自动变速器整体控制故障分析：单一信号的影响案例

如今车辆故障的维修，关键在于诊断，诊断思路正确了，接下来的维修换件工作就变得简单了，只要遵循规范的操作流程，选择和使用优质备件，问题就会顺利解决。反之，如果诊断错误，问题就会变得越来越复杂，各种替换方法全用上也未必得到解决，最后列为疑难杂症来医，维修方向越来越偏离真正故障根源，而使问题得不到解决，有时候把看得到的问题解决了，但由于没有找到出现问题的根源，往往还是治标不治本。特别是现在的车辆系统与系统间的关系、系统与系统间的配合、系统与系统间的相互影响而导致出现的故障，一般修理人员往往是针对某一系统所产生的现象来查找问题原因，而不做全面的系统检查，因此往往还是头痛医头，脚痛医脚。接下来就一真实案例说明当前汽车维修中单一信号对某一系统整体控制的影响。

车辆信息：一辆2004年上海通用别克君威2.5L轿车，配用大家熟悉的4T65E变速器。

故障现象：该车进厂后，用户（其他修理厂技术人员）描述说：最早时，该车在市区行车感觉还是很正常的，但在高速行驶时，车速在110～120km/h左右加速行驶时，发动机转速会猛然达到5000～6000r/min左右；如果稳住加速踏板，车速只能维持在110～120km/h之间很难上升，此时发动机转速至少要在3000r/min左右；如果想提升车速继续踩加速踏板，那么，故障现象就会立即出现。

当时车主也曾经到修理厂维修过，而修理厂通过检修和路试认为故障在发动机系统。因为发动机电控系统始终记录一个关于2号氧传感器信号电压过低的故障码。修理厂把全部氧传感器都更换了，试车后故障码继续出现。于是又考虑是点火系统或燃油系统的故障，这样又更换了点火系统的相关部件如火花塞、缸线、点火线圈，清洁了燃油系统及节气门和进气系统，也检查了进排气系统，结果也未见好转。考虑到用户大部分时间都在上下班使用，而该车在市区行车又基本正常，这样就先交付用户使用了。可后来问题越来越严重，不得已又再次回到该修理厂维修。这回故障现象明显了，不需要高速行驶就能够试出来：那就是变速器在换3档时，发动机有空转现象；同时车速很难上升，只能维持在80～100km/h左右，并且发动机耗油量极大。很明显，当前的故障现象体现在自动变速器方面，于是来到我厂进行维修。

故障检测：接车后，先利用诊断仪对动力总成系统进行相关检测，结果只有发动机系统记录一个“关于氧传感器信号电压过低”的故障码，而实际的故障现象主要还是体现在自动变速器方面。通过路试得到真正的现象信息：变速器3档打滑，同时变速器没有实际的4档动力传递功能，轻踩加速踏板试车时，从数据块中看到变速器控制指令让变速器从3档换入4档，但实际上3档转4档后，车速并没有明显的变化，而发动机转速在换档的瞬间也没有跌落的波动，因此说明该变速器确实没有4档。根据该款变速器以往的常见问题（4档轴花键容易磨光）以及当前实际情况（通过观察ATF品质已经说明该变速器摩擦片有烧损迹象），不得不进行变速器的解体维修。这样，跟用户（其他修理厂人员）讲清楚先解决变速器本身问题，然后再解决最早以前车主所反映的问题，包括发动机系统故障码的问题。

解体变速器后，发现个别离合器摩擦片的确有烧损迹象，同时4档轴的花键确实是磨光了。按照变速器的大修要求和标准进行了修理。装车后试车感觉一切良好（刚开始并没有跑高速），接下来要解决发动机氧传感器故障码的问题了。在怠速下并没有发现发动机的进气、加速信息及氧传感器信息等有不良情况（图2-245和图2-246），简单进行相关部位的检查发现节气门、空气流量计干干净净，已经被清洗过。看来只能通过行车来确定问题根源。清除原来故障码，进行路试，结果在高速路上试出来用户曾经描述的现象：正常加速超车时，发动机转速突然猛增到5500r/min左右，而车速并没有明显的提升变化。此时通过动态信息发现该现象的出现并不是离合器打滑引起的发动机空转，而是在正常加速过程中，原来保持的是在4档，随着加速踏板开度的加大变速器降至3档，在3档保持一段时间后继续加速，变速器会由3档降至2档上。此时由于车速较高（110～120km/h左右），实际传动比较大，难免导致发动机转速上升至5000～6000r/min。如果此时加速踏板不松开，变速器油温上升速度特别快（变矩器TCC处于解锁状态），同时氧传感器的故障码再次出现。反复试车，最终确定该变速器的强迫降档功能太容易实现了，在不该降档的时候却降档了。

图2-245 发动机怠速下的节气门和氧传感器信号

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图2-246 发动机怠速下的进气温度和空气进气量的信号

通过此次路试，很明显说明此故障是由发动机负荷引起的，在这种情况下是不能交车的，如果使用时间一长，可能还会带来烧损变速器的大事故。别克君威4T65E变速器是没有强迫降档开关的，其强迫降档控制功能的实现是靠节气门位置信息、发动机载荷信息以及道路行驶阻力信息共同决定的。在实际试车过程中，节气门位置打开的并不是特别大（没有达到强迫降档请求），观测节气门信号电压和位置变化信号都比较平稳，符合使用要求；而道路的行驶阻力信息并不苛刻，因为是行驶在路况良好的高速路上；因此问题应该是在发动机实际载荷上，也就是发动机动力方面。

影响发动机动力的因素很多，如：点火、燃油、进气、排放等。利用诊断仪观测该发动机的短期和长期燃油修正都在正常范围内（没有超过5%），而发动机怠速下的空气流量在2.98～3.0g/s，也符合要求。没有办法，再次通过路试来观测发动机各参数信号的变化。

故障分析与排除：在高速路试车时，发生强迫降档后，节气门开度几乎在全开时，空气流量传感器的负载显示信息在“中负荷”范围，很明显在正常情况下发动机应该处于大负荷状态。因此说明由于当前发动机的输出转矩满足不了当前变速器所形成档位传动比的驱动，PCM要做出降档决定，通过加大传动比的方式来满足当前行驶工况。这样，变速器就由4档降到3档直接档传动比，继续加速（因为节气门开度继续加大）行驶。PCM认为当前的发动机牵引力还是满足不了当前载荷下的行驶阻力，只好再次做出降档指令。于是变速器在110～120km/h下降2档，发动机转速立即急速上升至5000～6000r/min，此时变速器TCC早已解锁，发动机功率损失较大，并且变速器油温也会随之急剧上升。回到修理厂更换一个全新的空气流量传感器（图2-247），故障才彻底排除。

图2-247 空气流量传感器

总结：该案例给我们留下深刻的思考：一是在看某些动态数据时，总是习惯性地去看发动机的怠速工况，而对行车时的动态数据（经验不足的）无法确定好坏；二是单一信号对变速器整体控制的影响太大了，虽然专修有专修的优势，但必须要对整车有一定的了解，特别是发动机与变速器之间的关系及相互的影响。