電子控制自動變速器的檢測與維修

黃景鵬 嚴朝勇 黃丹

摘要：針對本文中自動變速器故障現象，通過對電子控制自動變速器的結構、工作原理及工作過程進行分析，找到其故障產生的原因，并利用維修手冊去解決其故障。

關鍵詞：汽車電控自動變速器故障檢修

目前，電控自動變速器在汽車上的應用越來越廣泛，與全液壓控制自動變速器相比，電控自動變速器是在全液壓控制自動變速器的基礎上增加了一套電子控制系統。因此，在進行電控自動變速器的維修過程中，既要有全液壓自動變速器的基礎，也要具備電子控制方面的知識，才能有效地檢修電子控制自動變速器。

1 故障現象

一輛豐田大霸王裝備了A46DE電控自動變速器，故障現象是自動變速器無超速檔（第一故障），且從低速向中速過度的過程中，出現了行車無力和手動變速器脫檔那樣的故障，在爬坡時尤為明顯。由低速向中速轉變較為困難，而過渡到中速之后又回復正常，高速也正常（第二故障）。但故障檢測燈“O/D OFF”不亮，無故障碼。

2 電控自動變速器的結構原理介紹

豐田大霸王電控自動變速器有四個前進檔，主要由液力變矩器、離合器、制動器、行星齒輪裝置、液壓控制系統和電子控制系統組成。其中，液力變扭器是自動變速器最具特點的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，它直接輸入發動機動力，并傳遞扭矩，同時具有離合作用。由于液力變矩器自動變速變矩范圍不夠大，因此在渦輪后面再串聯幾排行星齒輪來提高效率，液壓操縱系統會隨發動機工作的變化而自行操縱行星齒輪，從而實現自動變速變矩。輔助機構自動換檔不能滿足行駛上的多種需要，例如停車、后退等，所以還設有干預裝置(即手動撥桿)，標志P(停車檔)、R(倒檔)、N(空檔)、D(前進檔)，另在前進位中還設有“2”和“1”的附加檔位，用以起步或上斜坡之用。由于將其變速區域分成若干個變速比區段，只有在規定的變速區段內才是無級的，因此自動變速器實際上是一種介于有級和無級之間的自動變速器。其行星齒輪裝置如圖1所示，部件構造如圖2所示，各檔位元件動作如表1所示。

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電子控制系統主要由檢測發動機和汽車工作狀態的各種傳感器，控制換檔和鎖止的三個電磁閥以及發動機和變速器ECU組成。電子控制系統除了控制變速器的換檔和變矩器的鎖止外，還具有自我診斷功能和備用功能。

液壓控制系統包括油泵、閥體、電磁閥、儲能減震器、離合器、制動器以及連接所有這些部件的液壓油道組成。以油泵建立的液壓為基礎，液壓控制系統根據車輛行駛條件，調節變矩器、制動器和離合器的液壓，在A46DE自動變速箱的閥體上安裝了3個電磁閥。1號和2號電磁閥按來自ECU的信號接通或斷開，操縱換檔閥，從而改變換檔位置，3號電磁閥按來自ECU的信號接合或脫開變矩器的鎖止離合器，如圖3所示。而當電子控制系統監測到相應的錯誤的信號傳輸時，就會記錄故障碼，同時點亮故障指示燈，而此時，自動變速箱進入失效保護模式。

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A46DE型自動變速器有非常準確地控制換檔和鎖止時機，它是由布置在整個車身上的各種傳感器感知車輛的行駛狀況以及發動機的運轉情況進行控制的，同時，電子控制系統還裝備有診斷系統，用來檢測電子控制元件的故障，并向駕駛員發出警告，失效保護系統隨之啟動使得車輛在出現故障時可以繼續行駛。電控系統的組成如圖4所示，電子控制系統廣義上由三部分組成:傳感器、ECU和執行器。

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3 電控自動變速器初步檢查

①油面和油質檢查正常。油面高度正常，但油液已變臟變黑，且有一股燒焦的味道，估計是變速器摩擦片和離合器片燒損。

②油門拉索檢查。發動機熄滅后，節氣門處于合閉位置，將油門踩到底，節氣門全開，拉索的索蕊不松弛，索套端和索蕊上的限位之間距離為0.6mm，在0至1mm的標準內。如圖5所示。

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③檔位開關檢查和調整。檢查發動機是否僅能在選檔桿位于N或P位時起動，在其它檔位不能起動。松開空檔起動開關螺栓，將換檔桿置于N檔，然后將槽口對準基準線，定位位置并扭緊螺栓。如圖6所示。

④換檔桿位置。拆下換檔桿與變速器手動閥搖臂之間的連接桿，將換檔桿拔至空檔位置，手動閥向后拔至極限位置（P檔位），然后退回兩格，使手動閥搖臂處于空檔位置，稍用力將換檔桿靠向R桿方向，然后連接并固定換檔桿與手動閥搖臂。如圖7所示。

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⑤發動機怠速檢查。起動發動機，利用檢測儀，檢測到發動機怠速轉速為690rpm，在標準范圍內。

⑥接著進行故障代碼檢查。該車電控自動變速器具有自我診斷功能，若存在故障，ECU可檢測測出來，并以代碼形式儲存起來，在維修時可把這些代碼輸出。短接檢查連接器的TE1和E1端子，可把故障代碼從組合儀表上的“O/D OFF”燈上顯示出來。如圖8所示。經檢查，該車代碼正常。

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⑦電控自動變速器進行油壓試驗。怠速時測得D檔位管路壓力為400kpa，R檔位管路壓力為520kpa；失速時D檔為1100kpa，R檔為1400kpa。管路壓力在允許范圍內，如表2所示：

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最后進行電控系統的檢查，并進行了失速試驗，時滯試驗和液壓試驗，均未發現問題。

4 故障的診斷和排除

初步檢查之后，決定對變速器進行大修。在更換了離合器片，部分離合器盤（鋼片）和密封圈、墊等零件，重新組裝之后，進行路試時發現，第一故障已排除，但第二故障仍然存在。對此故障，班組進行了多次的拆檢，均未發現問題，故障無法排除，成為了維修難題。

對于該車故障，已拆檢了多次，但仍未找出原因，因此，必須進行系統的故障分析。結合該車型自動變速器的結構原理及維修手冊，進行了細致的故障診斷檢查。

再次確認了油液的品質和油量正常、油門拉索正常、換檔桿位置正常、檔位開關正常、發動機怠速正常、油壓正常、自動變速器無故障代碼。然后進行手動換檔試驗，以確定故障原因是在機械部分還是電氣部分。對于電控自動變速器換檔是ECU根據各相關傳感器所輸入的信號來控制一號、二號電磁閥的動作來實現的。若不進行電控，或是一號、二號電磁閥有故障，則變速器仍能通過換檔桿以手動方式實現有限的換檔，這稱之為手動換檔。電控自動變速器換檔桿位置相應的檔位對應關系如表3所示。經檢查該車的手動換檔也正常。

在確信了電控系統工作正常之后，把注意力集中到機械部分。終于發現在手動換檔試驗中一、三、四檔都正常，唯獨未能確認二檔是否也正常。因此在手動換檔試驗后，還不能下結論說變速器的機械部分沒有問題。于是單獨進行二檔的試驗。要使變速器在二檔工作，只要撇開ECU，對一、二號電磁閥同時施加12V的電壓即可。這一試驗果然發現了問題，汽車在二檔行駛時無力，無法上坡，無法急加速，而其它檔位一切正常，故障終于得到準確的確認。那就是變速器的二檔有故障，這與前述故障現象相吻合。接下來就是要確認故障元件。從表1中可見二檔時超速離合器C0，前離合器C1，二號制動器B2和超速檔單向離合器，一號單向離合器F1動作。電控系統的一、二號電磁閥也通電打開。二檔有故障，故障部位不是上述元件，由于變速器其它檔位也需用到C0，C1，B2和F0以及兩個電磁閥，應不會有問題，唯獨F1只在二檔時起作用，其它檔位不動作，據此，可初步斷定F1出了問題。對照豐田大霸王電控自動變速器有四個前進檔，主要由液力變矩器、離合器、制動器、行星齒輪裝置、液壓控制系統和電子控制系統的部件構造。對單向離合器的檢查只限于“用手握住外座圈，另一只手轉動內座圈，若一個方向能轉動，另一個方向鎖死，則為正常。”但事實上，這樣只限于單向離合器磨損非常嚴重時才有用，而用手檢查時，力度非常有限，不至于使單向離合器打滑。把變速器解體發現F1的楔塊和內、外座圈均有不同程度的磨損。更換F1后，故障排除，汽車恢復正常。

5 結束語

電控自動變速器具有工作平順，換檔精確，可靠性好，故障率低等優點。若保養得當，很少會出現故障，若有故障，均較多出現在以下三方面：變速器油選用不當或長期不更換變速器油而導致其失效，從而造成自動變速器損壞；變速器內離合器或制動器的離合器片（或制動帶）磨損；由于電控自動變速器結構精確復雜，另因拆裝時的疏忽大意而造成錯裝，從而造成變速器故障。

因此，變速器的維修也大多集中在這三個方面，而象行星齒輪組，單向離合器等機械零件的損壞較為罕見。因此，對于汽車的維修，尤其是那些技術含量較高的新裝置，我們必須在充分理解的基礎上用知識，用理論，用頭腦，用經驗去思考問題，解決問題。

參考文獻：

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[2]陳文華，夏令偉等.汽車自動變速器構造與檢修[M].同濟大學出版社，2010.

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[4]豐田汽車公司.PREVIA底盤和車身修理手冊.

[5]豐田汽車公司.電控自動變速器A46DE維修手冊.

作者簡介：

黃景鵬（1981-），廣東潮州人，助理工程師，本科，研究方向：車輛工程。