自動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

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章分析了自動變速器離合器故障診斷方法，以及確認離合器故障后的跛行控制方式。離合器是自動變速器重要元件，離合器故障會導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，進行離合器故障診斷以及故障處理。

自動變速器；故障診斷；故障處理

1 引言

目前，隨著汽車行業的迅猛發展，車輛功能越來越多元化，顧客對車輛的功能性，駕駛舒適性，燃油經濟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注。

當自動變速器內部電子傳感器或執行器出現故障導致無法正常換擋時，在保護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行駛，跛行回家。汽車跛行模式，是指當汽車的元件出現故障時，控制單元自動啟用后備控制回路對車輛進行簡單控制，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[1]。自動變速器有各種電子傳感器，和執行機構，假如有一個傳感器或執行元件損壞，電腦的判斷就會有誤，為此設計者設計一個特殊的程序，也就是跛行回家模式。當電腦發現某一個傳感器數據不正常，一方面故障燈報警，一方面用一個常數代替傳感器數據，但性能稍差。

離合器是自動變速器液壓自動換擋控制系統的重要組成元件，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構的六速自動變速器為例。其傳動機構如圖1所示。

圖1 某六速自動變速器傳動機構簡圖

自動變速器控制單元（簡稱TCU），通過自動變速器上安裝的各種傳感器獲取輸入軸轉速、輸出軸轉速、ATF油溫度等信息，由CAN通訊獲取發動機轉速、扭矩、油門踏板開度、水溫以及車速、ESP等信息，經過TCU內部邏輯運算，識別駕駛員實際駕駛意圖，確定自動變速器換擋控制需求，再通過TCU輸出端口，輸出相應的控制指令給執行機構，控制相應電磁閥動作，打開對應擋位離合器油路，實現自動換擋功能。

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

該自動變速器，車輛行進中，各擋位控制2個離合器結合，正常輸出。若只有一個元件結合，或多于2個元件結合時，變速器故障，輸出異常。

3 控制方案

正常行駛車輛時，若發生擋位離合器油壓不足，或離合器摩擦片損壞，或者有第三個元件異常結合時，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的。診斷方式：通過實時采集的輸入軸轉速除以輸出軸轉速計算當前實際速比，與理論速比對比，當差值大于一定比例時，一段時間后確認離合器故障，點亮故障。

確認速比故障后，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，TCU計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，隨后進入空擋。非起步擋位時，通過換擋到相鄰擋位，診斷新擋位的速比偏差確認新擋位是否正常，若擋位正常，則確定換擋釋放的離合器故障，若擋位不正常，則確定換擋常結合離合器故障，此時，不考慮雙重離合器故障，確認故障離合器后根據完好離合器情況組合出一個擋位，當車速扭矩較低時切換到最終安全擋位，如果安全擋位速比也不對，即沒有可用擋位，為了保護變速箱則切換到空擋。

例如，D3擋時，檢測速比異常，確認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，初步認為C1離合器故障，則需要繼續換擋到非C1結合的最低擋位D5擋，若D5擋速比正常，確認是C1離合器故障，車輛保持D5擋行駛；若D5擋速比仍然異常，確認當前無安全擋位，則控制變速器進入電控空擋。

4 結束語

本文基于擋位離合器或電磁閥或油路堵塞原因導致的速比異常故障的控制方法，尋找到一個可用的擋位保證車輛行駛到安全位置，而當沒有這樣的擋位可用時，切換N擋保護變速器內部離合器等部件不受損壞。本控制方法可以有效，及時地診斷出故障，通過尋找安全擋位，能夠快速、準確的鎖定故障元器件，減少故障排查時間。同時，進行安全擋位處理，避免加劇自動變速器的零部件的損壞，便于后續的車輛維修。

[1] 許順國,吳東風.正確理解汽車自診斷系統[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動機制造有限公司技術中心，研究方向：自動變速器控制策略設計開發。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.028

CLC NO.:U262.31+1