097自动变速器电路解读分析_梁忠_新浪博客


097自动变速器电路解读
097搭载在90年代的奥迪90、100等轿车上,属四速电控自动变速器,是目前广为使用的01N四速自动变速器的雏形。鉴于不同年款电路的改进

和局部的差异,为达到管中窥豹的目的,本文仅以94款奥迪100为例进行说明,具体电路如下图所示:



●        自动变速器控制单元端子功能说明
控制单元共38端子,图中未标出的为空脚,为以后的功能升级埋下了伏笔。
1→系统搭铁端,线束颜色为棕/红。
2→换档电磁阀驱动端,线束颜色为黄色,控制对象在阀体总成中的标号为#4,对应N91#,控制单元通过对2端的开关通断控制,借以完成对

K2离合器的控制,最终实现车辆的倒档与前进3档。
3→换档电磁阀驱动端,线束颜色为红色,控制对象在阀体总成中的标号为#3,对应N90#,控制单元通过对3端的开关通断控制,借以实现对

K3离合器的控制,最终实现车辆的前进3/4档。
5→自动变速器模式指示灯驱动端,线束颜色为棕/绿,指示灯的状态与模式开关的状态相对应,当未按模式开关时,开关断开,自动变速器

处于经济模式,TCM在检测到36端的高电位后,断开5端的搭铁回路,指示灯熄灭;而当开关按下时,开关闭合,自动变速器处于运动或动力

模式,TCM的36端被搭铁,识别到这个低电位信号时,TCM接通5端的搭铁回路,指示灯被点亮。
结合该指示灯电路,对如何应用“暗箱理论”对具体电路实施检测的方法做以下的说明;
“暗箱理论”主张一般的维修人员,将控制器看成一个未知的“暗箱,”把输入的状态与执行结果紧密的联系起来,通过对两者固有的逻辑

特性的分析,找出故障源。
该电路的输入状态是开关的开/闭,执行结果是指示灯的点亮/熄灭,在点火开关ON时,当我们依据电路图将TCM的36端搭铁时,若指示等不亮

,说明有两种可能,一是灯泡回路可能有问题,二是TCM可能有问题,将一维修用的发光二极管试灯在TCM的5端并入指示灯回路,若发光二极

管亮,说明灯泡回路有问题;若发光二极管也不亮,说明TCM有问题。
“暗箱理论”的好处是从外观入手,走捷径,快速的缩小故障范围,准确定位故障元件,为维修缩短工期赢得时间。
6→诊断触发和数据传输端,线束颜色为绿/红,连接诊断仪时,经此线向TCM发出数据传送请求,随后TCM将内存数据外传,维修人员可依据

行驶过程中的历史信息,对自动变速器进行故障查询和数据流分析。
8→空调状态信号输入端子,线束颜色为棕/白,与空调开关或空调控制器相连,当空调系统进入工作状态时,发动机负荷的变化迫使TCM对系

统的油压进行调节。
9→节气门位置传感器信号输入端子(TPS),线束颜色为蓝/红,当油门的开度发生变化时,TPS的信号值将与之成正比的发生变化,TCM依据

当时的TPS值,修正主油压和确定换档时机,大量的维修实例表明,自动变速器换档点的漂移与TPS的状态密切相关,一个低于设定值的TPS,

可能对应一个升档提前的故障症状,而一个高于设定值的TPS,则可能产生一个升档滞后的故障症候,从目前了解到的资料来看,在怠速工况

,还没有发现那一辆车的TPS值超出1V,基本上都在03-1V之间。
采用滑变电阻式TPS的车辆,在经过若干年的行驶之后,由于经常性的踩踏油门,TPS可能出现疲劳磨损,一旦成为事实,将可能导致上述故

障的发生。
12→档位信息输出端,与仪表液晶显示屏驱动模块的1端相连,TCM依据当前换档杆的实际位置,将控制数据和状态数据传送给显示屏驱动模

块,经其解码后,换档杆的状态信息被准确的再现到仪表板上。
15→档位开关状态输入端,线束颜色为紫色,与档位开关连接器的2端相连,当换档杆在N、D、3位置时搭铁、为低电位;在P、R、2、1位置

时悬空,为高电位,TCM依据此端的状态,对目前所选择的档位进行识别,进而完成相应档位的控制。
★        高低电位的说明
电位是相对而言的,是指待侧点与参考点之间的电压差。现实生活中我们常说的海拔高度就是一个{zh0}的例子,某一处的高度均是以海平面

为参考基准面的,如果这个物体的高度在海平面以上,那么它的高度就是一个正值;如果这个物体的高度在海平面以下,那么它的高度就是

一个负值,同理,当我们在分析电路时,如果我们把蓄电池负极看成参考点,当零电位处理,那么与此直接相连的均为低电位零,相反的均

为高电位,如图所示:



当模式开关断开时,TCM内部2端与搭铁间悬空,5V的参考电压经附加电阻施加在TCM的数/模转化电路的检测端子,因数/模转化电路具有很高

的输入电阻,当我们用万用表测量2端与搭铁间的电压时,结果将是5V,这种情况与断开接线测量蓄电池两极柱间的电压情况相同。
当模式开关闭合时,TCM内部2端与搭铁间直接相连,不言而喻,TCM检测到的将是一个零电压。
16→档位开关信号输入端,线束颜色为红/灰,与档位开关连接器的7端和防盗控制单元相连,
17→强制降档开关信号输入端,线束颜色为灰/黄,当油门的开度大于85%时,此端搭铁;当油门的开度低于85%时,此端对地悬空,TCM依据

该信号对驾驶者的操作意图进行判别,若当时车辆以较高的档位行驶,且强制降档开关闭合时油门的打开速率进入电脑预先的设定范围,那

么TCM将执行强制降档程序,表现为自动变速器从目前的档位向下降档,传动比升高,动力性增强,以满足驾驶者实际超车的需要。
18→电磁阀电源输出端子,在这个端子上连接了两条线束,黑色线束与箱体连接器的1端相连,黑/白线束与箱体连接器的2端相连,当打开点

火开关时,TCM从18端输出12V的电压,经黑色线束为N88#、N89#、N90#、N91#、N92#、N94#和OTS提供电源,经黑/白线束为N93#提供电源。

对比就可以发现,这一点与01M/01N截然不同,后者电磁阀总成是双电源,两个电源间互不干涉。
19→TCM的工作电源输入端子,线束颜色为黑色,当打开点火开关时,蓄电池电源经点火开关的15端施加在19端,TCM进入待命工作状态。
20→
21→电磁阀驱动端子,线束颜色为蓝,控制对象在电磁阀总成中的标号为#7,对应N94#,TCM通过对21端的开关通/断控制,实施对N94#电磁

阀的动态激励,实现2/3调节器阀和3/4调节器阀控制背压的调节,借以完成对K1离合器和B2制动器工作油压的调节。
22→电磁阀驱动端子,线束颜色为蓝/白,控制对象在电磁阀总成中的标号为#1,对应N88#,TCM通过对22端的开关通/断控制,实施对N88#电

磁阀的激励,实现对K1/BI换档阀的驱动,借以完成前进1/2/3档和倒档。
23→电磁阀驱动端子,线束颜色为绿色,控制对象在电磁阀总成中的标号为#2,对应        N89#,TCM通过对23端的开关通/断控制,实施对

N89#电磁阀的激励,实现对B2换档阀的驱动,借以完成前进2/4档。
24→电磁阀驱动端子,线束颜色为绿/白,控制对象在电磁阀总成中的标号为#5,对应N92#,TCM通过对24端的开关通/断控制,实施对N92#电

磁阀的激励,借以实现同步换档的控制。
25→电磁阀驱动端子,线束颜色为灰色,控制对象在电磁阀总成中的标号为#6,对应N93#,TCM通过对25端的占空控制,实现了对系统油压的

调节。
26→制动灯开关信号输入端,线束颜色为红/黑,当制动时此端为12V电压,当解除制动时此端没有电压,该信号主要用于变扭器的锁止控制

,当行车过程中一个真实的制动发生时,TCM通过对此端电压的识别,立即解除变扭器的锁止,以避免发动机因瞬间的制动力矩而发生熄火。
27/28→TCM与ECM的通信端子,线束颜色分别为黑色和绿色,在行驶过程中,TCM的每次升降档都会通过此线向ECM发出请求,这种请求是出于

平顺性的需要而设置,包含点火提前角和燃油喷射量修正方面的信息,也就是说,ECM对是否升降档没有决策权,它所做的工作是使两者间很

好的配合协调起来,避免那种及不舒服的冲击感。
从原理出发进行分析,我们就会发现,如果这两条线束的任一个支路出现异常,如开路、短路和较为严重的接触不良等,那么TCM与ECM的通

信就不能正常的进行下去,在无法获得ECM默契的动力配合后,TCM的换档控制将显得生硬,表现出行车中闯档的故障现象。
通过上述分析可以发现,对原理的理解是多么重要,如果我们不懂原理,在遇到行车发闯这类故障时,我们就不可能在实际维修过程中联想

到通信方面的原因,那么这个故障可能修不好。
30→自动变速器油温识别端子,线束颜色为红/白,打开点火开关后,TCM从18端输出12V的电压施加在箱体12针脚连接器的1端,经油温传感

器OTS、箱体12针脚连接器的12端,返回到TCM的30端,再经内部附加电阻搭铁构成一个完整的电器控制回路,因OTS的值随变速器油温的变化

而变化,依据串联电路的特点,TCM将从30端的信号电压的变化,准确识别到自动变速器当前的温度。
出于安全方面的考虑,自动变速器在诞生之处就与油温传感器接下了不解之缘,时至今日,随着电控系统的日趋成熟,OTS已成为自动变速器

的标准电器配置元件,
32/33→车速传感器信号输入端子,线束颜色分别为蓝色和灰色,传感器为电磁感应式,具体安装在自动变速器输出轴附近,该传感器主要用

于系统油压的微调以及传动比和变扭器滑差的计算。
传感器的第3接线柱为屏蔽端子,主要用于传感器的保护,以避免外界电磁波的干扰。
34→档位开关状态信号输入端,线束颜色为黑/黄,与档位开关连接器的1端相连,当换档杆在“P”、“1”,位时此端搭铁,当换档杆在R、

N、D、3、2位时此端悬空。TCM通过对该端高低电位的检测,完成对换档杆目前位置的识别,继而执行相应的换档控制。
35→档位状态开关信号输入端,线束颜色为灰/黑,与档位开关连接器的6端相连,当换档杆在3、2、1位时此端搭铁,当换档杆在P、R、N位

时此端为高电位,TCM通过对该端高低电位的检测,完成对换档杆目前位置的识别,继而执行相应的换档控制。
36→自动变速器模式开关信号输入端,线束颜色为蓝/棕,当模式开关未按时,此端悬空为高电位,对应经济模式,当模式开关按下时,此端

搭铁,对应动力或运动模式。
模式是方式的意思,自动变速器的运行模式是两种截然不同的程序,这种人性化的程序预先放置在控制单元的存储器内,当外界的操作条件

满足了设定的要求,那么相应的程序就会启动,经济模式以减小燃油消耗为目的,表现为换档时机适当提前;动力或运动模式,追求强劲的

动力性,表现为换档时机适当的滞后。
值得一提的是,并不是所有的自动变速器都有模式选择开关,没有模式开关,不意味着自动变速器不具有不同的运行方式,可以发现目前的

许多新车就取消了模式开关,控制单元依据车速、节气门开度和打开速率以及诸多动态参数,在模糊逻辑的支持下,随机确定车辆当前的运

行方式,表现出优良的操作和驱动性能。
38→电源输入端子,线束颜色为黑/紫,与巡航控制开关的电源线相连,当点火开关ON时,蓄电池电源经标号为#20容量为5A的保险丝施加在

TCM的38端,此电压和19端电压均为系统和执行器工作电压。
●        控制部件英文说明
KICKDOWN SW→含义为强制降档开关,KICKDOWN是降下,踩下的意思,SW是SWITH的英文缩写,是开关的意思。
AIR CONDITONING→含义为空气调节,AIR是空气的意思,CONDITONING是调节的意思,这两个单词组合在一起通常叫A/C,意思就是空调。
THROTTLE VALVE POTENTIOMETER→含义为节气门阀电位计,也就是节气门位置传感器的意思,是一个名称的两种叫法,THROTTLE是节气门的

意思,VALVE是阀的意思,POTENTIOMETER是电位计的意思。
MPI CTRL UNIT→含义为多点燃油喷射控制单元,MPI是多点喷射的意思,CTRL是控制的英文缩写,UNIT是单元的意思。
DIAG CONN→是DIAGRAM CONNET的英文缩写,DIAGRAM是诊断的意思,CONNETER是连接器的意思。
IGNITION SW→是点火开关的意思,在电路中我们常看到IG这样的英文字母,就是点火IGNITION的头两个字母的缩写。
STOP LT SW→含义为停车灯开关,STOP是停下的意思,LT是LIGHTER的英文缩写,是灯光的意思。
ECONOMY/SPORT BUTTON→含义为经济/运动按钮,ECONOMY是经济的意思,SPORT是运动的意思,BUTTON是按钮的意思。
AUTOMATIC SHIFT LOCK CTRL UNIT→含义为自动换档锁控制单元,AUTOMATIC是自动的意思,SHIFT是转换的意思,LOCK是锁的意思,CTRL

UNIT是控制单元的意思。
SHIFT LOCK SOLENOID→含义为换档锁电磁阀。
A/T RELAY→含义为自动变速器继电器,A/T是自动变速器的代名词,RELAY是继电器的意思。
CONSOLE LIGHT→含义为仪表灯,CONSOLE是仪表的意思。
CONSOLE LIGHT RELAY→含义为仪表灯继电器。
CRUISE CONTROL SW→含义为巡航控制开关,CRUISE是航行的意思,在车辆上是一种对油门开度的自动控制。
CRUISE CONTROL MOD→含义为巡航控制模块,MOD是MODEL的英文缩写,是模块的意思。
GEAR SELECT SW→含义为档位选择开关,GEAR是齿轮的意思,SELECT是选择的意思。
GEAR SELECT DISPLAY→含义为档位显示器,DISPLAY是显示的意思。
ANTI-THEFT ALARM CTRL UNIT→含义为防盗报警控制单元,ANTI-THEFT是反盗窃的意思,ALARM是报警的意思。
BACK UP LTS→含义为倒车灯,BACK UP是辅助倒车的意思,LTS是灯的意思。
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