10.16638/jki.1671-7988.2021.01.018
熊英勇，任翔
（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）
摘要：DCT自动变速器是近年来国内市场运用最为广泛的变速器之一，在市场应用过程中，离合器压力异常是较为常见的故障。文章从双离合器控制方式、压力异常影响因素等方面展开分析，研究双离合器压力异常故障诊断方法。
关键词：DCT自动变速器；压力异常；诊断方法
中图分类号：U262.31+1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)01-57-04
Diagnosis method of abnormal clutch pressure in DCT transmission*
Xiong Yingyong, Ren Xiang
( Technical centre, Anhui Jianghuai Automobile Group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )
Abstract: DCT automatic transmission is one of the most widely used transmission in the domestic market in recent years. In the process of market application, abnormal clutch pressure is a common fault. This paper analyzes the control mode of double clutch and the influencing factors of abnormal pressure, and studies the fault diagnosis method of abnormal pressure of double clutch.
Keywords: DCT automatic transmission; Abnormal pressure; Diagnosis method
CLC NO.: U262.31+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)01-57-04
引言
DCT自动变速器作是近年来国内市场应用最为广泛的自动变速器，按照离合器工作环境分干式DCT变速器和湿式DCT变速器。本文介绍的为某公司湿式DCT变速器，它采用双输入双输出轴、两组多片湿式离合器以及高度集成化液压驱动模块设计，整机结构紧凑、性能优越，满足自动快速换挡及驾驶舒适性要求。
在市场应用过程中，离合器压力异常是较为常见故障之一，该故障导致车辆行驶中顿挫冲击或无法换挡，严重影响客户驾驶体验。如何在售后服务中快速确认故障原因并消除故障成为技术部门重要工作之
一。1 离合器压力控制方法
图1 离合器控制示意图
即离合器期望压力P_Des，再根据离合器压力控制电磁阀P/I（压力/电流）特性曲线，加载对应电流到离合器压力控制电磁阀，实现离合器压力
作者简介：熊英勇，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。*基金项目：安徽省重点研究与开发项目－新型商用车AMT产品开发（201904a05020023）。
汽车实用技术
P_Act控制。
2 离合器压力异常表现
离合器压力异常是指TCU期望离合器压力值P_Des与离合器际压力P_Act差值超出标准范围。
图2 压力异常表现
离合器压力控制作为DCT变速器最重要的控制项目，压力异常对整个变速器功能及性能产生严重影响：
（1）触发变速器保护功能，限制变速器工作挡位或断开动力传递，产生安全隐患；
（2）可能导致两个离合器同时结合，引起变速器内部损坏，丧失使用功能；
（3）车辆在挂挡、起步、行驶等使用过程中顿挫冲击，影响舒适性。
3 影响因素分析
从控制原理分析，主要影响因素可以从液压、电控两个方面分析。
3.1 液压系统影响分析
液压系统是整个机构的执行系统，将程序动作转化为机械动作，实现离合器控制。其主要由液压油、油道、离合器压力控制电磁阀、油泵、双离合器5个组成部分。
液压系统失效主要表现为供压不足或供压过高，即系统实际压力P_Act低于或高于软件控制需求值P_Des。
图3 液压系统FTA分析
3.2 电控系统影响分析
电控系统是整个机构的控制单元，TCU根据各传感器数据，控制和监控系统压力。其主要由TCU、电路、压力传感器3个部分组成。
电控单元失效主要表现为TCU控制策略BUG、TCU硬件故障、线束短路断路、压力传感器输出信号异常等。
图4 电控系统FTA分析
4 故障诊断方法江淮汽车股份有限公司
本章主要从液压系统、压力传感器两个方面进行研究。
4.1 液压系统故障诊断
液压系统故障主要表现为系统供压不足或供压过高。根据液压系统影响因素分析，常见故障为油量低、系统泄露、油泵故障。
4.1.1 油量少故障诊断
油量检查作为售后保养常见检查项目，根据变速器设计结构方法不同，以某公司DCT变速器为例，通过溢流管检查方法来判断：
（1）变速器油温40°C±5°C范围内，P挡发动机怠速状态下，通过设备使液压控制模块及电磁阀充油充分；
（2）上述操作完成后，保持P挡发动机怠速状态，举升车辆；
（3）松开油底壳放油螺栓；
（4）有油从溢流管流出，判定油量满足要求，反之判定油量不足。
4.1.2 油泵故障、系统泄露故障诊断
油泵故障与系统故障，主要是通过控制油泵电流调节系统压力，利用离合器压力传感器读值，确认压力是否跟随，具体方法如下：
（1）车辆怠速状态下，使用售后诊断设备将离合器压力控制电磁阀全部打开，此时读取压力传感器数值为油泵工作时的系统压力；
（2）手动控制油泵转速或电流，记录压力传感器读取压力，确认压力值是否在设计的转速或电流对应的压力值范围内；
（3）若满足，系统无故障；若不满足，油泵存在故障或系统有泄露；
（4）利用油泵故障对液压系统其他部件（拨叉、冷却）产生2的影响，通过简单测试如换挡拨叉自学习、升温冷却测试来判断油泵是否异常。若测试成功，油泵无故障，若不成功，油泵存在问题。
4.1.3 电磁阀故障诊断
电磁阀故障主要是利用电磁阀P/I特性，通过手动加载电流，确认压力是否跟随的方法进行诊断，主要方法如下：
熊英勇等：DCT变速器离合器压力异常故障诊断方法
图5 压力控制电磁阀P/I特性曲线
（1）怠速状态下，小电流阶梯加减电磁阀电流，读取系统压力值，确认是否跟随正常。
图6 压力控制电磁阀电流阶梯测试
（2）若压力跟随正常，无卡滞，若出现不跟随，电磁阀卡滞。
4.2 压力传感器故障诊断
系统压力P_Act主要是通过离合器压力传感器读取，压力传感器读值准确性决定了系统控制的精确性。压力传感器工作原理实际是将系统的压力转换成传感器电压，然后控制器TCU再将电压信号转化成压力数值，压力传感器特性曲线如下：
图7 压力传感器特性曲线
传感器是否合格主要是从传感器精度、温度漂移两方面考察，以某公司为例，定义压力传感判定标准：
（1）精度检查。当车辆处于通电状态下（未启动），压力传感器读取到的压力应为当地大气压力，根据这个特性，判定压力传感器是否满足精度要求，即上电状态下离合器绝对压力值满足100±AkPa认为合格（如大气压不同则按照当地大气压±AkPa判定），超出此范围可以直接判定压力传感器失效。
（2）温度漂移检查。压力传感器由于处理芯片的各个电气元件受到温度的影响，因此压力传感器整体会表现出随着温度的变化，输出发生漂移。由于是多个电气元件的影响叠加导致的漂移，因此对于单个传感器来说，不同压力和不同寿命下，温度的漂移影响均是不确定的。对于不同压力传感器来说，漂移的方向与大小也是不确定的。在实际运用过程中，根据生产测试大数据统计，某公司制定温度漂移检查标准：变速器油温T1-T2℃范围内，上电状态下读取离合器绝对压力值变化<BKPa，超出此范围可以直接判定压力传感器失效。
5 售后故障诊断模块开发
在实际故障诊断过程中，售后需要有效区分压力异常是否为真实的压力突变，正确区分压力传感器信号异常和液压系统实际压力跳变。压力信号异常和压力实际跳变，都会对整车驾驶及整车其他模块信号产
生影响，但二者产生影响的表现不同，本文研究开发的售后诊断模块，利用二者对车辆驾驶过程中整车其他模块信号参数变化，诊断故障原因。
控制器TCU开发压力异常专用诊断模块，实时监控车辆运行过程中TCU内部信号及整车CAN网络相关信号，当检测到压力信号异常并满足诊断条件时，触发诊断开关，进入诊断模式，主要技术方案如下：
图8 诊断逻辑开发
（1）控制器TCU监控TCU内部信号离合器期望压力P_Des、离合器压力传感器读取压力值P_Act，并计算P∆=|P_Des- P_Act|；
（2）当P∆＞P_门槛值且T∆1＞T1_门槛值时，进入故障诊断模式；
（3）进入故障诊断模式后，控制器TCU开始采集整车CAN网络信号发动机扭矩值Tq_Act、整车加速度a、油门位置Gas、发动机转速EngSpd；
（4）计算诊断时间T∆2内发动机期望扭矩Tq_Des。根据油门位置Gas信号、发动机转速EngSpd，查发动机万有特性表，确定此时发动机真实期望扭矩Tq_Des；
（5）计算诊断时间T∆2内发动机扭矩差值Tq∆=|Tq_ Des-Tq_ Act|及加速度变化∆a。
（6）故障诊断。当Tq∆＜Tq_门槛值，a∆＜a_门槛值且T∆2＞T2_门槛值，（下转第66页）
汽车实用技术
4 总结
本文调研了几种当前常用的控制器软件开发模式，分析了不同开发模式下制约软件开发的主要原因。
根据上述调研结果，AUTOSAR标准通过“软件组件”和基于配置开发的底层软件开发方式，基本解决了应用层与底层软件分离后，软件架构还存在的问题，但随之带来了配置工具的成本问题。因此，汽车电子软件架构的优化应该是基于应用层与底层软件分离的思想，借鉴AUTOSAR架构的解决思路，研究如何在不使用配置工具的情况下，降低底层软件的开发难度，并提高应用层软件以及底层软件的可移植性和可剪裁性。
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（上接第59页）
系统诊断为压力传感器信号异常；当Tq∆＞Tq_门槛值，a∆＞a_门槛值且T∆2＞T2_门槛值，系统诊断为液压系统故障，并输出诊断结果提示（故障代码、故障灯）。
图9 发动机万有特性表
车辆出现故障时，售后维修人员从TCU读取诊断结果（故障码提示信息），根据故障码信息，确认故障
原因。压力传感器压力信号异常时，系统直接判定，售后更换传感器即可；诊断结果为液压系统故障时，售后人员还需进一步检查确认，按照液压故障诊断方法排查油量、电磁阀、油泵及系统泄露问题。
6 结束语
本文从DCT变速器压力控制、压力异常表现、影响因素分析、故障诊断方法、售后诊断模块开发系统论述了压力异常产生机理及诊断方法。
随着自动变速器应用的普及，国内市场各主机厂已经开发或正在开发具有自主技术的DCT自动变速器，市场面临的竞争除了本身的技术能力和制造品质之外，售后服务也是各家竞争的重点。自动变速器售后诊断的专业性、效率、准确性决定了顾客满意度及产品口碑，本文介绍的诊断方法，有效地解决了DCT变速器离合器压力异常故障液压系统、离合器压力传感器两者的故障判定，该方法已广泛应用到售后市场故障诊断当中。
参考文献
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