自动变速器故障应急处理措施

◆文/北京 薛庆文

薛庆文 (本刊编委会委员)

北京陆兵汽车技术服务有限公司培训讲师、北京清华大学国家骨干教师培训基地专家讲师、北京理工大学客座教授、全国汽车维修专项技能认证技术支持中心培训讲师及命题专家、国家质检总局汽车产品缺陷管理中心特聘专家、中国汽车维修技术总监俱乐部发起人、北京天元陆兵汽车科技有限公司总工程师、马来西亚汽车公会特聘讲师、2016年汽车自动变速箱智能养护大赛总策划兼总裁判长。

目前新型自动变速器在控制技术上的研究与设计越来越智能化，当变速器电脑一旦预测或监测到机械、液压、电控系统及网络系统出现故障，相应的备用程序就会立即被激活，此时变速器便进入了不同的故障运行模式(图1)，同时驾驶员会通过仪表上或中央显示屏的故障提醒信息来获得变速器系统已经存在问题的内容，以及实际运行情况下的非正常表现现象，从而使变速器进入一种故障行驶模式，紧接着驾驶员会到相应的维修站进行故障诊断与维修。本篇文章以“自动变速器故障应急处理措施”为主题，分别从不同角度和目的来进行描述。

图1 自动变速器进入故障远行模式

一、自动变速器故障应急模式的定义和目的

自动变速器的控制系统为何要具备故障应急模式的功能，从整车来讲，安全在任何时候都是首位，既要保证行车安全也要对各系统的关键部件实施安全保护，因此对于车辆行驶系统中的自动变速器来说，就一定要具备这样的功能。所以在进行自动变速器电脑内部编程时(车辆出厂前)，考虑对车辆的行车安全和部件安全的保护所设定的一种策略，就是所谓的自动变速器紧急故障运行模式,也叫安全运行模式、安全回家模式等。可以这样理解，在正常使用中，当变速器电脑通过接收其认为的错误信息后所启动的一种备用控制模式(其实早就编好了的程序)。当然在新型自动变速器强大的信息监控下，无论是机械、液压、电控系统包括共网关的网络系统出现故障，电脑都是通过不同信号来确定故障类型和划分故障类别，并以此确定是否执行相应的应急方案(完全取决于厂家的设计要求)。

二、自动变速器应急模式的故障类别划分

从目前掌握的信息来说，几乎所有自动变速器(AT、CVT、DCT、AMT、EVT等)均有这一故障应急功能。首先，当这一功能条件被激活时，自动变速器的绝大部分功能及部分功能将处于失效状态；其次，个别情况下发动机及其它系统也会受到连带限制；另外就是一旦故障运行模式被实施，那么大部分车型都是可以通过文字、光显或声显用来提醒驾驶员，以免造成行车安全无法保障或变速器相关部件无法得到保护的情况。

当然自动变速器电脑通过不同的故障信息，也会对故障类型或故障级别进行细分，绝大部分车型会以轻微型故障、中度型故障以及严重型故障来进行划分并编程。比如说轻微类故障进入保护模式后有的可自动解除，例如，早期北京现代车型搭载型号为F4A42或F5A51的变速器，当电脑通过油温传感器获得较低温度的信息时，其故障存储器内不一定会记录跟ATF温度有关的故障代码，但电脑却执行了故障运行模式。具体来说变速器会以2挡起步且以2挡来行驶，当发动机冷却液温度达到80℃时，此模式就会立即被解除，变速器换挡恢复正常。当然不同车型在设置轻微类型故障级别时也是不一样的，比如说通用系列的，当主油压系统的自适应匹配达到极限时(软件与硬件之间的匹配达到上限沿或下限沿时，故障码设置条件就会被激活)，变速器电脑在记录相应的故障代码的同时也会激活并启动相应的故障运行模式，此时变速器可以正常换挡，而主油压的调节功能则被冻结(电脑仅仅中断了主油压调节电磁阀的通讯)，因此会反映出挂挡和换挡冲击的现象。由于故障级别低对变速器产生的伤害并不大，因此可以继续使用，当然最好在方便的时候进行检修，同样对于TCC的管控也与主油压差不太多；而对于中度类型的故障保护来说是大部分车型都具备的，就是大家经常所说的变速器“锁挡”，习惯上称“回家模式”或“跛行模式”。这种情况下变速器电脑将彻底中断全部电磁阀的通讯功能，变速器仅保留一个机械固定挡位来行驶，其它所有功能将会丧失，因此应尽快到维修厂进行维修；对于较严重的故障级别来说有可能会导致车辆不能行驶的情况，也就是所谓的“安全切断功能”，一个是故障可能会影响到行车安全，另一个有可能会加剧变速器部件的损伤等，电脑则启动了这一高级别的故障保护，因此应立即到维修厂进行故障维修。

三、自动变速器故障应急模式的激活条件

车辆出厂前在针对自动变速器电控系统编程时，就做好了这项功能的设计和编排，正如前面所提到的厂家是出于两方面原因来考虑设计故障应急模式的编程，一个是行车安全方面，当影响行车安全因素被确定时，这一模式就会被激活，具体来说涉及的信息有变速器油液温度信息，主要是防止火灾的发生(高温后油液通过通气孔窜出溅到排气管上)，还有对于带有液力变扭器的TCC闭锁的解除，一旦相应的故障级别被激活那么变速器电脑一定让TCC解锁，以防止发生撞车事故。当然还有夜间行车的安全保证，一旦灯光控制系统出现故障时会影响到夜间行车，此时变速器也会表现出一种故障状态下的行车现象，这种情况就是我们经常说的跨区域执行的一种故障应急模式；另外一种就是出于对变速器自身部件的一种保护策略。首先，当涉及的关键信息(转速、电压、电流、位置、压力、传动比监控等)不正常时，电脑认为如果继续行车极有可能会带来变速器部件的严重损坏，在电脑记录故障代码的同时，故障运行模式也被激活和执行；其次，材料自身问题或通讯故障等也会被激活。

四、常见的故障信息以及发生激活的故障状态

1.跟温度有关的故障运行模式分低温和高温。低温故障信息被采集时，变速器的应急措施是：不换挡、延迟换挡或仅换至部分挡位，一直到信息恢复正常或利用备用信息来执行换挡过程；而高温故障信息被采集时，能够给高温部件降温的先采取降温措施，不能直接给部件降温的只能间接来完成，比如说变扭器的TCC闭锁，解除TCC闭锁时的调节过程并采用TCC的增压功能。除此之外，还可以通过发动机降低扭矩来限制变速器的温度持续升高(限扭功能)，有些时候也可能保留部分挡位，严重时有可能会执行最高级别的“安全切断功能”。

无论是真实的温度信息还是虚假的温度信息，变速器电脑一直等到温度信息恢复正常此模式才能解除。

2.跟转速及通讯故障信息有关的，无论是变速器的输入转速还是输出转速存在错误，且被电脑监测并记录故障码时，变速器故障应急模式立即被激活，此时变速器或锁挡或缺挡(保留部分挡位)，变速器的主油压不再调节(处于最高)，同时变扭器TCC闭锁也被解除，因此就会出现这样的故障现象：第一原地踩刹车挂挡冲击(油压高)；第二有可能会出现起步无力的情况(锁在高挡位)；第三行驶起来无换挡感觉(锁在固定一个挡位上)且无法达到最高车速(最高挡位也被冻结)；第四发动机转速与车速不是对应关系(锁挡)；第五加油无反应(TCC被解除变速器容易出现高温情况)等。

3.跟线路、电磁阀有关的故障信息存在时，变速器也会进入故障应急模式，特别是传感器、电磁阀、开关的线路出现短路或断路时，电磁阀发生卡滞或性能故障信息被暴露时，也会出现同样的结果。一般来说变速器将会以锁挡的形式来表现。

4.跟油压或机械元件有关的故障信息出现时，变速器电脑在记录故障代码的同时也会激活并执行故障应急模式。比如说油泵压力不足、阀体阀门卡滞、密封环泄露、活塞密封圈泄漏、机械元件中的轴套磨损发生泄漏等，都会产生摩擦元件的摩擦力矩不足而出现打滑的情况，当打滑量超过电脑设定的限值时，电脑则会记录相应的挡位传动比错误的故障码，从而变速器锁挡故障应急模式被激活。

5.跟网络通讯有关的故障信息出现时，比如与发动机、仪表、ABS、转向等CAN总线信息丢失时，变速器独立系统则会被孤立起来，此时故障被记录的同时，变速器故障应急模式被激活且出现锁挡现象，严重时车辆将不能行驶。

五、自动变速器故障应急保护措施激活后的具体表现

从以上内容来看当变速器进入故障应急后，变速器从应急现象来看表现不一，比如锁挡、缺挡、冲击、限扭、安全切断等，因此变速器故障应急保护措施被实施时，具体的表现形式有以下几种。

1.不锁挡或缺挡，例如，一汽奔腾搭载FS5A-EL型5速自动变速器，当变速器电脑记录P0744-变扭器TCC锁止性能故障码时，变速器不执行锁挡，也不会缺失部分挡位而是升降挡一切正常，但换挡质量偏差，此时变速器电脑仅仅是中断了TCC电磁阀的通讯，发动机与变速器之间的动力连接始终处于液压连接状态，因此变速器还会出现温度过高的情况。另外还有像通用系列车型所搭载的自动变速器，当主油压信息出现问题时，变速器也不会执行锁挡模式，各个挡位均表现正常，但主油压调节功能将被冻结，因此变速器所表现出来的现象是：挂挡冲击和换挡冲击。对于缺挡表现的往往是一些早期的自动变速器，比如早期丰田系列车型所搭载的4挡自动变速器，一般情况下会启动取消超速挡而仅保留1、2、3挡，变速器电脑也会记录相应的故障码。像早期大众奥迪的01V变速器有时会出现变速器只有1、2、3挡，而缺失4、5挡，但变速器并没有锁挡，其实变速器也已经执行了故障应急模式。

2.直接锁挡或根据运行情况先锁定在某一个挡位上，点火开关关闭重新开启后再锁定在另一个固定挡位上。第一种是当前大多数车型的自动变速器处于故障应急模式下表现最多的一种情况，电脑一旦记录相关故障码，会立即启动应急模式，此时电脑会中断全部电磁阀的通讯功能，变速器只能以一个固定挡位来行驶，这种情况其实从某种意义上讲并不是特别好的做法，本来有可能是变速器1挡存在故障了，但一旦锁挡有可能锁在3挡，结果在长时间运行下3挡的部件也跟着损坏了。所以对于一些新款车型来说，第二种情况就出现了，它的锁挡控制策略有所改变。比如说变速器5挡存在打滑故障且电脑记录5挡传动比错误的故障码，那么电脑先启动的是让变速器锁在5挡上，同时主油压调节及TCC调节控制均被冻结，但一旦关闭发动机重新启动或停车后改变挂挡杆位置后，变速器将不再锁在5挡上，而是锁定在另一个固定的挡位上，此时电脑将中断全部电磁阀的通讯，也相当于将变速器电脑插头拔下来。这种控制逻辑的好处就是，已经有故障的挡位，就直接锁在这个挡位上免得在接下来的行驶过程中影响到其它挡位的部件。如果直接就锁定在一个没有故障的固定挡位上，那么在使用中就会连带本来没有故障的部件也跟着损坏了。当然一些个别高端车型由于挡位数多因此锁挡模式又得到细致的划分，比如说保时捷越野车辆所搭载的日本爱信0C8型8挡自动变速器，如果故障是发生在1～4挡之间那么变速器会锁定在3挡上，如果故障是发生在5～8挡之间那么变速器会锁定在7挡上，此时变速器与电磁阀之间并没有完全失去通讯，但一旦停车后关闭发动机或改变挂挡杆位置，无论故障是发生在哪个区域变速器都将锁定在3挡上，此时变速器电脑与电磁阀之间的通讯将被彻底中断。

3.启动过载保护限制发动机力矩输出，是在2000年之后的车型上才具备的一种功能，而且并不是所有的车型都有这一功能。一般来说变速器系统存在故障后，通过网络通讯功能要求发动机进行减扭矩控制(通过延迟点火、减少喷油量或切断个别汽缸工作)，目的是防止变速器原有的故障进一步加剧。不过这一功能被激活实施时，具体所表现出来的现象就是，油门加不起来，也就是说踩油门时发动机转速被限制，即便油门踩到底，发动机转速仅在怠速上限，因此很多驾驶员认为是发动机出现故障了，当然一些修理人员也会误认为是发动机的问题。其实这种故障应急模式的激活目的是为了让驾驶员停止用车，以防止故障的加剧。比如奥迪、日产等车系所搭载的CVT变速器，当变速器高温时极有可能出现发动机加不起油门，因此就有可能是变速器的故障应急模式被激活，除高温故障外这一功能也会被激活，变速器电控系统故障存储器当中会记录相应的故障代码。

4.安全切断功能，这是变速器所执行的最高的故障级别。这一功能被激活时，变速器动力彻底被中断，车辆将不能行驶，以避免引起行车安全以及变速器部件的严重损坏。比如某变速器出现高温故障，然后电脑便激活过载保护功能，并通知发动机执行限扭过程，但对于驾驶员来说他并不知道是变速器出现高温故障，因此就有可能强行继续行驶，此时安全切断功能就极有可能会被激活(图2)，前进挡和倒挡将全部失效，以确保行车安全和变速器部件的安全。但值得一提的是安全切断功能最好应在不影响行车安全的前提下来实施，否则这一功能被激活时反倒会影响到行车安全，比如说大众奥迪系列车型所搭载的DQ250型(02E)DSG双离合器变速器，曾经就是因软件问题而导致严重事故的发生，离合器出口温度传感器(G509)错误地把一个高温信息传递给电脑，而电脑突然获得特别高的温度信息时，来不及执行离合器的冷却控制及发动机的限扭控制，而是直接执行了安全切断功能(图3)，结果车辆在高速行驶过程中，发动机动力突然中断，驾驶员慌不择路没有控制好车辆直接一个急刹车，接下来较严重的事故就发生了，因此行车中的安全切断功能在后来的车辆当中将不再采纳。其实早在2007年的一汽大众宝来轿车所搭载的01M自动变速器，就具备安全切断功能，但它的这一功能在编程设计当中就非常合理，比如说变速器的温度信息达到150℃以上时，变速器电脑就会做好安全切断的准备，但它一定是在车辆停下来之后来执行，这样就减小行车过程中发生严重事故的可能。

图2 变速器高温保护

图3 变速器锁挡后通讯功能将被中断

六、自动变速器故障应急保护措施激活后的解决方案

变速器故障应急保护措施的具体表现除了因机械、液压、电子、网络故障能够被激活外，还有个别特殊车型会出现跨界行为。例如上海大众帕萨特领驭轿车所搭载01V型变速器，经常会遇到变速器锁挡的情况，结果技师在检测时，发现变速器电控系统故障存储器当中记录一个关于输出速度传感器G195信号不良的故障代码，在维修时通过更换G195传感器、检查线路、更换电脑等方法问题都得不到解决，最终更换大灯模块问题却解决了。真正的原因在于诊断检测时没有走大众的引导性故障检测流程，如果走诊断检测流程就会发现大灯模块故障存储器内也会记录相应的故障代码，大家也就不会局限在变速器这一个系统上，其实厂家也是为了考虑车辆在夜间的行车安全，通过跨区域来激活变速器故障应急模式的方式来提醒驾驶员，车辆虽然有故障，但并不是变速器系统有故障，因为仪表的空间有限没有单独提供一个大灯系统的故障指示灯，所以只能通过激活某一个系统的备用功能来提醒驾驶员，但对于维修人员来说不能单凭直观体验或看到变速器系统的假性故障，就确定这个系统是存在故障的。

变速器故障应急保护模式被激活后，无论是哪一种故障级别我们都必须遵循故障诊断流程，也就是我们经常所说的先诊断后维修。一般来说当变速器出现故障应急模式被激活之后，变速器电控系统故障存储器当中都会记录相应的故障代码，然后大家再结合实际故障现象进行故障代码分析及数据流分析，最终通过更换个别部件或大修来完成故障排除，还有就是通过解决其它系统故障来关闭变速器的故障应急保护模式(图4)。

图4 遵循流程关闭变速器的故障应急保护模式

总结：车辆的智能技术越来越发达、越来越先进，但无论怎样它都是朝着安全、智能、环保、舒适等方向发展，这样一来对于维修人员在了解一些系统备用程序或备用模式就特别重要了。特别是自动变速器系统的故障应急保护，在以前，传统车辆仅有一个“安全回家”模式，变速器只有一个锁挡功能，而现如今去又出现了“主油压的冻结”、“TCC冻结”、“超速挡冻结”、“扭矩限制”、“安全切断”等多重应急模式。也许将来还会出现新的保护模式，因此就需要大家不断学习、不断积累，并做好诊断、维修、匹配等工作。