如何利用“西醫(yī)診斷法”判斷TCC工作狀態(tài)

文：薛慶文

如何利用“西醫(yī)診斷法”判斷TCC工作狀態(tài)

文：薛慶文

TCC鎖止不良

不少同行都有這樣的疑問：為什么如今自動(dòng)變速器的技術(shù)越來越“智能”，反而問題越來越多了，特別是換擋品質(zhì)故障更為突出呢？

究其原因，主要是當(dāng)前新型多擋位（6擋以上）自動(dòng)變速器（AT）在設(shè)計(jì)匹配中，主要考慮“安全”、“環(huán)?！焙汀笆孢m”3個(gè)方面。也就是說，在確保行車安全基礎(chǔ)上，讓車輛更環(huán)保、更節(jié)油，同時(shí)也更舒適。那么如何做到這一點(diǎn)呢？為了確保發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率盡量不受過多損失，讓車輛行駛更加舒適，那么在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)（液力變矩器）中，需要依靠硬件和軟來保障。

硬件方面，將變矩器鎖止離合器（TCC）的鎖止油路設(shè)計(jì)得更加細(xì)膩柔和，確保發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間動(dòng)力傳遞時(shí)，由液壓控制到機(jī)械控制的平順性，以提高舒適性。也就是TCC的鎖止油路不再是傳統(tǒng)型的開關(guān)油路和占空比油路，取而代之的則是EDS線性油路。

軟件方面,則設(shè)法讓TCC在低速擋位提前工作。而傳統(tǒng)的4擋變速器只能在4擋或超速擋以后，且在所有條件滿足時(shí)，TCC才開始工作。過去的4擋變速器中，1、2和3擋都屬于液壓擋，只有4擋才是機(jī)械擋，而且TCC的鎖止和解鎖都是開關(guān)式油路控制，因此變矩器本身故障及變矩器帶來的換擋品質(zhì)問題就會(huì)少很多，變矩器使用壽命也都比較長。

圖1 自動(dòng)變速器的3個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)速信息

現(xiàn)在新型多擋位變速器中，在低速擋位就允許TCC提前工作（節(jié)油環(huán)保），而且油路設(shè)計(jì)又是線性控制（換擋舒適性提高）。最為關(guān)鍵的是，在每一個(gè)換擋點(diǎn)上，TCC必須還要盡可能處于解鎖狀態(tài)（當(dāng)然不是完全解鎖），所以在線性油路控制當(dāng)中就出現(xiàn)了不鎖止（H——液壓連接）、半鎖止（S——半機(jī)械半液壓式連接）和鎖止（M——?jiǎng)傂赃B接）3種工作狀態(tài)。由于經(jīng)常出現(xiàn)半鎖止控制，TCC鎖止控制頻率就高， TCC的壽命就會(huì)變短，導(dǎo)致?lián)Q擋品質(zhì)故障的頻率上升。

在《汽車與駕駛維修》雜志2016年第4期中，筆者介紹了通過中醫(yī)診斷法（試車經(jīng)驗(yàn)法）判斷TCC工作狀態(tài)，這里再介紹一種“西醫(yī)診斷法”，也就是通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析法來判斷新型自動(dòng)變速器TCC的工作狀態(tài)。

圖2 大眾、奧迪5HP-19型5擋變速器TCC鎖止不良時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

圖3 故障車輛TCC工作時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)波形

對(duì)于TCC來說，有幾個(gè)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（變矩器泵輪轉(zhuǎn)速）、變速器輸入軸轉(zhuǎn)速（變矩器渦輪轉(zhuǎn)速ISS）、輸出軸轉(zhuǎn)速（車速信息VSS）、TCC電磁閥驅(qū)動(dòng)指令信息、變速器溫度信息、擋位信息、換擋桿位置信息和制動(dòng)燈信息等。當(dāng)出現(xiàn)TCC鎖止不良故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入軸轉(zhuǎn)速以及TCC電磁閥驅(qū)動(dòng)指令信息等就相當(dāng)重要了（圖1）。特別是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入軸轉(zhuǎn)速之間的變化，是當(dāng)前判斷TCC故障最關(guān)鍵的核心信息。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與變速器輸入軸轉(zhuǎn)速之差，即變矩器泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差，就是常說的TCC鎖止時(shí)的滑差轉(zhuǎn)速（也叫鎖止滑移量）?；钷D(zhuǎn)速過大時(shí)，說明TCC打滑，影響車輛燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)變速器溫度會(huì)升高，導(dǎo)致變速器故障發(fā)生；當(dāng)滑差轉(zhuǎn)速不足時(shí)，會(huì)影響變速器換擋舒適性，這種問題也是最普遍的。

在早期裝有ZF公司5HP-19型5擋自動(dòng)變速器的大眾、奧迪車輛上，TCC鎖止顫抖故障比較普遍，后來在現(xiàn)代、豐田、本田、寶馬、路虎以及捷豹等眾多車型逐漸凸顯，特別是大型SUV車型更為突出。一般來說，TCC鎖止不良帶來的故障現(xiàn)象大多表現(xiàn)為：①像發(fā)動(dòng)機(jī)斷油、斷火一樣的感覺；②輕微聳車；③換擋沖擊等。

在這3種故障現(xiàn)象中，“輕微或中度聳車”比較容易判斷，故障出現(xiàn)時(shí)儀表板上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表指針會(huì)有小幅度的波動(dòng)。但對(duì)于第1種和第3種故障現(xiàn)象來說，在診斷中必須通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流來分析。而且故障規(guī)律告訴我們，一般都是在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較小，TCC鎖止開始階段時(shí)，故障現(xiàn)象最容易出現(xiàn)；在大負(fù)荷及TCC完全接合時(shí)，故障表現(xiàn)并不明顯。所以我們在監(jiān)控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，較為明顯的故障現(xiàn)象是可以通過數(shù)據(jù)的變化和計(jì)算來對(duì)故障范圍定性的。

如圖2所示，左側(cè)欄為TCC電磁閥工作電流值（單位/A），右側(cè)欄為TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速。該圖顯示TCC電磁閥的驅(qū)動(dòng)電流剛剛開始，電流值并不高，TCC開始接合。在正常工作狀態(tài)，TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速會(huì)逐漸有規(guī)律減小，一直到0。所以右側(cè)欄數(shù)據(jù)變化規(guī)律如果為192——96——64——32——0，車輛將非常舒適，不會(huì)有任何不良感覺。但如果出現(xiàn)鎖止不良，那么滑差轉(zhuǎn)速的波動(dòng)就不正常，右側(cè)欄的數(shù)據(jù)就可能表現(xiàn)為192——64、192——32、64——0甚至192——0，此時(shí)一定是有類似發(fā)動(dòng)機(jī)斷油、斷火的感覺。由于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)變化較快，診斷中很難直接抓住錯(cuò)誤信息，所以需要通過診斷設(shè)備的特殊功能進(jìn)行采集。

為便于分析，把采集的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成波形，如圖3所示，縱坐標(biāo)代表TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速信息，橫坐標(biāo)代表TCC電磁閥的工作時(shí)間，黃色曲線則表示了TCC鎖止時(shí)滑差轉(zhuǎn)速的變化。一般來說，當(dāng)滑差轉(zhuǎn)速低于50 r/min時(shí)，幾乎感覺不到車輛的異常；但超過100 r/min時(shí)，故障現(xiàn)象一定會(huì)體現(xiàn)出來。圖3中的最大滑差轉(zhuǎn)速值為192 r/min，而且該車的故障現(xiàn)象表現(xiàn)得并不是特別明顯。

此時(shí)有人會(huì)問：滑差轉(zhuǎn)速由大到小變化時(shí)，為什么中間出現(xiàn)的差值越大，故障現(xiàn)象就會(huì)越明顯呢？這是因?yàn)樽兯倨鲹Q擋時(shí)，泵輪和渦輪存在一定的轉(zhuǎn)速差，當(dāng)TCC鎖止讓泵輪和渦輪達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，低轉(zhuǎn)速的渦輪一定會(huì)給高轉(zhuǎn)速的泵輪施加一個(gè)反作用力，而這個(gè)反作用力的大小就取決于泵輪和渦輪之間的轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)速差越大則反作用力就會(huì)越大，車輛舒適感也就越差。因此，TCC鎖止時(shí)一定是讓泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速差逐漸縮小，最后達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速差為零。

由此可知，TCC鎖止不良多數(shù)由TCC摩擦片表面摩擦系數(shù)變化所導(dǎo)致，所以只要修理或更換變矩器就可以了（特殊情況也會(huì)有其他故障原因）。當(dāng)故障被排除后，首先是故障現(xiàn)象消失，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)肯定也會(huì)發(fā)生變化。上述故障車輛在維修后試車，車輛表現(xiàn)極其舒適，類似于斷油、斷火的感覺消失了。查看動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速變化極其平穩(wěn)，沒有大的波動(dòng)，因此也就沒有故障現(xiàn)象的出現(xiàn)（圖4）。將圖4中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成波形（圖5），滑差轉(zhuǎn)速只有32和64的信息。因此滑差轉(zhuǎn)速在沒有超過100 r/min的前提下，車輛表現(xiàn)自然很好。

當(dāng)車輛出現(xiàn)嚴(yán)重的TCC鎖止不良時(shí)，其表現(xiàn)的故障現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，如嚴(yán)重聳車、換擋沖擊（降擋表現(xiàn)得多一些）或變速器高溫，此時(shí)可以直接從動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)上分析故障原因。

圖4 維修后的TCC工作時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

圖5 維修后的TCC工作時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)波形

圖6 TCC鎖止不良故障嚴(yán)重時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

如圖6所示，TCC電磁閥的驅(qū)動(dòng)電流快達(dá)到0.500 A，而TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速依然很高。特別是制動(dòng)降擋時(shí)，變速器控制單元調(diào)節(jié)瞬間還出現(xiàn)完全中斷TCC電磁閥驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)象，即圖6中TCC工作電流為0.048 A時(shí)，TCC處于完全液壓狀態(tài)（Open），此時(shí)TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速為704 r/min。

圖7 TCC鎖止不良故障嚴(yán)重時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)波形

如此大的滑差轉(zhuǎn)速，車輛的換擋一定極其不舒服。當(dāng)然圖中其他信息也不正常，那就是TCC電磁閥驅(qū)動(dòng)電流和TCC鎖止滑差轉(zhuǎn)速之間不匹配。正常情況下,即便TCC電磁閥的驅(qū)動(dòng)電流沒有達(dá)到最大，在0.400～0.500 A時(shí)，TCC也應(yīng)達(dá)到完全鎖止?fàn)顟B(tài)，而不能出現(xiàn)過大的滑差轉(zhuǎn)速。把該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成波形時(shí)，就更明顯了（圖7）。

針對(duì)其他車型的TCC故障診斷，如果沒有像大眾、奧迪專用診斷設(shè)備那樣的特殊功能時(shí)，可以利用示波器采集數(shù)據(jù)波形，來分析并確定故障原因。

現(xiàn)如今多擋位自動(dòng)變速器TCC鎖止控制不良的故障越來越多，科學(xué)的診斷方法及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析對(duì)排除此類故障起到了至關(guān)重要的作用。掌握新型自動(dòng)變速器的工作原理及控制策略，是每一位維修技術(shù)人員都要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，中醫(yī)診斷法（經(jīng)驗(yàn)分析法）和西醫(yī)診斷法（數(shù)據(jù)分析法）能夠讓排除故障事半功倍。另外，自動(dòng)變速器傳動(dòng)液（ATF）長時(shí)間的老化，是TCC鎖止不良故障最主要的根源，如果新型自動(dòng)變速器的日常動(dòng)態(tài)保養(yǎng)做得很好，則TCC鎖止不良故障就可能來得更晚一些。