻，如图5-25a所示，阻值一般为16Ω若电磁阀线圈短路、断路或阻值不符合标准，应更换⑤ 将12V电源加到电磁阀线圈上，如图5-25b所示，此时应能听到电磁阀工作的“咔嗒”声否则，应更换电磁阀5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-25　换挡电磁阀的检查一a)用万用表测量电磁线圈的电阻　b)将12V电源加到电磁线圈上5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修2)换挡电磁阀的机械检查① 拆下油底壳② 拆下1号和2号电磁阀③ 将压缩空气(490kPa)吹入电磁阀的进油口④ 当电磁阀线圈不接电源时，进油口和泄油口之间应不通气，如图所示；当接上电源后，进油口和泄油口之间应相通，否则，说明电磁阀损坏，应更换，如图5-26b所示5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修图5-26　换挡电磁阀的检查二a)电磁阀线圈不接电源　b)电磁阀线圈接上电源5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修(2)油压调节电磁阀的检修　油压调节电磁阀大多采用脉冲线性式电磁阀，用于控制油压或锁止离合器锁止时的油压，如LS400的3号和4号电磁阀。

下面以4号电磁阀为例说明此类电磁阀的检查过程及电路，如图5-27所示1)油压调节电磁阀的就车检查① 用千斤顶顶起车辆图5-27　LS400 4号电磁阀电路图下面以4号电磁阀为例说明此类电磁阀的检查过程及电路，如图5-27所示5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修② 拆下自动变速器的油底壳③ 拔下电磁阀的线束插头④ 用万用表测量电磁阀线圈电阻值，一般为3.6～4.0Ω，若电磁阀线圈短路、断路或电阻值不符合标准，应更换电磁阀2)油压调节电磁阀的性能检验① 拆下电磁阀② 将蓄电池电源串联一个8～10W的灯泡，然后与电磁阀线圈连接，切记不可直接与12V电源连接，否则会烧毁电磁阀线圈③ 在通电时，电磁阀阀芯应向外伸出；断电时，电磁阀阀芯应向内缩入，如图5-28a所示，如有异常，说明电磁阀损坏，应更换5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修【技能训练】技能要求：掌握自动变速器传感器、执行器的检修与调整方法1.检修电磁阀(1)检修1、2号换挡电磁阀　1、2号换挡电磁阀的检修见表5-42)检修3、4号电磁阀　3、4号电磁阀的检修见表5-55.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修表5-4　1、2号换挡电磁阀的检修5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修表5-5　3、4号电磁阀的检修5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修表5-5　3、4号电磁阀的检修5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修(3)车速、油温传感器及空挡起动开关的检修　车速、油温传感器及空挡起动开关的检修见表5-6。

表5-6　车速、油温传感器及空挡起动开关的检修5.2　传感器、执行器的结构、工作原理及检修表格5.3　电脑及其控制电路的结构与功能5.3　电脑及其控制电路的结构与功能【本节目标】 了解电脑及其控制电路的结构与功能基本理论知识】5.3.1　电脑及其控制电路的结构与功能各种车型自动变速器的电子控制装置的结构，特别是电脑的内部结构及控制程序的内容，传感器、执行器及控制开关的配置和类型，控制电路的布置方式等往往有很大的不同1.换挡控制 自动换挡图如图5-29所示，自动换挡框图如图5-31所示5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-29　自动换挡图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-30　自动换挡框图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能2.油路油压控制 图5-31所示为主油路油压曲线，换挡时主油路油压曲线如图5-32所示图5-31　主油路油压曲线5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-32　换挡时主油路油压曲线5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-33　自动变速器油温度不同时主油路油压曲线图a)自动变速器油温度较高时　b)自动变速器油温度较低时5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-34　海拔不同时主油路油压曲线图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能3.自动模式选择控制4.锁止离合器控制图5-35　锁止离合器控制过程示意图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能5.发动机制动控制6.改善换挡品质的控制(1)换挡油压控制　(2)减转矩控制　在换挡的瞬间，通过延迟发动机的点火时间或减少喷油量，暂时减小发动机的输出转矩，以减小换挡冲击和输出轴的转矩波动，如图5-36所示。

5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-36　减转矩控制a)延迟点火时间　b)减小转矩波动5.3　电脑及其控制电路的结构与功能(3)N-D换挡控制　这种控制是在变速杆由驻车挡或空挡(P或N位)位置换至前进挡或倒挡(D或R位)位置，或相反地由前进挡或倒挡(D或R位)位置换至驻车挡或空挡(P或N位)位置时，通过调整发动机的喷油量，将发动机的转速变化减至最小程度，以改善换挡品质图5-37　N-D换挡控制示意图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能7.使用输入轴转速传感器的控制8.故障自诊断和失效保护功能1)在汽车行驶时，仪表盘上的自动变速器故障警告灯亮起，以提醒驾驶员立即将汽车送至维修厂检修2)将检测到的故障内容以故障码的形式储存在电脑的存储器内，只要不拆除汽车蓄电池，被测到的故障码就会一直保存在电脑内，即使是汽车行驶中偶尔出现的一次故障，电脑也会及时地检测到，并记录下来3)电脑按设定的失效保护程序控制自动变速器的工作，保持汽车的基本行驶能力，在这种工作状态下，自动变速器的性能或多或少地受到影响5.3　电脑及其控制电路的结构与功能5.3.2　阀体的结构与工作原理电液式控制系统的阀体和液压式控制系统的阀体相似，也是由各种控制阀组成。

1.主油路调压阀的结构与工作原理 如图5-38所示为电液式控制系统主油路调压阀的工作原理示意图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-38　电液式控制系统主油路调压阀的工作原理示意图1—主油路调压阀　2—油压调节电磁阀　3—主油路压力油5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-39　电液式控制系统换挡阀工作原理示意图2.换挡阀的结构与工作原理 如图5-39所示为电液式控制系统换挡阀工作原理示意图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能表5-7　各换挡阀的工作情况3.锁止离合器控制阀的结构与原理 锁止离合器的动作主要是由锁止电磁阀来控制的主要的锁止电磁阀有两种，一种是开关式电磁阀，如图5-40所示图5-41为脉冲线性式电磁阀控制原理图5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-40　开关式锁止电磁阀控制原理图a)分离　b)接合1—液力变矩器　2—处于分离状态的锁止离合器　3—锁止电磁阀　4—来自主油路油压　5—来自副调压阀油压　6—锁止离合器控制阀　7—处于接合状态的锁止离合器　8—节流孔　9—泄油孔5.3　电脑及其控制电路的结构与功能图5-41　脉冲线性式电磁阀控制原理图1—液力变矩器　2—锁止离合器　3—锁止电磁阀　4—可调节的控制压力5—锁止离合器控制阀　6—来自主油路油压　7—来自副调压阀油压　8—泄油孔。