自動(dòng)變速器離合器故障診斷與故障處理策略研究淺析

王惠，丁麟，方立輝，夏洪彬，劉憲軍

自動(dòng)變速器離合器故障診斷與故障處理策略研究淺析

王惠，丁麟，方立輝，夏洪彬，劉憲軍

（哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章分析了自動(dòng)變速器離合器故障診斷方法，以及確認(rèn)離合器故障后的跛行控制方式。離合器是自動(dòng)變速器重要元件，離合器故障會(huì)導(dǎo)致變速器無法正常換擋控制，為保證汽車的安全行駛，保證車輛在不停車條件下仍然能夠跛行回家，進(jìn)行離合器故障診斷以及故障處理。

自動(dòng)變速器；故障診斷；故障處理

1 引言

目前，隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，車輛功能越來越多元化，顧客對(duì)車輛的功能性，駕駛舒適性，燃油經(jīng)濟(jì)性以及駕駛安全性越來越重視，尤其是汽車的駕駛安全一致受到廣泛關(guān)注。

當(dāng)自動(dòng)變速器內(nèi)部電子傳感器或執(zhí)行器出現(xiàn)故障導(dǎo)致無法正常換擋時(shí)，在保護(hù)變速器及車輛不受損害的前提下，車輛在不停車條件下繼續(xù)行駛，跛行回家。汽車跛行模式，是指當(dāng)汽車的元件出現(xiàn)故障時(shí)，控制單元自動(dòng)啟用后備控制回路對(duì)車輛進(jìn)行簡單控制，使汽車可以開回家或是到附近的汽修廠進(jìn)行修理，這樣的功能就是故障運(yùn)行[1]。自動(dòng)變速器有各種電子傳感器，和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，假如有一個(gè)傳感器或執(zhí)行元件損壞，電腦的判斷就會(huì)有誤，為此設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的程序，也就是跛行回家模式。當(dāng)電腦發(fā)現(xiàn)某一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)不正常，一方面故障燈報(bào)警，一方面用一個(gè)常數(shù)代替?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，但性能稍差。

離合器是自動(dòng)變速器液壓自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)的重要組成元件，本文將介紹離合器的故障診斷策略以及故障處理方法。

2 背景

以基于拉維納行星齒輪機(jī)構(gòu)的六速自動(dòng)變速器為例。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖1所示。

圖1 某六速自動(dòng)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡圖

自動(dòng)變速器控制單元（簡稱TCU），通過自動(dòng)變速器上安裝的各種傳感器獲取輸入軸轉(zhuǎn)速、輸出軸轉(zhuǎn)速、ATF油溫度等信息，由CAN通訊獲取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、油門踏板開度、水溫以及車速、ESP等信息，經(jīng)過TCU內(nèi)部邏輯運(yùn)算，識(shí)別駕駛員實(shí)際駕駛意圖，確定自動(dòng)變速器換擋控制需求，再通過TCU輸出端口，輸出相應(yīng)的控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制相應(yīng)電磁閥動(dòng)作，打開對(duì)應(yīng)擋位離合器油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋功能。

如圖1，各擋位離合器工作元件組合參照表1。

表1 各擋位工作元件組合列表

該自動(dòng)變速器，車輛行進(jìn)中，各擋位控制2個(gè)離合器結(jié)合，正常輸出。若只有一個(gè)元件結(jié)合，或多于2個(gè)元件結(jié)合時(shí)，變速器故障，輸出異常。

3 控制方案

正常行駛車輛時(shí)，若發(fā)生擋位離合器油壓不足，或離合器摩擦片損壞，或者有第三個(gè)元件異常結(jié)合時(shí)，通過速比異常確定故障，離合器的故障診斷以及故障處理的方式如圖2所示。

圖2 故障診斷以及故障處理的方式

離合器故障是通過速比異常確認(rèn)的。診斷方式：通過實(shí)時(shí)采集的輸入軸轉(zhuǎn)速除以輸出軸轉(zhuǎn)速計(jì)算當(dāng)前實(shí)際速比，與理論速比對(duì)比，當(dāng)差值大于一定比例時(shí)，一段時(shí)間后確認(rèn)離合器故障，點(diǎn)亮故障。

確認(rèn)速比故障后，判斷是否是起步擋位，具體故障處理如圖3所示。

圖3 速比故障處理的方式

起步擋位時(shí)，TCU計(jì)算需求擋位切換到不使用起步離合器而使用超速離合器的最低擋位起步，如果該擋可用，確認(rèn)起步離合器完全損壞后則使用該擋行駛；如果不使用起步離合器而使用超速離合器的最低擋位起步不可用，則無其他可用擋位，隨后進(jìn)入空擋。非起步擋位時(shí)，通過換擋到相鄰擋位，診斷新?lián)跷坏乃俦绕畲_認(rèn)新?lián)跷皇欠裾?，若擋位正常，則確定換擋釋放的離合器故障，若擋位不正常，則確定換擋常結(jié)合離合器故障，此時(shí)，不考慮雙重離合器故障，確認(rèn)故障離合器后根據(jù)完好離合器情況組合出一個(gè)擋位，當(dāng)車速扭矩較低時(shí)切換到最終安全擋位，如果安全擋位速比也不對(duì)，即沒有可用擋位，為了保護(hù)變速箱則切換到空擋。

例如，D3擋時(shí)，檢測速比異常，確認(rèn)3擋速比故障。故障后，TCU控制換擋至D4擋，若D4擋速比正常，確認(rèn)是C3離合器故障，擋位保持D4擋，車速降低后，換至D2擋，無C3離合器參與；若D4擋速比也異常，初步認(rèn)為C1離合器故障，則需要繼續(xù)換擋到非C1結(jié)合的最低擋位D5擋，若D5擋速比正常，確認(rèn)是C1離合器故障，車輛保持D5擋行駛；若D5擋速比仍然異常，確認(rèn)當(dāng)前無安全擋位，則控制變速器進(jìn)入電控空擋。

4 結(jié)束語

本文基于擋位離合器或電磁閥或油路堵塞原因?qū)е碌乃俦犬惓９收系目刂品椒?，尋找到一個(gè)可用的擋位保證車輛行駛到安全位置，而當(dāng)沒有這樣的擋位可用時(shí)，切換N擋保護(hù)變速器內(nèi)部離合器等部件不受損壞。本控制方法可以有效，及時(shí)地診斷出故障，通過尋找安全擋位，能夠快速、準(zhǔn)確的鎖定故障元器件，減少故障排查時(shí)間。同時(shí)，進(jìn)行安全擋位處理，避免加劇自動(dòng)變速器的零部件的損壞，便于后續(xù)的車輛維修。

[1] 許順國,吳東風(fēng).正確理解汽車自診斷系統(tǒng)[J].吉林交通科技,2014 (2):30-34.

Analysis of Coastdown Control for Automatic Transmission with One-way Clutch

Wang Hui, Ding Lin, Fang Lihui, Xia Hongbin, Liu Xianjun

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

This paper analyzes the automatic transmission clutch fault diagnosis method and the limp control method after confirming the clutch fault. The clutch is an important component of an automatic transmission. A clutch failure will cause the transmission to fail to control gear shifting. To ensure the safe driving of the car and to ensure that the vehicle can still limp home without stopping the vehicle, diagnose and troubleshoot the clutch.

Automatic transmission; Fault diagnosis; Limp control

A

1671-7988(2020)24-83-02

U262.31+1

A

1671-7988(2020)24-83-02

王惠，女（1989-），工程師，本科，就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，研究方向：自動(dòng)變速器控制策略設(shè)計(jì)開發(fā)。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.028

CLC NO.:U262.31+1