学习任务09自动变速器电子控制系统的检修.docx
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学习任务09自动变速器电子控制系统的检修
学习任务九自动变速器电子控制系统的检修
任务要求
完成本学习任务后，你应能：
1.掌握自动变速器主要传感器的安装位置和作用。
2.掌握自动变速器主要传感器的分类、结构和工作原理。
3.查阅维修手册完成主要传感器的检修。
4.查阅维修手册完成主要换挡电磁阀的检修。
5.选择合适的工具与仪器，实施教学计划。
建议课时：
12课时
任务描述
一辆威驰轿车，出现有时不升挡故障，使用故障诊断仪检测，故障为偶发性故障。
读取数据流发现自动变速器车速显示始终为0，判断为电子控制系统中车速传感器故障。
检查线路并重新安装车速传感器后故障消失。
一、理论知识准备
（一）概述
在进行自动变速器故障诊断和维修时，通常要对电子控制系统的各个电控元件进行检测。
电子控制系统是电控自动变速器的核心，主要由传感器、电子控制单元（ECU）、执行元件、自诊断接口、故障指示灯等组成。
自动变速器的主要传感器有节气门位置传感器、车速传感器、油温传感器、发动机转速传感器。
主要执行元件有换挡电磁阀、油压调节电磁阀、锁止离合器控制电磁阀，如图9-1所示。
图9-1电子控制系统的主要元件
（二）节气门位置传感器
节气门位置传感器安装于节气门体上，随节气门轴的转动工作，通过接触式开关或电位计感知节气门位置，检测节气门的开度及开度变化，并将此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。
常见节气门位置传感器的类型有触点式、电位计式和综合式。
节气门位置传感器从发动机电控单元那里获得基准电压VC，调节为能够反映节气门开度的VTA电压输出。
VTA随着发动机节气门开度的变化而变化，节气门全开时VTA为5V，当节气门关闭时，怠速触点闭合，如图9-2所示。
图9-2节气门位置传感器
（三）自动变速器的输入、输出转速传感器
输入转速传感器用于测量液力变矩器的转速（输入转速）；输出转速传感器用于测量输出轴的转速，然后将各自的转速信息，提供给电控单元。
电控单元通过比较两个转速传感器信号，可判断液力变矩器是否存在滑转、换挡执行元件是否存在打滑现象等。
自动变速器的输入、输出转速传感器多采用磁感应式、光电式和霍尔式，这里以霍尔式转速传感器为例讲解车速传感器的工作原理。
输出转速传感器位于变速器壳体的左侧，读取输出轴上凹槽周围的变化磁场并转换为脉冲波，然后传递给电子控制单元。
同样输入转速传感器记录液力变矩器上凹槽周围的电磁场变化并转换为脉冲，然后传递给电子控制单元，如图9-3所示。
图9-3输入、输出转速传感器的安装位置
当霍尔元件中有电流通过，并有磁场垂直施加时，将产生一分别垂直于磁场和电流，且与电流幅度磁场强度成正比的电压。
转速传感器利用此效应，当输入轴或输出轴旋转时，传感器内部磁铁产生磁场，磁场发生改变时会产生电压，由半导体转换成为脉冲并输出到ECU，ECU通过这些脉冲计算并确定转速，如图9-4所示。
图9-4霍尔式转速传感器的工作原理
（四）自动变速器的油温传感器
自动变速器的油温传感器多为负热敏电阻，安装在变速器油底壳内的液压控制阀板上，用于检测变速器油温，以作为ECU进行换挡控制、油压控制、液力变矩器锁止离合器控制的依据。
油温传感器的电阻值根据油温而变，电子控制单元根据电阻值确定油温，如图9-5所示。
当油温超过限定值，ECU将使自动变速器进入安全控制模式，并发出警示信号，存储故障代码。
图9-5油温传感器
（五）空挡起动开关
空挡起动开关位于变速器壳体上，空挡起动开关读取自动变速器挡位（P、R、N、D、2、L等），并将信号发送到自动变速器的电控单元，如图9-6所示。
图9-6空挡起动开关
（六）强制降挡开关
强制降挡开关的作用是检测加速踏板是否达到了节气门全开位置（一般是指节气门开度大于85%）。
当加速踏板达到节气门全开位置时，强制降挡开关打开，自动变速器在原有挡位上下降一个或两个挡位，从而提高汽车的加速性能。
（七）制动灯开关
制动灯开关用以判断制动踏板是否被踩下。
如果踏板被踩下，则该开关便将信号发送给电子控制单元，以解除液力变矩器锁止离合器的锁止状态，防止突然制动时导致的发动机熄火。
（八）超速挡开关
拥有超速挡（OD挡）的自动变速器还设有超速挡开关，用来控制自动变速器的超速挡，如图9-7所示。
图9-7OD挡开关
当超速挡开关闭合时，超速挡控制电路和油路接通，电控单元允许车辆进入超速挡。
当超速挡开关断开时，超速挡控制电路和油路断开，电控单元阻止车辆进入超速挡，此时仪表盘上ODOFF指示灯点亮，如图9-8所示。
图9-8超速挡开关的工作状态
（九）模式开关
大部分电子控制自动变速器都有一个模式开关用以选择车辆的换挡模式，满足不同的使用要求。
所谓换挡控制模式主要是指控制自动变速器的换挡规律，常见的换挡模式有4种，即经济模式、动力模式、标准模式和手动模式。
经济模式是以获得最佳燃油经济性为目标设计换挡规律；动力模式是以获得最大动力性为目标设计换挡规律；标准模式介于经济模式和动力模式之间；手动模式多出现在手自一体式变速器上，以手动方式选择合适挡位。
（十）电磁阀
电磁阀是电子控制系统的主要执行元件，按作用不同可分为换挡电磁阀、锁止电磁阀、调压电磁阀。
按工作方式不同可分为开关式电磁阀和脉冲式电磁阀。
1.开关式电磁阀
开关式电磁阀常用于开启和关闭变速器液压油路，用于控制换挡阀和液力变速器锁止离合器的锁止阀。
开关式电磁阀由电磁线圈、壳体、阀芯和回位弹簧等组成，如图9-9所示。
该电磁阀只有全开和全关两种工作状态。
以长开电磁阀为例，当线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泄油口，电磁阀对控制油路泄压，油路压力为零；当线圈通电时，阀芯在电磁线圈的磁力作用下移动，关闭泄油口，油路压力上升。
2.脉冲式电磁阀
脉冲式电磁阀常用于控制油路中油压的大小，结构与开关式电磁阀基本相同，与开关式电磁阀不同之处在于，脉冲式电磁阀工作的电信号不是恒定不变的电压信号，而是一个脉冲电信号，电磁阀在脉冲信号的作用下，不断反复地开启和关闭泄油口。
电子控制单元通过改变脉冲宽度（即占空比），改变电磁阀开启和关闭的时间比，从而达到控制油路压力的目的，如图9-10所示。
占空比越大，油压越低，反之油压越高。
（十一）电子控制单元
电子控制单元接收各种监测汽车行驶状况和发动机工况的传感器信号，精确控制自动变速器的换挡正时、锁定正时、换挡执行元件的液压、换挡时的发动机扭矩；还具有自我诊断功能，能监测和识别电子控制元件的故障，并通过O/DOFF指示灯以故障代码的形式将这些自诊断信息输出；另外，电子控制单元在车辆出现某些故障时能执行失效防护功能，以保证车辆能继续行驶。
1.换挡正时控制
电子控制单元根据换挡杆位置、车速、发动机转速、节气门开度等信号来确定最合适的换挡点，然后通过对电磁阀的控制完成挡位的变换。
此外，电子控制单元还根据上述信号完成对液力变矩器锁止离合器的锁止和分离，如图9-11所示。
电子控制单元
图9-11U540E自动变速器电子控制单元的换挡正时控制
2.油压控制
电子控制单元通过对脉冲电磁阀的控制来调整自动变速器的主油路油压，使得主油路油压随发动机负荷的增大而提高，以满足液压控制系统的工作要求。
此外，在R挡时，电子控制系统将控制脉冲电磁阀，提高主油路油压，以满足R挡执行元件的工作需求。
除正常的主油压调节外，电子控制单元还可以根据各传感器的信号，在一些特殊时刻对主油路油压进行修正，以使液压控制系统达到更好的工作效果。
例如，在换挡时对主油路油压进行修正，来提高换挡品质、缓和换挡冲击。
3.锁止正时控制
电子控制单元根据各传感器的信号，通过对锁止电磁阀的控制来实现液力变矩器锁止正时控制。
当车速足够高，且其他各种信号都满足锁止要求时，电子控制单元就向锁止电磁阀和负荷控制电磁阀发出信号，使锁止离合器锁止，反之锁止离合器分离。
4.学习控制
在自动变速器内各个换挡执行元件（离合器与制动器），由于最初的差异和使用一段时间后产生的变化，会加重自动变速器的换挡冲击，此时电子控制单元开始对换挡执行元件进行检测，通过检测，使每个电磁阀的控制保持在最适合的状态上。
小提示：
在分解自动变速器或维修自动变速器时，需清除学习值。
5.自诊断功能
电子控制单元内部设有专门的故障自诊断电路，在车辆行驶过程中不断检测自动变速器各传感器和电磁阀的工作状态。
一旦发现自动变速器故障，仪表板上的自动变速器故障指示灯会闪亮，以提醒驾驶员将车辆送至修理厂维修。
电子控制单元会将检测到的故障以故障码的形式存储在控制单元的存储器内，以便故障诊断仪能够通过诊断接口检索到故障信息，如图9-12所示。
故障诊断接口
图9-12故障诊断接口
6.故障保护功能
在传感器和电磁阀出现故障时，安全保护功能可以尽可能地维持车辆的行驶性能；在检测到一个故障后，如果恢复了正常状态，安全保护功能将不再工作。
例如U540E自动变速器的电子控制单元检测到发动机转速传感器故障时，会启动P0725故障失效保护，即车辆换入3挡，而后，根据车速和节气门开度信号，自动变速器在1至3挡范围内变换。
此失效保护停止运行的条件为恢复到正常状态后，当车速为30Km/h，处于P或N挡时，失效保护功能停止工作。
二、实践操作
电控自动变速器系统出现故障时，电子控制单元的自诊断系统会记录下故障代码，因此，在检修前首先进行故障自诊断操作。
即利用检测仪器或特定的方法将故障代码从电子控制单元中读出，为迅速诊断故障提供依据，另外电控系统检修时需要对主要传感器和执行元件进行检测。
（一）实践准备
（1）汽车万用表。
（2）测试连接延长线、探针、夹子等汽车通用电工工具。
（3）汽车故障诊断仪.
（4）维修变速器所需的电路图。
（5）威驰轿车一辆。
（二）技术要求及注意事项
（1）威驰轿车的节气门位置传感器，当节气门完全关闭时VTA端子电压约为；当节气门完全打开时，VTA端电压升至~。
（2）威驰轿车的节气门位置传感器，接线器1-2端子电阻值为~Ω；1-3节气门全关时，电阻值为~kΩ；节气门全开时，电阻值为1~10kΩ。
（3）电磁阀接线器端子OIL和E2之间的电阻：
0℃时为+kΩ；20℃时为kΩ；80℃时为kΩ；140℃时为kΩ。
（4）电磁阀接线器端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-之间的正常电阻为~Ω（20℃下）。
（5）电磁阀接线器端子SL和车身接地之间的正常电阻为14~18Ω（20℃下）。
（6）电磁阀接线器端子DSU和车身接地之间的正常电阻值为9~13Ω（20℃下）。
（7）电磁阀接线器端子SR和车身接地之间的正常电阻值为14~18Ω（20℃下）。
（8）空挡起动开关线束端子正常时P挡下6-4端子导通，R挡下1-7导通，N挡下6-5导通，D挡下6-3导通，2挡下6-2导通，L挡下6-8导通。
（三）电子元件检修
下面以威驰轿车的U540E自动变速器为例，讲解主要电子元件的检测。
U540E主要电子元件如图9-13所示。
图9-13U540E自动变速器电子控制系统的主要元件
1.节气门位置传感器的检测
以丰田威驰轿车P0120故障为例，讲解节气门位置传感器的检测。
威驰轿车节气门位置传感器为电位计式节气门位置传感器，当节气门完全关闭时，ECM的VTA端子电压约为。
ECM得到的VTA电压与节气门开度成正比，当节气门完全打开时，VTA端电压升至约~。
节气门位置传感器的检测，首先脱开节气门位置传感器连接器，测量传感器端子1和2之间的电阻，测量传感器端子1和3之间的电阻，如图9-14所示，标准见表9-1所示。
图9-14节气门位置传感器连接器
节气门位置传感器标准值表9-1
端子
节气门
电阻（kΩ）
1-2
/
~
1-3
全关
~
全开
~10
如测量值不正常则更换节气门，正常则检查线束和连接器（ECM-节气门传感器）。
测量的1-2端子的电阻值为。
测量的1-3端子在节气门全关时的电阻值为。
测量的1-2端子在节气门全开时的电阻值为。
你做出的判断结果为。
2.输入、输出转速传感器的检测
转速传感器电路图如图9-15所示。
图9-15转速传感器的电路图
转速传感器检查程序：
（1）检查是否存在61或67诊断代码以外的故障代码。
（2）将换挡杆移到P、N、和D挡位置，完成诊断输出显示。
如果不存在继续，存在则按诊断码提示维修车辆。
（3）从自动变速器上拆卸输入和输出转速传感器。
（4）将输入和输出转速传感器对换。
小提示：
必须对换传感器的位置。
因为故障部位在连接器，对调时不能正确的检测到，用以判断连接器是否故障。
（5）清除故障码，路试后再次检查故障码。
若故障代码与车辆入厂时相同，则修理或更换线束或连接器。
若故障代码与车辆入厂时不相同，则更换输入转速传感器或输出转速传感器。
3.自动变速器油温传感器的检测
自动变速器油温传感器的电路图如图9-16所示。
图9-16油温传感器的电路图
1）检查电磁阀导线（自动变速器油温传感器）
（1）从自动变速器上脱开电磁阀导线。
（2）测量端子OIL和E2之间的电阻，如图9-17所示，标准值如表9-2所示。
图9-17电磁阀接线器
油温传感器的电阻值表9-2
温度℃
电阻值（kΩ）
0
+
20
80
140
+
如果测量结果不正常则修理或更换电磁阀导线，如果测量结果正常则进行第2步。
2）检查线束和接线器（电磁阀导线-ECU）
（1）连接自动变速器电磁阀导线。
（2）脱开ECU连接器。
（3）测量端子OIL和E2之间电阻。
图9-17电磁阀接线器
（4）如果测量结果不正常，则修理或更换线束或连接器。
如果测量结果正常，则检查电子控制单元。
4.电磁阀的检测
下面以U540E自动变速器电磁阀为例讲解电磁阀的检修。
1）检查电磁阀导线（SL1/SL2/SL3）
（1）从自动变速器上脱开电磁阀导线。
（2）测量端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-之间的电阻，如图9-19所示。
正常电阻为~Ω（20℃下）。
测量端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-之间的电阻值为。
（3）测量电磁阀导线连接器端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-与车身接地之间的电阻。
正常电阻值不小于1kΩ，如图9-19所示。
如果测量值不正常则，继续检查换挡电磁阀；如果都正常，则检查电磁阀导线SL/DSU/SR端子。
图9-19电磁阀接线器各端子的位置
2）检查电磁阀导线SL/DSU/SR
（1）测量端子SL和车身接地之间的电阻，如图9-20所示。
正常电阻值为14~18Ω（20℃下）。
图9-20电磁阀接线器SR/SL/DSU端子的位置
（2）测量端子DSU和车身接地之间的电阻,正常电阻值为9~13Ω（20℃下）。
（3）测量端子SR和车身接地之间的电阻,正常电阻值为14~18欧Ω（20℃下）。
如果测量值不正常则检查对应的电磁阀，如果都正常则检查线束和连接器（电磁阀导线-ECM）。
3）换挡电磁阀检查
（1）拆卸换挡电磁阀SL1/SL2/SL3。
（2）测量端子之间的电阻。
20℃下，正常电阻值为~Ω，如图9-21所示。
（3）将蓄电池正极导线及21瓦灯泡连接到电磁阀连接器端子2，负极导线连接到电磁阀连接器端子1，然后检查电磁阀的运动，如图9-21所示。
如果正常，电磁阀将发出运转噪声，不正常则更换电磁阀。
图9-21SL1/SL2/SL3SL1电磁阀的检测
小提示：
通过电磁阀检查运作，决不要直接施加蓄电池电压（不允许大于1A的电流）。
（4）拆卸换挡电磁阀SL。
（5）测量端子之间的电阻，在20℃下，正常电阻值为14-18Ω，如图9-22所示。
（6）将蓄电池正极导线连接到电磁阀连接器端子，负极导线连接到电磁阀阀体，然后检查电磁阀的运动，如图9-22所示。
如果正常，电磁阀将发出运转噪声，不正常则更换电磁阀。
图9-22SL电磁阀的检测
（7）采用同样方法检查SR、DSU电磁阀，如图9-23所示。
注意各电磁阀正常电阻值的不同，如果检测不正常，则更换电磁阀。
图9-23SR/DSU电磁阀的检测
三、学习拓展
空挡起动开关的常见故障有开关无信号输出，开关多路输入等，空挡起动开关检查步骤如下：
（1）脱开空挡起动开关连接器。
（2）在每个挡位移动换挡杆时，检查各端子之间是否导通，如图9-24所示。
正常：
P挡时6-4端子导通，R挡时1-7导通，N挡时6-5导通，D挡时6-3导通，2挡时6-2导通，L挡时6-8导通。
如果导通不正常则更换空挡起动开关。
图9-24空挡起动开关的检查
四、评价与反馈
1．自我评价与反馈
（1）你是否知道电子控制系统有哪些基本元件（）
A．知道B．不知道
（2）你是否能够完成节气门位置传感器基本检查（）
A．能够B．在小组协作下能够完成C．不能完成
（3）你是否能够完成自动变速器油温传感器基本检查（）
A．能够B．在小组协作下能够完成C．不能完成
（4）在小组协作下你是否能够完成换档电磁阀的基本检查（）
A．能够B．在小组协作下能够完成C．不能完成
（5）完成了本学习任务后，你感觉哪些内容比较困难
签名：
年月日
2．小组评价与反馈
（1）你们小组在接到任务之后是否分工明确
（2）你们小组每位组员都能轮换操作吗
（3）遇到难题时你们分工协作吗
（4）对于小组其他成员有何建议
参与评价的同学签名：
年月日
3．教师评价及回复
教师签名：
年月日
五．技能考核标准
序号
项目
操作内容
规定分
评分标准
得分
1
准备
清点工具、量具
清理工位
5分
酌情扣分
2
拆卸
拆卸电磁阀连接器紧固螺栓
从自动变速器上脱开电磁阀导线
5分
5分
操作不当扣1~5分
操作不当扣1~5分
3
检测
.测量端子SL1+和SL1-之间电阻值
测量端子SL2+和SL2-之间电阻值
测量端子SL3+和SL3-之间电阻值
测量电磁阀导线连接器端子SL1/SL2/SL3+和SL1/SL2/SL3-与车身接地之间的电阻
测量端子SL和车身接地之间的电阻
测量端子DSU和车身接地之间的电阻
测量端子SR和车身接地之间的电阻
用蓄电池测试各电磁阀工作动作
5分
5分
5分
15分
5分
5分
5分
15分
检测不当扣1~5分
检测不当扣1~5分
检测不当扣1~5分
检测不当扣1~15分
检测不当扣1~5分
检测不当扣1~5分
检测不当扣1~5分
操作不当扣1~15分
4
装配
安装电磁阀接线器
安装电磁阀紧固螺栓
5分
5分
操作不当扣1~5分
操作不当扣1~5分
5
时间
40min
5分
超时1～10min扣1～5分；超时10min以上扣5分
6
安全文明
无安全隐患，无不文明操作
5分
未达标扣1~5分
7
结束
工具、量具清洁归位
工作场地清洁
5分
漏一项1分，未做扣5分
总分
100分
升级会员 