自动变速器离合器故障诊断与故障处理策略研究浅析

王惠，丁麟，方立辉，夏洪彬，刘宪军

自动变速器离合器故障诊断与故障处理策略研究浅析

王惠，丁麟，方立辉，夏洪彬，刘宪军

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

文章分析了自动变速器离合器故障诊断方法，以及确认离合器故障后的跛行控制方式。离合器是自动变速器重要元件，离合器故障会导致变速器无法正常换挡控制，为保证汽车的安全行驶，保证车辆在不停车条件下仍然能够跛行回家，进行离合器故障诊断以及故障处理。

自动变速器；故障诊断；故障处理

1 引言

目前，随着汽车行业的迅猛发展，车辆功能越来越多元化，顾客对车辆的功能性，驾驶舒适性，燃油经济性以及驾驶安全性越来越重视，尤其是汽车的驾驶安全一致受到广泛关注。

当自动变速器内部电子传感器或执行器出现故障导致无法正常换挡时，在保护变速器及车辆不受损害的前提下，车辆在不停车条件下继续行驶，跛行回家。汽车跛行模式，是指当汽车的元件出现故障时，控制单元自动启用后备控制回路对车辆进行简单控制，使汽车可以开回家或是到附近的汽修厂进行修理，这样的功能就是故障运行[1]。自动变速器有各种电子传感器，和执行机构，假如有一个传感器或执行元件损坏，电脑的判断就会有误，为此设计者设计一个特殊的程序，也就是跛行回家模式。当电脑发现某一个传感器数据不正常，一方面故障灯报警，一方面用一个常数代替传感器数据，但性能稍差。

离合器是自动变速器液压自动换挡控制系统的重要组成元件，本文将介绍离合器的故障诊断策略以及故障处理方法。

2 背景

以基于拉维纳行星齿轮机构的六速自动变速器为例。其传动机构如图1所示。

图1 某六速自动变速器传动机构简图

自动变速器控制单元（简称TCU），通过自动变速器上安装的各种传感器获取输入轴转速、输出轴转速、ATF油温度等信息，由CAN通讯获取发动机转速、扭矩、油门踏板开度、水温以及车速、ESP等信息，经过TCU内部逻辑运算，识别驾驶员实际驾驶意图，确定自动变速器换挡控制需求，再通过TCU输出端口，输出相应的控制指令给执行机构，控制相应电磁阀动作，打开对应挡位离合器油路，实现自动换挡功能。

如图1，各挡位离合器工作元件组合参照表1。

表1 各挡位工作元件组合列表

该自动变速器，车辆行进中，各挡位控制2个离合器结合，正常输出。若只有一个元件结合，或多于2个元件结合时，变速器故障，输出异常。

3 控制方案

正常行驶车辆时，若发生挡位离合器油压不足，或离合器摩擦片损坏，或者有第三个元件异常结合时，通过速比异常确定故障，离合器的故障诊断以及故障处理的方式如图2所示。

图2 故障诊断以及故障处理的方式

离合器故障是通过速比异常确认的。诊断方式：通过实时采集的输入轴转速除以输出轴转速计算当前实际速比，与理论速比对比，当差值大于一定比例时，一段时间后确认离合器故障，点亮故障。

确认速比故障后，判断是否是起步挡位，具体故障处理如图3所示。

图3 速比故障处理的方式

起步挡位时，TCU计算需求挡位切换到不使用起步离合器而使用超速离合器的最低挡位起步，如果该挡可用，确认起步离合器完全损坏后则使用该挡行驶；如果不使用起步离合器而使用超速离合器的最低挡位起步不可用，则无其他可用挡位，随后进入空挡。非起步挡位时，通过换挡到相邻挡位，诊断新挡位的速比偏差确认新挡位是否正常，若挡位正常，则确定换挡释放的离合器故障，若挡位不正常，则确定换挡常结合离合器故障，此时，不考虑双重离合器故障，确认故障离合器后根据完好离合器情况组合出一个挡位，当车速扭矩较低时切换到最终安全挡位，如果安全挡位速比也不对，即没有可用挡位，为了保护变速箱则切换到空挡。

例如，D3挡时，检测速比异常，确认3挡速比故障。故障后，TCU控制换挡至D4挡，若D4挡速比正常，确认是C3离合器故障，挡位保持D4挡，车速降低后，换至D2挡，无C3离合器参与；若D4挡速比也异常，初步认为C1离合器故障，则需要继续换挡到非C1结合的最低挡位D5挡，若D5挡速比正常，确认是C1离合器故障，车辆保持D5挡行驶；若D5挡速比仍然异常，确认当前无安全挡位，则控制变速器进入电控空挡。

4 结束语

本文基于挡位离合器或电磁阀或油路堵塞原因导致的速比异常故障的控制方法，寻找到一个可用的挡位保证车辆行驶到安全位置，而当没有这样的挡位可用时，切换N挡保护变速器内部离合器等部件不受损坏。本控制方法可以有效，及时地诊断出故障，通过寻找安全挡位，能够快速、准确的锁定故障元器件，减少故障排查时间。同时，进行安全挡位处理，避免加剧自动变速器的零部件的损坏，便于后续的车辆维修。

[1] 许顺国,吴东风.正确理解汽车自诊断系统[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-），工程师，本科，就职于哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，研究方向：自动变速器控制策略设计开发。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.028

CLC NO.:U262.31+1