如何利用“西医诊断法”判断TCC工作状态

文：薛庆文

如何利用“西医诊断法”判断TCC工作状态

文：薛庆文

TCC锁止不良

不少同行都有这样的疑问：为什么如今自动变速器的技术越来越“智能”，反而问题越来越多了，特别是换挡品质故障更为突出呢？

究其原因，主要是当前新型多挡位（6挡以上）自动变速器（AT）在设计匹配中，主要考虑“安全”、“环保”和“舒适”3个方面。也就是说，在确保行车安全基础上，让车辆更环保、更节油，同时也更舒适。那么如何做到这一点呢？为了确保发动机输出功率尽量不受过多损失，让车辆行驶更加舒适，那么在动力传动系统（液力变矩器）中，需要依靠硬件和软来保障。

硬件方面，将变矩器锁止离合器（TCC）的锁止油路设计得更加细腻柔和，确保发动机与变速器之间动力传递时，由液压控制到机械控制的平顺性，以提高舒适性。也就是TCC的锁止油路不再是传统型的开关油路和占空比油路，取而代之的则是EDS线性油路。

软件方面,则设法让TCC在低速挡位提前工作。而传统的4挡变速器只能在4挡或超速挡以后，且在所有条件满足时，TCC才开始工作。过去的4挡变速器中，1、2和3挡都属于液压挡，只有4挡才是机械挡，而且TCC的锁止和解锁都是开关式油路控制，因此变矩器本身故障及变矩器带来的换挡品质问题就会少很多，变矩器使用寿命也都比较长。

图1 自动变速器的3个关键转速信息

现在新型多挡位变速器中，在低速挡位就允许TCC提前工作（节油环保），而且油路设计又是线性控制（换挡舒适性提高）。最为关键的是，在每一个换挡点上，TCC必须还要尽可能处于解锁状态（当然不是完全解锁），所以在线性油路控制当中就出现了不锁止（H——液压连接）、半锁止（S——半机械半液压式连接）和锁止（M——刚性连接）3种工作状态。由于经常出现半锁止控制，TCC锁止控制频率就高， TCC的寿命就会变短，导致换挡品质故障的频率上升。

在《汽车与驾驶维修》杂志2016年第4期中，笔者介绍了通过中医诊断法（试车经验法）判断TCC工作状态，这里再介绍一种“西医诊断法”，也就是通过动态数据分析法来判断新型自动变速器TCC的工作状态。

图2 大众、奥迪5HP-19型5挡变速器TCC锁止不良时的动态数据

图3 故障车辆TCC工作时动态数据波形

对于TCC来说，有几个非常关键的数据：发动机转速（变矩器泵轮转速）、变速器输入轴转速（变矩器涡轮转速ISS）、输出轴转速（车速信息VSS）、TCC电磁阀驱动指令信息、变速器温度信息、挡位信息、换挡杆位置信息和制动灯信息等。当出现TCC锁止不良故障时，发动机转速、输入轴转速以及TCC电磁阀驱动指令信息等就相当重要了（图1）。特别是发动机转速与输入轴转速之间的变化，是当前判断TCC故障最关键的核心信息。因为发动机转速与变速器输入轴转速之差，即变矩器泵轮与涡轮的转速差，就是常说的TCC锁止时的滑差转速（也叫锁止滑移量）。滑差转速过大时，说明TCC打滑，影响车辆燃油经济性，同时变速器温度会升高，导致变速器故障发生；当滑差转速不足时，会影响变速器换挡舒适性，这种问题也是最普遍的。

在早期装有ZF公司5HP-19型5挡自动变速器的大众、奥迪车辆上，TCC锁止颤抖故障比较普遍，后来在现代、丰田、本田、宝马、路虎以及捷豹等众多车型逐渐凸显，特别是大型SUV车型更为突出。一般来说，TCC锁止不良带来的故障现象大多表现为：①像发动机断油、断火一样的感觉；②轻微耸车；③换挡冲击等。

在这3种故障现象中，“轻微或中度耸车”比较容易判断，故障出现时仪表板上的发动机转速表指针会有小幅度的波动。但对于第1种和第3种故障现象来说，在诊断中必须通过动态数据流来分析。而且故障规律告诉我们，一般都是在发动机负荷较小，TCC锁止开始阶段时，故障现象最容易出现；在大负荷及TCC完全接合时，故障表现并不明显。所以我们在监控动态数据时，较为明显的故障现象是可以通过数据的变化和计算来对故障范围定性的。

如图2所示，左侧栏为TCC电磁阀工作电流值（单位/A），右侧栏为TCC锁止滑差转速。该图显示TCC电磁阀的驱动电流刚刚开始，电流值并不高，TCC开始接合。在正常工作状态，TCC锁止滑差转速会逐渐有规律减小，一直到0。所以右侧栏数据变化规律如果为192——96——64——32——0，车辆将非常舒适，不会有任何不良感觉。但如果出现锁止不良，那么滑差转速的波动就不正常，右侧栏的数据就可能表现为192——64、192——32、64——0甚至192——0，此时一定是有类似发动机断油、断火的感觉。由于动态数据变化较快，诊断中很难直接抓住错误信息，所以需要通过诊断设备的特殊功能进行采集。

为便于分析，把采集的动态数据转换成波形，如图3所示，纵坐标代表TCC锁止滑差转速信息，横坐标代表TCC电磁阀的工作时间，黄色曲线则表示了TCC锁止时滑差转速的变化。一般来说，当滑差转速低于50 r/min时，几乎感觉不到车辆的异常；但超过100 r/min时，故障现象一定会体现出来。图3中的最大滑差转速值为192 r/min，而且该车的故障现象表现得并不是特别明显。

此时有人会问：滑差转速由大到小变化时，为什么中间出现的差值越大，故障现象就会越明显呢？这是因为变速器换挡时，泵轮和涡轮存在一定的转速差，当TCC锁止让泵轮和涡轮达到同步转速时，低转速的涡轮一定会给高转速的泵轮施加一个反作用力，而这个反作用力的大小就取决于泵轮和涡轮之间的转速差。转速差越大则反作用力就会越大，车辆舒适感也就越差。因此，TCC锁止时一定是让泵轮和涡轮转速差逐渐缩小，最后达到同步转速，转速差为零。

由此可知，TCC锁止不良多数由TCC摩擦片表面摩擦系数变化所导致，所以只要修理或更换变矩器就可以了（特殊情况也会有其他故障原因）。当故障被排除后，首先是故障现象消失，动态数据肯定也会发生变化。上述故障车辆在维修后试车，车辆表现极其舒适，类似于断油、断火的感觉消失了。查看动态数据时，TCC锁止滑差转速变化极其平稳，没有大的波动，因此也就没有故障现象的出现（图4）。将图4中的数据转换成波形（图5），滑差转速只有32和64的信息。因此滑差转速在没有超过100 r/min的前提下，车辆表现自然很好。

当车辆出现严重的TCC锁止不良时，其表现的故障现象也比较严重，如严重耸车、换挡冲击（降挡表现得多一些）或变速器高温，此时可以直接从动态数据上分析故障原因。

图4 维修后的TCC工作时的动态数据

图5 维修后的TCC工作时动态数据波形

图6 TCC锁止不良故障严重时的动态数据

如图6所示，TCC电磁阀的驱动电流快达到0.500 A，而TCC锁止滑差转速依然很高。特别是制动降挡时，变速器控制单元调节瞬间还出现完全中断TCC电磁阀驱动的现象，即图6中TCC工作电流为0.048 A时，TCC处于完全液压状态（Open），此时TCC锁止滑差转速为704 r/min。

图7 TCC锁止不良故障严重时的动态数据波形

如此大的滑差转速，车辆的换挡一定极其不舒服。当然图中其他信息也不正常，那就是TCC电磁阀驱动电流和TCC锁止滑差转速之间不匹配。正常情况下,即便TCC电磁阀的驱动电流没有达到最大，在0.400～0.500 A时，TCC也应达到完全锁止状态，而不能出现过大的滑差转速。把该动态数据转换成波形时，就更明显了（图7）。

针对其他车型的TCC故障诊断，如果没有像大众、奥迪专用诊断设备那样的特殊功能时，可以利用示波器采集数据波形，来分析并确定故障原因。

现如今多挡位自动变速器TCC锁止控制不良的故障越来越多，科学的诊断方法及动态数据分析对排除此类故障起到了至关重要的作用。掌握新型自动变速器的工作原理及控制策略，是每一位维修技术人员都要学习的内容，中医诊断法（经验分析法）和西医诊断法（数据分析法）能够让排除故障事半功倍。另外，自动变速器传动液（ATF）长时间的老化，是TCC锁止不良故障最主要的根源，如果新型自动变速器的日常动态保养做得很好，则TCC锁止不良故障就可能来得更晚一些。