帕杰罗V97自动变速器电控系统元件功用和检修

2023年12月16日发(作者：家用轿车什么牌子好)

帕杰罗V97自动变速器电控系统元件功用和检修

何金戈

【摘 要】简要介绍新型帕杰V97装用的INVECS-Ⅱ V5A5自动变速器电控系统的工作原理,详细论述电控元件的功用、工作原理和检测方法.

【期刊名称】《汽车电器》

【年(卷),期】2010(000)004

【总页数】5页(P33-37)

【关键词】帕杰罗V97;V5A5自动变速器;功用;原理;元件检修

【作 者】何金戈

【作者单位】海南大学机电工程学院汽车系,海南,儋州,571737

【正文语种】中 文

【中图分类】U463.212

三菱汽车公司于2008年在中国推出具有世界水准的全能SUV——PAJERO（帕杰罗）V97，其变速器采用与以往四速变速器不同的手自一体5速INVECS－ⅡV5A5自动变速器。该变速器由日本Aisin公司生产。其中V表示后轮驱动；第1个5表示前进档个数，即5个前进档；A表示自动；第2个5表示大型。此变速器具有P、R、N、D和手动模式5个换档杆位置，离合器、制动器均采用独立控制的占空比电磁阀。变速器具有反馈控制和学习功能，可以根据驾驶员的行为特点修正换档时机，以符合驾驶员的行为特点和习惯，反应灵敏，换档顺畅。 1 原理

INVECS－ⅡV5A5自动变速器的电控系统电路如图1所示。电控系统主要由3部分组成：传感器、控制单元和执行器。传感器将发动机转速、加速踏板位置、变速器油温等参数信号输入发动机和自动变速器电控单元 （Engine－AT－ECU， 以下简称ECU），ECU根据这些信号，按照设定的换档规律，向执行器如换档电磁阀、锁止离合器电磁阀等发出执行信号，电磁阀动作控制液压油路，形成液压控制信号，阀体中的各控制阀根据这些液压控制信号控制换档执行元件的动作，实现自动换档过程。

INVECS－ⅡV5A5自动变速器电控系统用传感器主要有：加速踏板位置传感器、曲轴位置传感器、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、油温传感器、档位开关、选档开关、换档开关 （加减档开关）、压缩机工作开关信号、4LLC（直接低速档）开关、制动灯开关和定速巡航控制信号。

自动变速器控制单元与发动机电子控制单元组合安装，其控制主要有换档模式控制、换档液压控制、阻尼式离合器控制、N档位指示灯控制和自诊断控制。

执行器主要有：锁止离合器电磁阀、低倒档电磁阀、2档电磁阀、低速电磁阀、超速档电磁阀、减速电磁阀等。

2 部件功用和元件检修

2.1 位置传感器

INVECS－ⅡV5A5自动变速器电控系统用位置传感器包括加速踏板位置传感器和曲轴位置传感器。这2个传感器的信号，既用于发动机电子控制系统，也用于自动变速器控制。

2.1.1 加速踏板位置传感器

2.1.1.1 功用

加速踏板位置传感器安装于加速踏板上部旋转枢轴处，用于监测加速踏板的位置和下移的行程量，ECU根据此信号判断发动机负荷，从而控制自动变速器的换档正时、调节主油压和锁止离合器控制。

2.1.1.2 结构和原理

加速踏板位置传感器采用非接触式线性霍尔集成电路，由于采用冗余设计，加速踏板位置传感器被设置成主、副传感器。自动变速器使用主传感器作为加速踏板位置传感器信号。传感器包括一个固定在踏板轴上的永久磁铁、一个输出电压与磁通量成正比的霍尔集成电路、一个有效地将永磁铁的磁通量转入霍尔集成电路的定子。当加速踏板全闭时，流入霍尔集成电路的磁通量保持最小，此时传感器输出电压最小。反之，当加速踏板全开时，流入霍尔集成电路的磁通量保持最大，此时输出电压最大。因此加速踏板位置的不同，就对应不同的电压值。加速踏板位置传感器的组成见图2，工作原理如图3所示。

图1 INVECS-Ⅱ V5A5自动变速器的电控系统电路图

2.1.1.3 检测

加速踏板位置传感器的检测内容主要包括工作电压检测、搭铁端导通性检测和输出信号检测3项内容。

将点火开关断开，拔掉加速踏板位置传感器插头，然后接通点火开关，用万用表的电压档测量线束侧1号端子是否有ECU提供的5 V工作电压，同时确认2号针脚对搭铁导通情况。

图2 加速踏板位置传感器的组成

输出信号检测过程如下。在线路完好连接的情况下，点火开关置于“ON”位置且发动机处于停止状态，换档杆置于P位，将加速踏板位置传感器的3号信号线引出一条测量线或利用背插法进行测量，在加速踏板完全松开时，电压应在0.3～0.7 mV之间；加速踏板被踩下时，信号输出电压值应逐渐增大；加速踏板完全压下时，电压应在4～4.8 V之间。 2.1.2 曲轴位置传感器

2.1.2.1 功用

曲轴位置传感器位于发动机曲轴前端，用于检测发动机转速。由于泵轮与曲轴固连，因此发动机转速实际上代表了泵轮转速，通过发动机转速 （泵轮转速）与输入轴转速的对比，ECU就可以计算出锁止离合器的滑动量。

2.1.2.2 结构和原理

曲轴位置传感器采用叶片阻断型霍尔式，磁场屏蔽板为3个均匀分布的凸起，如图4所示。当窗口处于磁场和霍尔开关之间时，磁场作用于霍尔元件产生霍尔电压，晶体管接通，来自ECU的5 V基准电压被搭铁，ECU将检测到接近于0 V的输出电压。当叶片处于磁场和霍尔开关之间时，磁场被隔阻，霍尔电压消失，晶体管关闭，来自ECU的5 V基准电压与搭铁端断开，ECU检测到近似5 V的高电位电压。因为叶片随着曲轴旋转，因此ECU通过脉冲信号频率即可测得曲轴的转速。

图3 加速踏板位置传感器工作原理示意图

图4 曲轴位置传感器的结构

2.1.2.3 检测

曲轴位置传感器检测内容主要包含工作电压检测、参考电压检测、搭铁端导通性能检测和输出信号检测4项内容。

将点火开关断开，拔掉曲轴位置传感器插头，然后接通点火开关，用万用表的电压档测量线束侧3号针脚是否有控制继电器提供的蓄电池电压，2号针脚是否有ECU提供的4.8～5.2 V的参考电压，同时确认1号针脚对搭铁应导通。

输出信号检测可以使用2种方法：万用表检测和示波器检测。将曲轴位置传感器的2号信号线引出一条测量线，或利用背插法，在线路连接完好的情况下，起动发动机进行2号与搭铁间的电压测量，起动时电压应为0.4～4.0 V，怠速时电压应为1.5～2.5 V。如果使用示波器检测，其波形应符合图5标准。 图5 曲轴位置传感器输出标准波形

2.2 转速传感器

V5A5的转速传感器包括输入轴转速传感器和输出轴转速传感器。ECU根据来自输入轴和输出轴转速传感器的信号，决定最佳换档时刻并检测当前档位，同时还可监控变速器的机械传动机构的工作状态。换档结束后，如果输出轴转速传感器的输出转速乘以速比与输入轴转速传感器的输出转速不相同，说明相关离合器或制动器有打滑现象，则设置相应档位传动比不正确的故障诊断代码。另外，ECU还根据转速传感器信号修正变速器的工作压力，并且在信号超出范围时执行失效保护模式。

2.2.1 功用

1）输入轴转速传感器的功用 输入轴转速传感器位于变速器壳体左侧，检测倒档离合器保持架的速度，由于倒档离合器保持架与液力变矩器的蜗轮相连，因此输入轴转速传感器实际测出的是蜗轮转速。自动变速器ECU根据输入轴转速传感器的信号可以更精确地控制换档。另外，ECU通过比较该信号与发动机转速信号，计算出变矩器的转速比，使主油压 （油路压力控制过程）和锁止离合器的控制得到优化，以改善换档，提高行驶性能。

2）输出轴转速传感器功用 输出轴转速传感器位于变速器壳体右侧。由于直接行星架与变速器输出轴相连，因此检测直接行星架上定位器的转速就代表了输出轴转速。ECU根据输出轴转速传感器输入信号控制自动变速器的换档和锁止离合器的锁止。

2.2.2 结构和原理

输入轴转速传感器和输出轴转速传感器也采用霍尔式传感器，但与曲轴位置传感器的信号采集方式有所不同，输入轴转速传感器和输出轴转速传感器分别采用倒档离合器保持架和直接行星架上的触发轮齿进行触发。由于触发轮齿的齿顶和齿槽导磁能力不同，引起通过霍尔元件上的磁场强度发生变化，产生不同的霍尔电压，从而触发和关闭晶体三极管，产生脉冲信号。 2.2.3 检测

由于与曲轴位置传感器同样都属于霍尔式传感器，因此可以参照曲轴位置传感器的检测方法来进行。但其输出标准波形稍有不同，可以对比如图6所示的标准波形进行检测。

2.3 油温传感器

2.3.1 功用

自动变速器油温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的油液的温度，作为ECU进行换档控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。油温过低时，变速器使用低温换档模式，油温过高时使用高温换档模式。高温换档模式时，变速器不再进入超速档，锁止离合器提前锁止。

2.3.2 结构和原理

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。温度越高，电阻越低，输出电压越低。

2.3.3 检测

测量A／T控制电磁阀总成插接器的1号和2号端子间的电阻，应该随温度成近似的反比变化。其标准值如表1所示。

图6 转速传感器标准波形

表1 不同温度下油温传感器的标准值工作液温度／℃电阻／Ω 0 16.7 20 7.3 40

3.4 60 1.9 80 1.0 100 0.57

2.4 开关

自动变速器的控制系统还使用一些开关信号，作为控制自动变速器的参考信号。

2.4.1 档位开关

档位开关 （图7），又称为抑制开关、防手动开关。档位开关安装在变速器壳体外部左侧边的手动阀连动杆上。档位开关有3个功用：一是用于检测变速杆的位置并输送给ECU，向自动变速器ECU提供档位信息，并通过CAN-BUS传输至组合仪表并显示相应档位；二是保证只有选档杆置于P或N位才能起动发动机；三是档位开关在被换档杆拉动时带动轴换档旋转改变手动阀位置，从而使油路改变流向。

档位开关的检测：在P位置时，1-7、9-10应导通；在R位置时，7-8应导通；在N位置时，2-7、9-10应导通；在D位置时，3-7应导通。

图7 档位开关的外形和连接端子

2.4.2 选择开关和换档开关

选择开关和换档开关 （图8）位于换档杆下，选择开关用于向ECU提供操作杆是处于自动D位还是手动位置信息。当处于手动换档位置时，选择开关被接通，向ECU提供12 V电压信号。换档开关为一触式开关，包含升档和降档2个开关。当自动变速器选择开关置于手动换档模式时，驾驶员每操作一次 “+”升档 （或

“-”降档）动作，ECU将接收到一次12V脉冲信号，ECU以此信号控制升档或降档。选择开关和换档开关的检查如表2所示。

图8 选择开关和换档开关

表2 选择开关和换档开关的检查开关位置选择开关换档开关（升档）端子1-4 1-5

3-7换档开关（降档）ON OFF ON OFF ON OFF 3-8电阻导通（小于2 Ω）导通（小于2 Ω）断路导通（小于2 Ω）断路

2.4.3 制动开关

制动开关安装在制动踏板支架上。ECU通过制动开关检测制动踏板是否被踩下。当踩下制动踏板，开关接通，ECU接收到12 V电压信号；当松开制动踏板，开关断开，ECU接收到0 V电压信号。ECU根据电压变化来了解制动踏板的工作情况，同时，在制动踏板被踩下时，点亮制动灯。如果踩下制动踏板，制动开关闭合，ECU取消锁止离合器的工作，保证车辆稳定行驶。同时控制自动变速器降档或延迟变速器升档。

2.4.4 4LLC开关

由于帕杰罗V97装备有分动器换档机构，因此需要确定分动器是处于高速比还是低速比，ECU据此来改变换档点。4LLC开关安装于分动器壳体上面，从ECU通过单元内的电阻向4LLC检测开关输出端子 （1号端子）施加系统电压，通过分动器在车身处搭铁。分动器控制杆位于4LLC时，开关导通，ECU接收0 V输出信号；处于2H、4H、4HLC时，开关断开，ECU接收12 V输出信号。

2.4.5 巡航信号

在使用定速巡航的过程中，如果因为外部阻力变化而使车速下降时，ECU将解除超速档，同时使减震离合器解除锁止。解除超速档是为了在直接档更好地加速，解除锁止是为了防止发动机熄火。

由于V97使用了电子控制节气门系统，节气门直接由伺服电机驱动，不再设置单独的定速巡航ECU，而是直接由发动机－AT－ECU接受巡航设定信号并进行定速控制，因此更直接地实现了对自动变速器的控制。

2.4.6 压缩机工作信号

当压缩机工作时，空调ECU将信号传递给发动机－AT－ECU，从而适时改变自动变速器档位，以补偿发动机的额外负荷。

2.5 电磁阀

在V5A5自动变速器上，作为输出控制的电磁阀共有6个：锁止离合器电磁阀、超速档电磁阀、低倒档电磁阀、2档电磁阀、低档电磁阀、减速电磁阀，如图9所示。所有电磁阀均使用占空比控制，通过改变脉冲信号的占空比，使离合器电磁阀的开度缓慢增大，以减小离合器接合时所产生的冲击，离合器接合过程更加柔和。因此，也就取消了其它自动变速器上用来降低换档时的油压电磁阀。

2.5.1 功用 1）换档电磁阀 在6个电磁阀中，低倒档电磁阀、2档电磁阀、低档电磁阀、超速档电磁阀、减速电磁阀属于换档电磁阀。在倒档位时，倒档离合器由手动阀直接供给油压，不使用电磁阀控制，减速电磁阀控制减速制动器油压和直接离合器油压切换。其余的电磁阀和制动器或离合器分别进行了单独控制，即低倒档电磁阀控制低倒档制动器、2档电磁阀控制2档制动器、低档电磁阀控制低速离合器、超速档电磁阀控制超速离合器。这种设计，可以有效防止在换档时发动机瞬间空转，换档时更平稳、更灵敏。换档电磁阀的通断组合如表3所示。

2）锁止离合器电磁阀 锁止离合器控制电磁阀又称为减震离合器电磁阀，简称TCC（Torque Converter C1utch的缩写）。锁止离合器由ECU根据行驶工况，确定离合器的锁定时机和时间。车辆起步、低速或在坏路面上行驶时，锁止离合器分离，使液力变矩器具有变矩作用。高速时或高温时，锁定锁止离合器，将泵轮和蜗轮直接连接起来，减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高了传动效率和燃油经济性，防止ATF油过热。

图9 电磁阀的位置

表3 电磁阀通断组合表注：LR——低倒档电磁阀；2ND——2档电磁阀；UD——低档电磁阀；OD——超速档电磁阀；RED——减速电磁阀；ON——接通；OFF——关闭。4档5档R N，P OFF OFF OFF OFF ON OFF ON ON OFF ON

ON ON OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF

2.5.2 构造和原理

V97的6个电磁阀全部使用占空比控制常开式电磁阀。占空比是指一个脉冲周期中通电时间所占的比例 （%）。占空比控制式电磁阀与普通开关式电磁阀类似，也是由电磁线圈、滑阀、弹簧等组成。但与开关式电磁阀不同的是，占空比控制式电磁阀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。由于是常开式电磁阀，当占空比为0时，电磁阀将油通路完全打开，油压最高；占空比越大，油通路越小，油压越低；当占空比为100%时，油通路完全被封闭。其中，锁止离合器电磁阀在占空比为0时，可以使锁止离合器完全分离；当占空比为70～95%就可将锁止离合器完全锁止。

2.5.3 检修

脱开电磁阀连接器，在A／T液温为20℃时，用万用表欧姆档测量线圈电阻， 应为2.7～3.4Ω， 否则应更换电磁阀。由于占空比式电磁阀线圈的电阻很小，不可与12V蓄电池直接相连，否则容易烧毁电磁阀线圈。检测时，将蓄电池串联一个低电阻，如一个8～10 W的灯泡，然后再与电磁线圈相连，电磁阀应当动作。如果使用三菱专用解码仪MUT－Ⅲ进行电磁阀促动测试时，应能听到咔嗒声，此时使用示波器显示，电磁阀正常时应该出现如图10所示标准波形。

图10 占空比为50%电磁阀正常波形

参考文献：

［1］MITSUBISHI V97 Workshop Manua1［Z］.2008.

［2］MITSUBISHI MOTORS.V97 TECHNICAL INFORMATION［Z］.2008.