电子控制机械式自动变速器的故障诊断研究

单跃平

摘要：首先对AMT进行了总体的介绍，故障分析是故障诊断的基础，只有做好故障分析才能进行故障诊断，然后按故障原因及现象介绍了电控自动变速器各个部分的故障，最后讨论了汽车故障的处理办法，为故障的处理提供了一些思路和建议。

关键词：电子控制机械式；自动变速器；故障诊断

中图分类号：TP273

文献标识码：A

文章编号：1672-3198(2009)08-0263-02

汽车故障诊断学是研究汽车故障机理、汽车诊断理论、方法和检测诊断技术的一门学科，它包括汽车故障物理、诊断数学和检测诊断技术三方面的内容。检测诊断技术是诊断理论与方法的一种工程实现。所以可知，汽车故障诊断学是以工程数学、可靠性理论、信息理论、为基础；以电子技术、计算机技术、人工智能技术为手段；以汽车故障为主要研究内容的一门综合应用学科。以前的故障诊断依赖人工的观察与感觉，根据汽车在工作中表现出来的外部异常情况采用逻辑推断的方法，来诊断故障的类型和部位，这种方法必须依赖维修人员的长期积累的经验和反复观察，既烦琐又不准确，常常会出现误诊和延误。现代故障诊断是利用各种检测仪器和设备获取汽车的各种数据，并根据这些数据来判断汽车的技术状况。万用表、点火正时灯、真空表、油压表、声级表、流量计、油耗仪、示波仪、汽缸漏气量检测仪、曲轴箱窜气量检测仪、气体分析仪、烟度计、车速传感器、输入轴转速传感器、加速踏板传感器、节气门位置传感器、离合器行程传感器、挡位信号传感器等仪器给ECU提供了车的状态的各种数据，ECU通过对数据的比较、处理、综合、提取得到故障的部位和原因，并决定应对措施。

1电子控制机械式自动变速器(AMT)的原理

目前的自动变速器主要有AT，CVT和AMT三类。其中AT和CVT这两种变速器的传动的效率很低，而AMT基本不需改变机械式变速器本体，并且同时具有传统传动系结构简单、制造容易，工作可靠、价格低廉、重量轻等优点。自动变速器能减轻驾驶员疲劳强度，有良好动力性和燃油经济性，低污染等优点。所以，自动变速器开始向AMT技术发展。AMT是在传动固定轴式变速器和干式离合器的基础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通过执行机构控制离合器的分离与接合、选换挡操作以及发动机油门的调节，来实现起步、换挡的自动控制技术。

2AMT的故障分析

AMT故障大致可分为4个部分：与发动机有关故障；与离合器有关故障；与变速器有关故障；与ECU有关故障；与执行器有关故障。

(1)与发动机有关的故障。

节气门位置传感器故障：汽车的挡位和车速与节气门开度有相对应的关系，当汽车在某一车速和挡位下，节气门位置超出所对应的范围即可知节气门位置传感器故障。

发动机转速传感器故障：若变速器输入轴转速与发动机转速不同且输入轴转速与车速比符合挡位关系，可知发动机转速传感器故障。

节气门调节机构故障：若ECU发出命令对节气门位置进行调节，而节气门位置传感器显示其位置不变或位置调整的大小与ECU的指令不相应，可知节气门调节机构故障。

(2)与变速器有关的故障。

档位有前进档，无倒挡；或有倒挡，无前进档：如果挡位开关显示为倒挡而挡位传感器显示不为倒挡，则是执行机构故障：①汽缸活塞位置不正确，则是汽缸故障；②如果汽缸活塞位置正确，则为连接传动部分故障。挡位开关显示为倒挡，挡位传感器也显示为倒挡，则是齿轮或变速器轴或分动器故障。

汽车在行驶过程中，突然回到空挡位置；齿轮或齿套磨损成锥形，锥形的牙齿相互传递扭矩会产生轴向力。轴向增大到足以克服自锁装置中弹簧弹力时，便使滑动齿轮(或接合套)脱离啮合而导致脱档。变速器轴承松旷，壳体变形，使变速器壳上的轴承孔轴线不平行度增大，导致齿轮轴产生倾斜，破坏齿轮的正常啮合，产生了轴向力。轴承止推弹形环或齿轮背面的止推垫松动或严重磨损，引起轴或齿轮轴向窜动。换档叉弯曲变形或过度磨损，导致换档叉和接合套上又槽的间隙过大。

(3)与离合器有关的故障。

离合器分离不清的原因主要有；气压或机械操纵系统故障。机械系统磨损过多。分离行程不足。从动盘总成的摩擦片变形。在安装时变速箱与发动机的高速不一致，变速箱的异常扭曲(摇动)导致摩擦片变形。半离合使用过度产生热变形。安装前施加了异常的外力导致摩擦片变形或压盘壳变形。压盘总成传动片因跌、甩而变形。压盘总成与飞轮的紧固螺钉松动。六、从动盘正反面装错。造成从动盘仍与飞轮有摩擦。

(4)与ECU有关的故障。

程序跑飞主要原因是干扰所致，因为系统中干扰源较多，虽然采取了一系列的抗干扰措施，但程序跑飞现象偶有发生。选档、换档控制中，程序进入死等待，系统失控的原因是当微机发出选档、换档控制命令后，查询选档、换档是否到位，用光电发射接收器检测。有时因机械行程偏差或选换档不到位，微机检测不到选、换档到位的信号代码而进入死等待，使系统对其他信号概不响应，系统失控。

3AMT的故障处理办法

故障运行和故障保险：汽车正常运行时，电子控制单元ECU的输入、输出信号的电压值都有一定的变化范围。当某一信号的电压值超出了这一范围，并且这一现象在一段时间内不会消失，ECU便判断为这一部分出现故障。当某电路产生了故障后，其信号就不能作为控制参数而使用。为了维持汽车的运转，ECU便从其程序存储器(ROM)中，调出某一固定值，作为应急参数，保证汽车可以继续运行。当ECU中的微机系统出现故障时，ECU自动启用后备控制回路对汽车进行简单控制，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，又称“跋行”模式。另一方面。当ECU检测到某一执行器出现故障时，为了安全起见，采取一些安全措施。这种功能叫作故障保险。当传感器和微机发生故障时，往往采取故障运行方式。而当执行器发生故障时，往往采取故障保险措施。

执行器的故障处理：汽车电子控制系统中，执行器是决定发动机运行和汽车行驶安全的主要器件，当执行器发生故障时，往往会对汽车的行驶造成一定的影响。因此，对于执行器故障的处理方法通常是：当确认为执行器故障时，由ECU根据故障的严重程度采取相应的安全措施的实施，在控制系统中，有故障保险系统，由于ECU对执行器进行的是控制操作，控制信号是输出信号。因此，要想对各执行器的工作情况进行诊断，一般要由ECU向执行器发出一个控制信号，执行器通过一条专用回路来向ECU反馈其执行情况。