汽车电子控制装置结构与工作原理

电子控制装置由各种传感器、控制开关、执行器及微处理器等组成。微处理器是整个控制系统的控制中心，它根据安装在发动机、自动变速器及汽车上的各种传感器，测得发动机转速、车速、节气门开度以及自动变速器油温等运转参数，并通过分析运算，根据各个控制开关送来的操作指令和微处理器内设定的控制程序，向各个执行元件发出指令信号，以操纵阀板中各种控制阀的工作，从而最终实现对自动变速器的控制。

1.传感器

（1）节气门位置传感器 汽车发动机的节气门是由驾驶员通过节气门踏板来操纵的，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。电子控制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来测得节气门的开度，作为微处理器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行驶条件下都能满足汽车的实际使用要求。

装用自动变速器的汽车通常采用线性可变电阻型的节气门位置传感器，如图7-2所示。这种节气门位置传感器由一个线性电位计和一个怠速开关组成。节气门轴带动线性电位计及怠速开关的滑动触点。节气门关闭时，怠速开关接通；节气门打开时，怠速开关断开。当节气门处于不同开度时，电位计的电阻也不同。这样，节气门开度的变化被转变为电阻或电压信号输送给微处理器。微处理器通过节气门位置传感器可以获得表示节气门由全闭到全开的所有开启角度的连续变化的模拟信号以及节气门开度的变化速率。

1）检测。其检测方法是以下几点。

① 拔去节气门位置传感器的线束插头。

② 用万用表在节气门位置传感器接线插座上测量怠速开关的导通情况（见图7-3）。当节气门全闭时，怠速开关应导通；当节气门开启时，怠速开关应关闭。否则，应调整或更换节气门位置传感器。

图7-2 节气门位置传感器实物图

图7-3 测量怠速开关

③ 用万用表测量节气门位置传感器中线性电位计的电阻（图7-4中E2和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。

④ 将测量结果与表7-1进行比较。如有不符，应调整或更换节气门位置传感器。

表7-1 雷克萨斯LS400轿车节气门位置传感器的检测标准

2）调整。节气门位置传感器调整不当，会影响电子控制自动变速器的正常工作，甚至会使故障警告灯亮起，出现节气门位置传感器的故障代码。

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。

③ 朝节气门闭合方向转动节气门位置传感器，使怠速开关触点断开，然后朝节气门开启方向慢慢地转动节气门位置传感器，直至怠速开关闭合为止。

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时，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 车速传感器安装在自动变速器输出轴附近。它是一种电磁感应式转速传感器，用于检测自动变速器输出轴的转速。微处理器根据车速传感器的信号计算出车速，作为其换档控制的依据。

车速传感器由永久磁铁和电磁感应线圈组成，如图7-5所示。

图7-4 测量节气门电位计

图7-5 车速传感器实物图

检修。车速传感器与输入轴转速传感器的结构和工作原理相同，其检修方法也是一样的，即通过各种测量方法判断其工作性能是否正常。

车速传感器或输入轴转速传感器的感应线圈电阻的测量方法如下。

① 拔下车速传感器或输入轴转速传感器线束插头。

② 用万用表测量车速传感器或输入轴转速传感器两接线端之间的电阻。不同车型自动变速器的这种传感器感应线圈的电阻不完全相同，通常为几百欧到几千欧。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。（3）输入轴转速传感器 输入轴转速传感器的结构、工作原理与车速传感器相同。它安装在行星齿轮变速器的输入轴或输入轴连接的离合器鼓附近的壳体上，用于检测输入轴转速，并将信号送入微处理器，使微处理器更精确地控制换档过程。此外，微处理器还将该信号和来自发动机控制系统的发动机转速信号进行比较，计算出变矩器的传动比，使油路压力控制过程和锁止离合器的控制过程得到进一步的优化，以改善换档感觉，提高汽车的行驶性能。输入轴转速传感器如图7-6所示。

车速传感器或输入轴转速传感器的输出脉冲的测量方法如下。

图7-6 输入轴转速传感器实物图

①测量车速传感器输出脉冲时，可用千斤顶将汽车一侧的驱动轮顶起，让变速杆位于空档位置，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以下的直流电压档位置或电阻档位置。若在转动车轮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。

②测量输入轴转速传感器输出脉冲时，应将传感器拆下，用一根铁棒或一块磁铁迅速靠近或离开传感器，同时用万用表测量传感器两接线柱之间有无脉冲感应电压。如没有感应电压或感应电压很微弱，说明传感器有故障，应更换。

（4）液压油温度传感器 液压油温度传感器（如图7-7所示）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液压油的温度，以作为微处理器进行换档控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。

液压油温传感器内部是一个半导体热敏电阻，它具有负的温度电阻系数。温度愈高，电阻愈低。微处理器根据其电阻的变化测出自动变速器液压油的温度。

冷却液温度传感器和液压油温度传感器的检修。冷却液温度传感器和液压油温度传感器的内部都是一个半导体热敏电阻，其检修方法相同。

① 拆下冷却液温度传感器或液压油温度传感器。

② 将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（见图7-8）。

③ 将测量的电阻值与标准值相比较（见表7-2）。如果不符合标准，应更换传感器。

表7-2 丰田汽车冷却液温度传感器和液压油温度传感器的检测标准值

图7-7 液压油温传感器实物图

图7-8 冷却液温度传感器的检测

2.控制开关

电子控制装置中各种控制开关结构与工作原理 电子控制装置中的控制开关有：超速档开关、模式开关以及档位开关等。超速档开关与模式开关在前面使用中已有介绍，这里不再讲述。

档位开关位于自动变速器手动阀摇臂轴上或变速杆下方，用于检测变速杆的位置。它由几个触点组成。当变速杆位于不同位置时，相应的触点被接通。微处理器根据被接通的触点，测得变速杆的位置，从而按照不同的程序控制自动变速器的工作。

1）档位开关的检修。其检测方法为：(www.xing528.com)

① 用举升器将汽车升起。

② 拆下连接在自动变速器手动阀摇臂和变速杆之间的连杆。

③ 拔下档位开关的线束插头。

④ 将手动阀摇臂拨至各个档位，同时用万用表测量档位开关线束插座内各插孔之间的导通情况。

⑤ 将测量结果与标准值进行比较（表7-3）。如有不符，应重新调整档位开关。

表7-3 雷克萨斯LS400轿车档位开关检测标准

注：○——导通；×——不导通。

2）档位开关的调整。档位开关的调整方法在本书后面的内容中有叙述。

3）档位开关的更换。

① 拆下手动阀摇臂和变速杆之间的连杆。

② 拧松手动阀摇臂轴上的锁紧螺母，拆下手动阀摇臂。

③ 拧下档位开关固定螺栓，拆下档位开关。

④ 按拆卸相反的顺序安装新的档位开关。

⑤ 按规定的程序重新调整档位开关。

3.执行器

电子控制装置中各种执行器结构与工作原理 电子控制装置中的执行器是各种电磁阀。常见的有开关式电磁阀和脉冲线性式电磁阀两种。

1）开关式电磁阀。开关式电磁阀的作用是开启或关闭液压油路，通常用于控制换档阀及变矩器锁止控制阀的工作。

开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、回位弹簧以及阀芯或阀球等组成。两种工作方式：一种是让某一条油路保持油压或泄空，即当电磁线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泄油孔，该油路的液压油经电磁阀泄空，油路压力为0；当电磁线圈通电时，电磁力使阀芯下移，关闭泄油孔，使油路压力上升。另一种是开启或关闭某一条油路，即当电磁线圈不通电时，油压将阀芯推开，阀球在油压作用下关闭泄油孔，打开进油孔，使主油路压力油进入控制油道；当电磁线圈通电时，电磁力使阀芯下移，推动阀球关闭进油孔，打开泄油孔，控制油道内的压力油由泄油孔排出。

开关式电磁阀的检修。电子控制自动变速器的换档电磁阀等开关式电磁阀的检修可采用下列方法。

① 开关式电磁阀的就车检查。

a.用举升器将汽车升起。

b.拆下自动变速器的油底壳。

c.拔下电磁阀的线束插头。

d.用万用表测量电磁阀线圈的电阻（见图7-9a）。自动变速器的开关式电磁阀线圈的电阻一般为10～30Ω。若电磁阀线圈短路、断路或电阻值不符合标准，应更换。

e.将12V电源施加在电磁阀线圈上（见图7-9b），此时应能听到电磁阀工作的“咔嗒”声；否则，说明阀芯卡住，应更换电磁阀。

图7-9 开关式电磁阀的检测

② 开关式电磁阀的性能检验。

a.拆下电磁阀。

b.将压缩空气吹入电磁阀进油口。

c.当电磁阀线圈不接电源时，进油孔和泄油孔之间应不通气；否则，说明电磁阀损坏，应更换。

d.接上电源后，进油孔和泄油孔之间应相通；否则，说明电磁阀损坏，应更换。

2）脉冲线性式电磁阀。脉冲线性式电磁阀的结构与开关电磁阀相似，也是由电磁线圈、衔铁以及阀芯或滑阀等组成。它通常用来控制油路中的油压。当电磁线圈通电时，电磁力使阀芯或滑阀开启，液压油经泄油孔排出，油路压力随之下降。当电磁线圈断电时，阀芯或滑阀在弹簧弹力的作用下将泄油孔关闭，使油路压力上升。脉冲线性式电磁阀和开关式电磁阀的不同之处在于控制它工作的电信号不是恒定不变的电压信号，而是一个固定频率的脉冲电信号。电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启和关闭泄油孔，微处理器通过改变每个脉冲周期内电流接通和断开的时间比率（称为占空比，变化范围为0～100%），改变电磁阀开启和关闭的时间比率，来控制油路的压力。占空比愈大，经电磁阀泄出的液压油愈多，油路压力就愈低；反之，占空比愈小，油路压力就愈大。

脉冲线性式电磁阀一般安装在主油路或减振器背压油路上。

脉冲线性式电磁阀的检修。电子控制自动变速器中的油压电磁阀等脉冲线性式电磁阀可采用下列方法检修。

① 脉冲线性式电磁阀的就车检查。

a.用举升器将汽车升起。

b.拆下自动变速器的油底壳。

c.拔下电磁阀的线束插头。

d.用万用表测量电磁阀线圈电阻值，如图7-10所示。脉冲线性式电磁阀的线圈电阻值较小，一般为2～6Ω。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 脉冲线性式电磁阀的性能检验。

a.拆下脉冲线性式电磁阀。

b.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（脉冲线性式电磁阀线圈电阻较小，不可直接与12V电源连接，否则会烧毁电磁阀线圈）。

c.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（见图7-11）。如有异常，说明电磁阀损坏，应更换。

图7-10 脉冲式电磁阀的检测

图7-11 脉冲式电磁阀的性能检测

脉冲线性式电磁阀的另一种检验方法是采用可调电源。其方法是：将可调电源与电磁阀线圈连接。调整电源的电压，同时观察阀芯的移动情况。当电压逐渐升高时，阀芯应随之向外移动；当电压逐渐减小时，阀芯应随之向内移动。否则，说明电磁阀损坏，应更换。在检验中应注意保持电源的电流不超过1A。