《汽车运用与维修》课件项目五：电控系统的检修

项目五

电控系统的检修

任务一电控系统的检修

教学目标

1．掌握电控系统的组成和原理。2.掌握能初步进行电控系统的电路分析。3．能进行电控系统及部件检测。4．能初步进行电控系统故障分析及检修。任务一电控系统的检修任务导入一辆长城哈弗自动挡轿车，装配现代5R35自动变速器，累计行驶里程约2万Km，出现挂手动模式时仪表盘挡位显示为D，同时，自动变速器仍然工作在D位状态。任务分析通过故障确认，在自动挡模式下，工作完全正常，可见，导致上述故障的原因是两大方面：一是操纵机构机械故障；二是手动模式开关到自动变速器控制单元间信号电路故障，它包括手动模式开关和手动模式开关到自动变速器控制单元间的电路。教学时数6学时任务一电控系统的检修

表教学设计表

教学设计任务一电控系统的检修一、电控系统的组成及原理电控自动变速器在传统的液压控制自动变速器的基础上增加了一套电控系统，它改变了传统的由节气门油压和速控油压对换挡阀的控制，取而代之的是由电磁阀来控制换挡阀或者直接控制换挡元件。电控系统的传感器将信号输送给电控单元ECU，ECU对信号进行分析、处理、判断，并发出指令控制一组电磁阀，从而实现对换挡时刻、锁止时刻、发动机制动和油压的控制。电控系统控制程序如图所示。任务一电控系统的检修1．传感器（1）节气门位置传感器。其作用是向ECU提供节气门的开度信号，以控制换挡时刻及主油路油压，它是自动变速器的两个主控信号之一。自动变速器所用节气门位置传感器只能是线性或综合式的。其结构、原理和检修方法见第2章相关内容。（2）车速传感器。车速传感器安装在变速器输出轴、差速器和里程表后，其作用是向ECU提供车速信号，以控制换挡时刻和锁止时刻，并进行主油路油压调节，它是自动变速器的另一主控信号。车速传感器常见的形式有磁感应式、舌簧开关式、光电式和霍尔效应式四种。任务一电控系统的检修①磁感应式车速传感器。它在自动变速器上应用相当广泛。其结构、原理、检修方法和曲轴位置传感器完全相同。为了增强信号，其线圈电阻值通常设计在800～1200W之间。②舌簧开关式车速传感器。如图所示，舌簧开关由小玻璃管内安装的两个细长触头构成，触头由铁、镍等磁性材料制成。受玻璃管外磁极控制，触头可相互吸引而闭合，也可相互排斥而断开，从而形成触头的开关作用。当输出轴带动磁铁旋转，N或S磁极接近舌簧开关时，触点相互排斥而断开；N或S磁极离开舌簧开关时，触点相互吸引而闭合。由于磁铁一般是4极的，所以每转一周，产生4个脉冲信号。

任务一电控系统的检修③光电式车速传感器。此传感器的结构、原理和检测方法同光电式曲轴位置传感器。其信号为脉冲电压信号。当车速为60km/h左右时，信号电压为2～3V。④霍尔效应式车速传感器。此传感器的结构、原理、检测方法同霍尔式曲轴位置传感器。霍尔元件产生的信号经霍尔集成电路放大、整形后输出一脉冲方波信号，如图所示。任务一电控系统的检修（3）冷却液温度传感器。它的作用是检测发动机温度，作为自动变速器ECU进行换挡控制和锁止离合器控制的依据。例如，发动机温度超过60℃时，自动变速器才可能换入超速挡；发动机温度低于60℃时，锁止离合器解除锁止。（4）发动机转速传感器。发动机转速传感器即发动机曲轴和凸轮轴位置传感器，发动机转速信号用于变矩器传动比的计算，为锁止离合器的控制和换挡的控制提供参考。任务一电控系统的检修（5）油温传感器。油温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油温，作为ECU进行换挡控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。当汽车起步或以低速大负荷行驶时，液力变矩器传动效率低，自动变速器油温升高，当油温超过预定的界限时，变速器只有在较高的发动机转速下才开始升挡。该传感器是一个负温度系数型热敏电阻传感器，其信号为0～5V直流电压信号。检测时，将传感器置于盛有热水的烧杯中，通过逐渐加入凉水，来检测在不同温度下的电阻值。任务一电控系统的检修（6）空挡启动开关。空挡启动开关位于手控阀摇臂轴上或挡位操纵杆下方，用于检测操纵杆的位置。它向ECU提供空挡启动信号（P位或N位）、操纵杆位置信号，并控制指示灯显示操纵杆位置和接通倒挡信号灯电路。其类型分两种，即触点式和逻辑判断式。①触点式。它由几个触点组成，操纵杆在不同的位置时，相应的触点闭合，如图所示。任务一电控系统的检修②逻辑判断式。逻辑判断式挡位开关的位置信号是利用开关的几条编码线路传给变速器ECU的。如图所示的空挡启动开关和启动开关位置信号电路，其上的开关触点2、3、4分别与变速器ECU的50、14和33相连。三个触点的闭合与断开可以构成多种组合，分别表示P位、R位、N位、D位、3位、2位和1位，从而将操纵杆位置信号传送至变速器ECU。任务一电控系统的检修③空挡启动开关的检修。空挡启动开关插座如图所示。可以按以下步骤检测空挡启动开关。对丰田佳美轿车，将操纵杆置入“N”位，测量NL端与C端，电阻值应为0；将操纵杆置入“2”位，测量2L端与C端，电阻值应为0；将操纵杆置入“L”位，测量LL端与C端，电阻值应为0。对于丰田其他车型，当操纵杆置于“N”位时，N端与C端应导通；当操纵杆置于“2”位时，2端与C端应导通；当操纵杆置于“L”位时，L端与C端应导通。否则，应检修或更换空挡启动开关。任务一电控系统的检修（7）超速挡主开关。超速挡主开关通常安装在自动变速器的操纵杆上，如图所示，用于控制自动变速器的超速挡。当操纵杆处于D位时，只有超速挡开关打开，随着车速的提高，自动变速器才可升入超速挡，否则无法升入超速挡。任务一电控系统的检修（8）换挡模式选择开关。换挡模式选择开关用来选择自动变速器的换挡控制规律，满足不同的行驶状况要求。常见的换挡模式主要有以下四种。①经济模式（Economic）。经济模式是以汽车获得最佳的燃油经济性为目标来设计换挡规律的。变速器升挡点提前，同样的速度汽车以较高的挡位行驶，发动机转速降低，提高了燃油经济性。②运动模式（Sport或POWER）。运动模式是以汽车获得较大的动力性为目标来设计换挡规律的。变速器升挡点推迟，发动机转速提高，更接近最佳换挡点，以保持汽车足够的动力性。③标准模式（Standard或NORMAL）。它是介于经济模式和运动模式之间的一种模式，可兼顾动力性和经济性。④雪地模式（Snow）。雪地模式适用于在雪地上行驶的方式。如果初始位置在2挡，那么当挡位降至1挡后，即不再升挡。任务一电控系统的检修

丰田换挡模式开关AL4换挡模式开关任务一电控系统的检修（9）制动开关。制动开关的作用是当驾驶员踩下制动踏板时，将制动信号输入电控单元，电控单元将控制液力变矩器中的锁止离合器分离，以避免出现失速现象。（10）保持开关。保持开关通常安装在操纵手柄上，如图5.13所示。按下此开关后，变速器不能自动换挡，其挡位完全取决于操纵杆所处的位置，即D位3挡、S位2挡、L位1挡。汽车在雪地上行驶时，可按下此开关。1—换挡操纵手柄；2—挡位；3—O/D开关；4—保持开关任务一电控系统的检修（11）巡航ECU。当汽车具有巡航系统（CCS）时，CCS系统的ECU还会将有关信号输入给自动变速器ECU。当汽车实际车速低于巡航设定车速10km/h以上时，自动变速器的ECU将锁止变速器，防止其换入超速挡。（12）强制降挡开关。此开关又称自动跳合开关，用于检测加速踏板达到节气门全开时的位置信号。当节气门全开时，强制降挡开关将加速踏板位置信号输入给ECU，ECU控制变速器自动降低一个挡位，以提高汽车的动力性。任务一电控系统的检修（13）输入轴转速传感器。和发动机转速信号一起用于变矩器传动比的计算，为锁止离合器的控制和换挡的控制提供参考。（14）中间轴转速传感器。用于更准确地计算换挡车速，减少换挡时的冲击。（15）Tiptronic开关：Tiptronic开关即手动模式，如图中F189。该开关识别Tiptronic槽以及Tip+和Tip-，信号通过一根模拟导线发送至变速器控制单元。实现自动向手动模式的转变。任务一电控系统的检修2．电子控制单元ECU自动变速器的ECU既可以是独立的，也可以与发动机公用，它是电控系统的核心，主要由电源、输入电路、信号转换器、计算机和输出电路等组成。其主要功能如下。（1）换挡时刻控制。换挡时刻控制即换挡时的车速控制。（2）锁止时刻控制。（3）主油压控制。（4）发动机辅助制动控制。（5）故障自诊断和失效保护。任务一电控系统的检修电控自动变速器都具有故障自诊断和失效保护功能。它在汽车行驶过程中不停地检测传感器和执行器的工作，一旦发现工作不正常，就立即采取以下保护措施。在汽车行驶时，仪表板上的故障报警灯亮起，ECU将检测到的故障以故障代码的形式储存在存储器，并提醒驾驶员立即将汽车送修。自动变速器故障报警灯多数为“O/DOFF”，也有“AT”、“TRANS”、图案等形式。ECU将根据设定的失效保护程序控制变速器的工作，保持汽车最基本的工作能力。

任务一电控系统的检修①节气门位置传感器故障时，ECU根据怠速开关的信号控制。当怠速开关断开时，按1/2节气门开度控制，控制油压为最大值；当怠速开关闭合时，按全闭合状态控制，控制油压为最小值。②车速传感器故障时，变速器不能进行自动换挡，改变操纵杆的位置来进行手动换挡。还有一种自动变速器，出现车速传感器故障时，变速器锁定一挡。③输入轴转速传感器故障时，ECU停止减扭矩控制，这时换挡冲击有所增加。④油温传感器故障时，ECU按80℃油温进行控制。⑤换挡电磁阀出现故障时，有两种失效保护方式，一种是停止电控系统工作完全转换为手动换挡；另一种是利用无故障的换挡电磁阀继续进行换挡控制，但换挡的规律有所变化。⑥当强制离合器或强制制动器出现故障时，ECU会停止该电磁阀的工作，强制离合器或强制制动器始终处于接合状态，这样汽车减速时总有发动机辅助制动作用。⑦当锁止电磁阀出现故障时，ECU停止锁止离合器控制作用，使锁止离合器始终处于分离状态。⑧当调压电磁阀出现故障时，ECU停止调压电磁阀控制作用，使主油压保持最大值。任务一电控系统的检修3．执行器电控自动变速器电控系统的执行器主要是各种电磁阀。常用的电磁阀有两种，即开关式电磁阀和脉冲线性式电磁阀。（1）开关式电磁阀。开关式电磁阀主要用做换挡电磁阀、锁止电磁阀、操纵杆锁止电磁阀、强制制动器或离合器电磁阀。开关式电磁阀的作用是通过开启或关闭来控制油路油压。它的工作方式有两种：一种是让某条油路保持油压或泄空，如图（a）所示；另一种方式是开启或关闭某条油路，如图（b）所示。任务一电控系统的检修（2）脉冲线性式电磁阀。脉冲线性式电磁阀的结构与开关式电磁阀相似，如图所示。脉冲线性式电磁阀通过改变泄油孔的开度来调节油路中的油压，所以它接收ECU的占空比信号。占空比越大，经电磁阀泄出的液压油越多，油路油压就越低；反之，占空比越小，油路油压就越高，如图所示。任务一电控系统的检修5．换挡阀控制电控自动变速器的换挡阀由换挡电磁阀控制，一个换挡电磁阀可以控制1～2个换挡阀。现代有些自动变速器，由换挡电磁阀直接控制换挡元件。换挡电磁阀的工作有两种方法：一种是加压控制，即通过开启或关闭换挡阀控制油路的进油孔来控制换挡阀的工作；另一种是泄荷控制，即通过开启或关闭换挡阀控制油路的泄油孔来控制换挡阀的工作。任务一电控系统的检修（1）1-2换挡阀。作用：因变速器的挡位由换挡元件的组合状态决定，当其他换挡阀在确定位置时，控制变速器在1挡和2挡之间变换，如图所示。当ECU不对电磁阀NO.2通电时，管路压力作用在阀芯上端，迫使阀芯下移，变速器排入1挡。当ECU对电磁阀NO.2通电时，作用在阀芯上端管路压力由电磁阀NO.2排放掉，阀芯在弹簧作用下上移，变速器排入2挡。任务一电控系统的检修电磁阀及换挡阀状态NO.1NO.2换挡阀换挡阀换挡阀1挡 onoff1-2阀下位2-3阀上位3-4阀上位2挡 onon 1-2阀上位2-3阀上位3-4阀上位3挡 off on 1-2阀上位2-3阀下位3-4阀上位4挡 off off 1-2阀上位2-3阀下位3-4阀下位任务一电控系统的检修6．锁止离合器控制传统锁止离合器由锁止电磁阀通过锁止信号阀和锁止继动阀控制，如后图所示。（1）锁止信号阀。功用：受控于锁止电磁阀，控制来自B2的管路压力是否作用于锁止继动阀上端。结构与原理：锁止电磁阀通电时，阀门打开泄压，锁止信号阀阀芯上移，使B2的管路压力作用于锁止继动阀。锁止电磁阀断电时，阀门关闭，锁止信号阀阀芯在管路压力作用下上移，B2的管路压力不再作用于锁止继动阀，锁止继动阀上端泄压上移。任务一电控系统的检修（2）锁止继动阀（又称锁止阀）。功用：根据锁止信号阀的锁止信号，通过改变通往变矩器的ATF的流向，使液力变矩器内的锁止离合器适时地接合与分离。结构与原理：锁止电磁阀通电时，阀门打开泄压，锁止信号阀阀芯下移，使B2的管路压力作用于锁止继动阀上端，使阀芯下移，锁止离合器接合。锁止电磁阀断电时，阀门关闭，锁止信号阀阀芯在管路压力作用下上移，B2的管路压力不再作用于锁止继动阀上端，而油泵来的管路压力作用于锁止继动阀下端，使阀芯上移，通向液力变矩器的ATF改变流向，锁止离合器分离。任务一电控系统的检修二、自动变速器控制电路分析（1）宝来轿车01M自动变速器控制电路。01M变速器是电控液力四挡自动变速器，主要装配在捷达都市先锋和宝来轿车上，其齿轮机构为拉维娜式行星齿轮机构，换挡元件有2个制动器、3个离合器、1个单向离合器。01M自动变速器电控系统的组成如图5.27所示。其中变速器转速传感器G38为磁感应式传感器，位于变速器壳内，用于指示行星齿轮系中大太阳轮的转速。多功能开关F125位于变速器壳内，由变速器拉索控制，功能与空挡启动开关相同。带电磁阀的滑阀箱内包括N88～N94共7个电磁阀。任务一电控系统的检修

01M自动变速器电路图任务一电控系统的检修（2）4T65-E自动变速器控制电路。4T65-E自动变速器主要用于通用别克轿车，它是4挡电控液力自动变速器。其齿轮机构采用辛普森改进型行星齿轮机构，与富康AL4型自动变速器相似，换挡元件包括3个离合器、4个制动器和3个单向离合器。手控阀位置开关TFP共有6个，安装在变速器阀体上，其结构为油压电路开关，3个为常开开关（D4、LO、REV），3个为常闭开关（D3、D2、TCCREL），

手控油压油压开关的线路连接

任务一电控系统的检修

油压开关的位置与信号间的关系表任务一电控系统的检修任务实施一、自动变速器的故障诊断1.故障检测诊断程序电控自动变速器故障检测与诊断的基本程序如图所示。任务一电控系统的检修2.检测诊断前的准备工作电控自动变速器的检测与诊断前的准备工作主要包括故障征兆的确认，读取故障代码和查看故障诊断表等三项内容。（1）故障征兆的确认（2）读取故障代码（3）查看故障诊断表任务一电控系统的检修3.自动变速器的性能检测自动变速器的性能检测是判断电控自动变速器故障的基础。电控自动变速器的故障往往可以通过相应的性能检测判断出故障类型和故障所在的部位。电控自动变速器的性能检测内容可分为基础检验、手动换挡试验和机械试验三个项目。机械试验又包括液压试验、失速试验、时滞试验、道路试验和液力变矩器试验。电控自动变速器性能检测的目的是发现故障的部位，以确定维修方法。（1）基础检验自动变速器的油位不当，油质不佳，联动机构调节不当及发动机怠速不正常，是引起自动变速器故障最常见的原因。把对这些部件的检查与重新调整，叫做自动变速器的基础检验。

任务一电控系统的检修1）自动变速器油面高度检查。2）自动变速器油品质检查。3）液压控制系统漏油检查。4）节气门拉索的检查与调整。5）空挡启动开关的检查。6）发动机怠速检查。7）超速挡控制开关的检查。任务一电控系统的检修（2）手动换挡试验为确定故障存在的部位，区分故障是由液压系统、机械系统还是由电控系统引起的，应进行手动换挡试验。这是在读取故障代码和完成基本检查后首先要进行的项目。手动换挡试验将自动变速器的换挡电磁阀的线束插头或ECU的线束插头全部脱开，利用手动进行换挡试验。各车型操纵杆的位置与挡位的对应关系不尽相同。丰田车系自动变速器操纵杆的位置与挡位的对应关系如左表所示，不同挡位时发动机转速和车速的关系参照右表。任务一电控系统的检修（3）机械试验电控自动变速器的机械试验内容包括液压试验、失速试验、时滞（时间滞后）试验、液力变矩器试验和道路试验五种。机械试验的目的是判别故障是出自机械系统还是液压控制系统。1）液压试验液压试验是在自动变速器工作时，通过测量各回路的油压来判断各元件和管路的工作是否正常，它是判别故障在液压控制系统还是机械系统的主要依据。液压试验时主要测试的是主油路油压，测试挡位为“D”位和“R”位，测试的工况为怠速和失速，根据实际需要，还可进行“3”位、“2”位、“1”位的油压测试。液压试验前需进行准备工作。任务一电控系统的检修2）主油路油压测试①前进挡主油路油压测试a．拆下自动变速器主油路油压测试孔或前进挡油压测试孔螺塞，接上油压表。b．启动发动机，将操纵杆拨至前进挡“D”位。c．读出发动机怠速运转时的油压，即为怠速工况下的前进挡主油路油压。d．用左脚紧踩制动踏板，同时用右脚将加速踏板完全踩下，在失速工况下读取油压，该油压即为失速工况下的前进挡主油路油压。e．将操纵杆拨至“N”位或“P”位，让发动机怠速运转1min以上。f．根据需要，可将操纵杆分别拨至各前进低挡位，重复上述步骤，便可读出各前进低挡在怠速和失速工况下的主油路油压。②倒挡主油路油压测试任务一电控系统的检修根据实测的油压值，可检测液压系统的性能，并能判断液压系统的故障。主油路油压不正常的故障原因分析如表所示任务一电控系统的检修2）失速试验在前进挡或倒挡中踩下制动踏板并完全踩下加速踏板时，发动机处于最大转速工况，而此时自动变速器的输入轴及输出轴都静止不动，液力变矩器的蜗轮也静止不动，只有变矩器壳和泵轮随发动机一起转动，这种工况称为失速，此时发动机的转速称为失速转速。失速试验是检查发动机功率大小、液力变矩器好坏及有关换挡元件工作是否正常的常用方法。任务一电控系统的检修3）时滞试验在发动机怠速运转时，将操纵杆从空挡位拨至前进挡或倒挡位置后，需要有一段时间的迟滞或延迟才能使自动变速器完成挡位的接合，此时汽车会产生一个轻微的振动，这个过程所经历的时间称为自动变速器换挡的迟滞时间。时滞试验就是要测出自动变速器的迟滞时间，根据时间的长短来判断主油路油压及换挡元件的工作是否正常。迟滞时间的长短取决于油路油压、油路密封、离合器和制动器的磨损、调整等情况。任务一电控系统的检修4）液力变矩器试验该试验的主要目的是检查液力变矩器及其单向离合器的工作状况，试验方法和失速试验相似。试验时要注意：如果发动机转速已超过最大值，应立即将加速踏板松开，因为自动变速器内的离合器已经打滑失效。若发动机调整正常，而试验测得的转速比规定的最小值低250～350r/min，汽车在高速公路上工作正常，但