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挡位开关间隙过大,本田雅阁挂挡冲击故障一例

 余鑫应 2018-05-13

故障现象

配置K20A7发动机、5挡自动变速器,车辆起步,变速杆挂入R挡和D挡时偶尔出现“冲击”现象,挂挡迟滞时间短同时伴有明显冲击感,车辆行驶时自动升降挡过程均正常。


故障诊断

利用诊断仪进行自诊断检查,发动机及变速器控制单元均未存储故障信息。检查自动变速器油位、油质等未发现异常。


根据本车故障现象,故障原因可归结为以下两个方面:

(1)挡位执行元件本身有故障;

(2)挡位执行元件接合时压力建立过程不正常。


自动变速器的传动原理,结构简图如图 1 所示。

图1 自动变速器的传动原理 


由传动原理简图可知,变速杆位于 D 挡位置起步时 1 挡离合器接合,将中间轴与 1 挡主动齿轮锁止,控制车辆向前起步。变速杆位于 R 挡时,倒挡接合套使倒挡从动齿轮与副轴啮合,4 挡离合器接合使倒挡主动齿轮与主轴锁止,输入动力通过倒挡主动齿轮经倒挡中间齿轮,传递到副轴上的倒挡从动齿轮,形成倒挡使车辆向后起步。

由于此车 D 挡和 R 挡起步时,均偶尔出现冲击现象,所以两套换挡执行元件同时出现故障的概率较低,重点考虑换挡执行元件的控制是否有故障。


D 挡及 R 挡起步时控制油路分析。变速杆从 N 挡位置移动到 D 挡位置,变速器内部挡位相应地从空挡转换到 1 挡时,1 挡离合器的控制油路如图 2 所示。

图2 N→1挡控制电路 


变速杆移动到 D 挡位置时,手动换挡阀控制油路 1B 与油路 5A 接通。PCM 控制单元控制换挡电磁阀 B 和换挡电磁阀 C 通电,以此来操控换挡阀 C 接通油路 5A 和油路 5B,换挡阀B 接通油路 5B 和油路 10。通过这一控制过程,从换挡阀 A 处起始的油路1B 与油路 10 接通。在空挡转换到 1挡的过程中,换挡电磁阀 A 是断电的,换挡阀 A 的阀芯在弹簧力的作用下处于右侧,55 油路与 1B 油路连通。10油路是 1 挡离合器的供油油路,由此可知在变速器从 N 挡换入 1 挡的过程中是 55 油路中的油压操作 1 挡离合器接合。


1 挡离合器油压建立过程如图 3所示。

图3 1挡离合器油压建立过程 


变速杆从 P/N 挡位置移动到 R挡位置,变速器从 P 挡或 N 挡换入 R挡过程中,控制倒挡结合套的伺服阀以及 4 挡离合器的控制油路如图 4 所示。

图4 P/N→R挡控制油路


变速杆位于 R 位置时,手动换挡阀将油路 1B 和 3A 连通,同时将主油路 1 和油路 7 及油路 3 连通。PCM控制单元控制换挡电磁阀 B 和换挡电磁阀 E 通电。换挡阀 E 阀芯在电磁阀油压 SE 的作用下移动到右侧,将油路3′与油路 3 连通,同时将油路 3B 和油路 3C 连通。换挡阀 B 阀芯在电磁阀油压 SB 的作用下移动到左侧,将油路 3C 与油路 40 连通。


换挡阀 A 阀芯在弹簧力的作用下移动到右侧,将油路 1B 与油路 55 连通。油路 40 是四挡离合器的供油油路,油路 3′是倒挡接合套拨叉伺服阀的倒挡位置供油油路。在油路 3′中油压作用下,伺服阀处于倒挡位置后,伺服阀将油路 3A和油路 3B 连通。


从油路控制图中可知,在 P/N 挡换入 R 挡的过程中,伺服阀的倒挡位置油路的压力是手动换挡阀油路 3 提供的主油压,而 4 挡离合器的压力是离合器压力控制电磁阀 A 经油路 55提供的。


变速器挂入 R 挡时,伺服阀及 4挡离合器压力建立的过程如图 5 所示。

图5 伺服阀及4挡离合器油压建立过程


从上述控制油路分析得知,油路55 无论在 D 挡还是在 R 挡起步时都参与工作。车辆挂挡起步时 PCM 控制单元可能是通过控制离合器压力控制电磁阀 A,控制 55 油路中的油压变化使 4 挡离合器或 1 挡离合器平稳接合。离合器压力电磁阀 A 的控制有问题很可能造成车辆 R 挡及 D 挡均有冲击。更换离合器压力控制电磁阀 A后故障仍然没有排除,推断故障原因是 PCM 对该电磁阀的控制失准。


用示波器测量该电磁阀的信号波形如图 6 所示。

图6 电磁阀A波形信号


通过波形分析可知,离合器压力控制电磁阀 A 控制的压力,与电磁阀电压信号的“占空比”成正比例关系。观察发现在车辆出现“挂挡冲击”现象时,电磁阀控制信号的“占空比”,没有随变速杆的移动而变化。而无故障时,在变速杆挂入 R 挡或 D 挡的过程中,电磁阀的控制信号占空比“有一个由小到大”的变化过程,至此可以确认PCM 控制单元控制信号出现了问题。


是不是挡位开关信号出现了问题,造成 PCM 控制单元未能准确识别到变速杆的位置变化呢?带着这个问题,仔细观察诊断仪中挡位开关的数据流,终于发现在移动变速杆的过程中,挡位开关信号偶尔出现滞后变化的现象。


故障排除

拆下变速器挡位开关进行检查,未发现电路部分有故障。调整挡位开关位置时发现挡位开关与换挡轴的配合间隙过大,如图7所示。

图7 挡位开关


由此导致变速杆移动时,开关的旋转部分不能与换挡轴同步转动。PCM控制单元读取的“变速杆位置信号”出现偏差,使控制单元对离合器压力控制电磁阀的控制失准。处理配合间隙,重新调整挡位开关后故障彻底排除。


故障总结

处理自动变速器故障时,对传动原理及执行元件控制原理的分析至关重要。



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