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1、湖 北 汽 车 工 业 学 院 毕 业 论 文摘要汽车自动变速技术是人们长期以来一直努力追求的目标，也是车辆改进和改善传动系统的一个重要方向。然而电控系统则是自动变速器的核心，本文主要介绍汽车自动变速器电控系统的主要结构和原理，以及对电控系统的电路、传感器、执行器等结构的分析与检测。关键字：自动变速器，电控系统，分析与诊断AbstractAutomotive automatic transmission technology is people have long been trying to pursue the goal, is also a vehicle to improve and
2、improve the transmission system is an important direction. Electronic control system is the core of the automatic transmission, however, this article mainly introduces the main structure and principle of automobile automatic transmission electronic control system, and the circuit of electric control
3、 system, sensors, actuators, such as structure analysis and detection. Key words: automatic transmission, electronic control system, analysis and diagnosis 35目录摘要IAbstractII1 设计总则11.1 课题的来源11.2 自动变速器电控系统的发展11.3 自动变速器电控系统的优点12 自动变速器电控系统的结构原理12.1 自动变速器电控系统的组成22.2 自动变速器电控系统传感器的工作原理及其检测3 2.2.1 节气门位置传感器3
4、2.2.2 车速传感器52.2.3 转速传感器132.2.4 温度传感器192.3 电控系统的执行器222.3.1 液压电磁阀的类型222.3.2 电磁阀的应用方式222.3.3 电磁阀的基本功能232.3.4 锁止离合器控制原理242.3.5 变扭器故障特征262.3.6 调压电磁阀控制原理272.3.7 强制离合器电磁阀控制原理272.3.8 蓄压器调节电磁阀与反冲电磁阀273 自动变速器电控系统电路的检测分析283.1 检测故障283.1.1 一般原则283.1.2 故障码分析案例283.2 手动挡试验293.2.1 手动操纵试验293.2.2 手动电磁阀试验293.2.3 手动挡试验应
5、用案例293.3 控制能力的检测304 自动变速器故障自诊断系统314.1 故障自诊断原理314.2 故障自诊断条件与流程31 4.2.1 故障自诊断条件31 4.2.2 故障自诊断流程315 结论与展望325.1 结论325.2 存在的不足335.3 展望33致谢34产考文献351 设计总则1.1 课题的来源本课题自动变速器电控系统的分析与诊断来源于湖北汽车工业学院汽车工程系汽车教研室。1.2 自动变速器电控系统的发展 1969年法国雷诺(Renault)R16TA轿车首先装用了电子控制的液压换档系统。80年代计算机技术的飞速发展微处理器、单片计算机应用于汽车液力自动变速器的控制系统也迅速推
6、广。目前电子控制液压换档系统(简称电控液压换档系统)已广泛用于液力自动变速器而且越来越多地取代全液压控制系统。它与全液压式的不同之处是自动换档的控制系统(换档点的选择及发生换档信号等)是由电于计算机或微处理机来完成。此时控制换档的信号(如车速、加速度、油门开度、选档范围、换档规律选择等)亦相应地变为电信号。但是系统中的换档执行机构仍然是液压的故称为电控液压换档系统1.3 自动变速器电控系统的优点(1)由于计算机能够存储与处理多种换档规律，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； (2)可大大简化液压系统，从
7、而使结构紧凑、重量轻，降低了油路的复杂性； (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)自动变换系统变更换档规律或参数时，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。而无须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；（6）减少变速器的功率损失；（7）具有自诊断和失效保护功能；（8）可以选择适合自己的驾驶模式；（9）提高了变速器的可靠性、降低了制造和维修费用； 显然，电控大幅度改善了车辆的性能。它不仅简化了自动变速器的液压系统而且使自动变速
8、器更完善，进一步提高了车辆的动力性和燃油经济性。电控液压换档系统由电脑控制系统和液压控制系统两部分组成。2 自动变速器电控系统的结构原理2.1 自动变速器电控系统的组成自动变速器电子控制系统由传感器、执行元件和变速器控制单元ECU组成。传感器主要包括车速传感器、节气门位置传感器、转速传感器、发动机水温传感器、变速器油温度传感器等用来检测车速、节气门开度、冷却水温及其他一些状态并以电信号形式输入到电控单元。电控单元有的是采用专用控制电脑(即AT ECU)有的是与发动机共用一个控制电脑。电控单元根据各传感器输入的信号确定控制时刻和控制参数发出电信号到执行元件。图1-1 电子控制系统原理2.2 自动
9、变速器电控系统传感器的工作原理及其检测与诊断2.2.1节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门体上随着节气门开度的变化和节气门轴的转动带动该传感器内的电刷滑动或导向凸轮转动，将节气门打开的角度信号转换成电信号送到ECU。节气门开度传感器一方面用来检测节气门打开的角度，作为发动机负荷大小的参考信号，另一方面反应节气门开度变化的速度，以便反映驾驶员的驾车意图。对于自动变速器的电子控制系统来说，节气门位置传感器主要是用于检测节气门的开度，反映发动机的负荷大小，作为换挡时刻控制的一个重要信号。对于发动机燃油喷射系统来说，节气门位置传感器是喷油量控制的一个重要信号。节气门位置传感器目前有开关式与线性
10、式两种。前者的结构主要由一个可变电阻式电位计和一对怠速触点组成，后者的结构由一对怠速触点和对大功率触点组成。装用电子控制自动变速器的汽车基本上都是采用线性输出的节气门位置传感器，其结构如图1-2所示。传感器有两个与节气门联动的可动电刷触点。一个触点可在电阻体上滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度对应的线性输出电压，根据输出的电压值，ECU即可知节气门的开度。传感器的VC端子上有来自ECU的5V电源电压，VTA端子的电压作为反映节气门开度的信号电压输入ECU，其输出特性如图1-2（b）。另一个电刷触点在节气门全关闭时与怠速触点IDL接触。IDL触点信号主要用于判断发动机是否在怠速工况，以及在
11、行车过程中用于断油控制的点火提火提前角的修正。图1-2 节气门位置传感器a)节气门位置传感器结构 b)输出特性 c)工作原理图1-电位计滑动片 2-电阻膜片 3-怠速触点汽车发动机的节气门是由驾驶员通过加速踏板来操纵的，以便根据不同的行驶条件控制发动机的运转。例如：上坡或加速时节气门开度要大，而下坡或等速行驶时，节气门开度要小，这些不同的行驶条件对汽车自动变速器换档规律的要求往往有很大的不同，电子控制式自动变速器是利用安装在发动机节气门体上的节气门位置传感器，作为电脑控制自动变速器档位变换的依据，从而使自动变速器的换档规律，在任何使用条件下都能满足汽车的使用要求。线性节气门位置传感器的主体部分
12、是一个电位计，电位计电阻的变化转成电压信号输出，反映节气门开度的大小。带怠速触点的线性节气门位置传感器的电路如图1-2（c）所示。从图1-2（c）所示，线性节气门位置传感器的插座只有四个接脚，图中的VTA接脚为传感器的滑动触点的信号输出脚，将节气门开度信号输送给电脑，IDL脚为怠速信号输出脚，当节气门全关而发动机处于怠速运转时，IDL将发动机处于怠速的信号输送给电脑；Vcc接脚从电脑取得5V电源电压，以确保通过传感器内部的电阻，使滑动触点取得的分压与节气门开度成为一个线性关系，其线性关系如图1-2（b）所示；E2脚为线路接地接脚。节气门位置传感器的检测方法如下：a接通点火开关，用电压表检查Vc
13、c脚是否有电源电压输入，否则应查找供电回路。b关闭点火开关，拔下节气门位置传感器插头，用欧姆表分别测量接地接脚1与怠速接脚IDL、E2与信号接脚VTA、E2与电源输入接脚Vcc之间的阻值，在滑动触点当节气门全关、全开时，以及在其他开度时的电阻值，然后与有关资料对比。c观察节气门位置传感器E2与VTA之间的电阻值在节气门由全关到全开过程中是否呈线性变化。节气门位置传感器的调整方法如下：a关闭点火开关，退回节气门开度调整螺钉，松开节气门拉线，使节气门在自由状态下处于关闭位置，然后再将节气门拉线在自由状态下与节气门轴联接起来。b拧回节气门开度调整螺钉，使其刚好与节气门开度限位挡片接触，然后在螺钉与挡
14、片间插上03mm的厚薄规，使节气门微开。c松开节气门位置传感器的固定螺丝，逆时针慢慢旋转节气门位置传感器，并用万用表欧姆挡测量怠速开关的导通情况。此时怠速开关应断开，然后再慢慢顺时针旋转节气门位置传感器，使其怠速开关刚刚接通为止，然后紧固固定螺丝。d将发动机启动，温度正常后调整怠速，若发动机怠速运转平稳，收加油门工作正常，过渡平顺，则调整结束。2.2.2车速传感器车速传感器用来测取汽车行驶的速度，对于后轮驱动的车型，车速传感器多安装在变速器的后输出轴上；对于前驱车型，车速传感器除安装在输出轴上外，还可能安装在变速驱动桥半轴上。电脑根据车速传感器的信号计算出车速，作为换档控制的依据。车速传感器将
15、变速器输出轴的转速，作为车速信号输到ECU、电子仪表以及其他装置。车速传感器主要有笛簧开关式、磁阻元件式、磁电脉冲式和光电式等4种。图1-3 车速传感器1-输出轴 2-停车锁止齿轮 3-车速传感器笛簧开关式车速传感器笛簧开关式车速传感器（又叫舌簧开关式车速传感器）由笛簧管和旋转磁铁组成。在笛簧管内封装有二片簧片构成的触头，触头由铁、镍等易于被磁铁吸引的强磁性材料制成。受笛簧管外磁极的控制，有时触头互相吸引而闭合，有时互相排斥而断开，从而形成了触头的开关作用。笛簧开关式车速传感器有的安装在车速表的转子附近，有的安装在变速器的输出轴上。图1-4是笛簧开关车速传感器的结构图。图1-4 笛簧开关式车速传感器a)结构 b)工作原理如图1-4(a)所示，当N、S磁极从接近笛簧开关到逐渐离开时，上、下两个触头变为不同极性的磁极，触点互相吸引，开关变为闭合状态。当N极或S极接近触点时，如图1-4(b)所示，触点为同一极性的磁极，互相排斥，所以笛簧开关断开。一般旋转磁铁采用4极的，所以当
