電子控制機械式自動變速器的故障診斷研究

單躍平

摘要：首先對AMT進行了總體的介紹，故障分析是故障診斷的基礎(chǔ)，只有做好故障分析才能進行故障診斷，然后按故障原因及現(xiàn)象介紹了電控自動變速器各個部分的故障，最后討論了汽車故障的處理辦法，為故障的處理提供了一些思路和建議。

關(guān)鍵詞：電子控制機械式；自動變速器；故障診斷

中圖分類號：TP273

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)08-0263-02

汽車故障診斷學是研究汽車故障機理、汽車診斷理論、方法和檢測診斷技術(shù)的一門學科，它包括汽車故障物理、診斷數(shù)學和檢測診斷技術(shù)三方面的內(nèi)容。檢測診斷技術(shù)是診斷理論與方法的一種工程實現(xiàn)。所以可知，汽車故障診斷學是以工程數(shù)學、可靠性理論、信息理論、為基礎(chǔ)；以電子技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)為手段；以汽車故障為主要研究內(nèi)容的一門綜合應(yīng)用學科。以前的故障診斷依賴人工的觀察與感覺，根據(jù)汽車在工作中表現(xiàn)出來的外部異常情況采用邏輯推斷的方法，來診斷故障的類型和部位，這種方法必須依賴維修人員的長期積累的經(jīng)驗和反復觀察，既煩瑣又不準確，常常會出現(xiàn)誤診和延誤?，F(xiàn)代故障診斷是利用各種檢測儀器和設(shè)備獲取汽車的各種數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來判斷汽車的技術(shù)狀況。萬用表、點火正時燈、真空表、油壓表、聲級表、流量計、油耗儀、示波儀、汽缸漏氣量檢測儀、曲軸箱竄氣量檢測儀、氣體分析儀、煙度計、車速傳感器、輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、離合器行程傳感器、擋位信號傳感器等儀器給ECU提供了車的狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)，ECU通過對數(shù)據(jù)的比較、處理、綜合、提取得到故障的部位和原因，并決定應(yīng)對措施。

1電子控制機械式自動變速器(AMT)的原理

目前的自動變速器主要有AT，CVT和AMT三類。其中AT和CVT這兩種變速器的傳動的效率很低，而AMT基本不需改變機械式變速器本體，并且同時具有傳統(tǒng)傳動系結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，工作可靠、價格低廉、重量輕等優(yōu)點。自動變速器能減輕駕駛員疲勞強度，有良好動力性和燃油經(jīng)濟性，低污染等優(yōu)點。所以，自動變速器開始向AMT技術(shù)發(fā)展。AMT是在傳動固定軸式變速器和干式離合器的基礎(chǔ)上，應(yīng)用電子技術(shù)和自動變速理論，以電子控制單元(ECU)為核心，通過執(zhí)行機構(gòu)控制離合器的分離與接合、選換擋操作以及發(fā)動機油門的調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)起步、換擋的自動控制技術(shù)。

2AMT的故障分析

AMT故障大致可分為4個部分：與發(fā)動機有關(guān)故障；與離合器有關(guān)故障；與變速器有關(guān)故障；與ECU有關(guān)故障；與執(zhí)行器有關(guān)故障。

(1)與發(fā)動機有關(guān)的故障。

節(jié)氣門位置傳感器故障：汽車的擋位和車速與節(jié)氣門開度有相對應(yīng)的關(guān)系，當汽車在某一車速和擋位下，節(jié)氣門位置超出所對應(yīng)的范圍即可知節(jié)氣門位置傳感器故障。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器故障：若變速器輸入軸轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速不同且輸入軸轉(zhuǎn)速與車速比符合擋位關(guān)系，可知發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器故障。

節(jié)氣門調(diào)節(jié)機構(gòu)故障：若ECU發(fā)出命令對節(jié)氣門位置進行調(diào)節(jié)，而節(jié)氣門位置傳感器顯示其位置不變或位置調(diào)整的大小與ECU的指令不相應(yīng)，可知節(jié)氣門調(diào)節(jié)機構(gòu)故障。

(2)與變速器有關(guān)的故障。

檔位有前進檔，無倒擋；或有倒擋，無前進檔：如果擋位開關(guān)顯示為倒擋而擋位傳感器顯示不為倒擋，則是執(zhí)行機構(gòu)故障：①汽缸活塞位置不正確，則是汽缸故障；②如果汽缸活塞位置正確，則為連接傳動部分故障。擋位開關(guān)顯示為倒擋，擋位傳感器也顯示為倒擋，則是齒輪或變速器軸或分動器故障。

汽車在行駛過程中，突然回到空擋位置；齒輪或齒套磨損成錐形，錐形的牙齒相互傳遞扭矩會產(chǎn)生軸向力。軸向增大到足以克服自鎖裝置中彈簧彈力時，便使滑動齒輪(或接合套)脫離嚙合而導致脫檔。變速器軸承松曠，殼體變形，使變速器殼上的軸承孔軸線不平行度增大，導致齒輪軸產(chǎn)生傾斜，破壞齒輪的正常嚙合，產(chǎn)生了軸向力。軸承止推彈形環(huán)或齒輪背面的止推墊松動或嚴重磨損，引起軸或齒輪軸向竄動。換檔叉彎曲變形或過度磨損，導致?lián)Q檔叉和接合套上又槽的間隙過大。

(3)與離合器有關(guān)的故障。

離合器分離不清的原因主要有；氣壓或機械操縱系統(tǒng)故障。機械系統(tǒng)磨損過多。分離行程不足。從動盤總成的摩擦片變形。在安裝時變速箱與發(fā)動機的高速不一致，變速箱的異常扭曲(搖動)導致摩擦片變形。半離合使用過度產(chǎn)生熱變形。安裝前施加了異常的外力導致摩擦片變形或壓盤殼變形。壓盤總成傳動片因跌、甩而變形。壓盤總成與飛輪的緊固螺釘松動。六、從動盤正反面裝錯。造成從動盤仍與飛輪有摩擦。

(4)與ECU有關(guān)的故障。

程序跑飛主要原因是干擾所致，因為系統(tǒng)中干擾源較多，雖然采取了一系列的抗干擾措施，但程序跑飛現(xiàn)象偶有發(fā)生。選檔、換檔控制中，程序進入死等待，系統(tǒng)失控的原因是當微機發(fā)出選檔、換檔控制命令后，查詢選檔、換檔是否到位，用光電發(fā)射接收器檢測。有時因機械行程偏差或選換檔不到位，微機檢測不到選、換檔到位的信號代碼而進入死等待，使系統(tǒng)對其他信號概不響應(yīng)，系統(tǒng)失控。

3AMT的故障處理辦法

故障運行和故障保險：汽車正常運行時，電子控制單元ECU的輸入、輸出信號的電壓值都有一定的變化范圍。當某一信號的電壓值超出了這一范圍，并且這一現(xiàn)象在一段時間內(nèi)不會消失，ECU便判斷為這一部分出現(xiàn)故障。當某電路產(chǎn)生了故障后，其信號就不能作為控制參數(shù)而使用。為了維持汽車的運轉(zhuǎn)，ECU便從其程序存儲器(ROM)中，調(diào)出某一固定值，作為應(yīng)急參數(shù)，保證汽車可以繼續(xù)運行。當ECU中的微機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU自動啟用后備控制回路對汽車進行簡單控制，使汽車可以開回家或是到附近的汽修廠進行修理，這樣的功能就是故障運行，又稱“跋行”模式。另一方面。當ECU檢測到某一執(zhí)行器出現(xiàn)故障時，為了安全起見，采取一些安全措施。這種功能叫作故障保險。當傳感器和微機發(fā)生故障時，往往采取故障運行方式。而當執(zhí)行器發(fā)生故障時，往往采取故障保險措施。

執(zhí)行器的故障處理：汽車電子控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是決定發(fā)動機運行和汽車行駛安全的主要器件，當執(zhí)行器發(fā)生故障時，往往會對汽車的行駛造成一定的影響。因此，對于執(zhí)行器故障的處理方法通常是：當確認為執(zhí)行器故障時，由ECU根據(jù)故障的嚴重程度采取相應(yīng)的安全措施的實施，在控制系統(tǒng)中，有故障保險系統(tǒng)，由于ECU對執(zhí)行器進行的是控制操作，控制信號是輸出信號。因此，要想對各執(zhí)行器的工作情況進行診斷，一般要由ECU向執(zhí)行器發(fā)出一個控制信號，執(zhí)行器通過一條專用回路來向ECU反饋其執(zhí)行情況。