电子诊断技术在汽车自动变速器维修中的应用_高瑞娟.pdf

2023.7电子产品世界设计应用Design&Application汽车电子电子诊断技术在汽车自动变速器维修中的 应用Application of electronic diagnosis technology in maintenance of automobile automatic transmission高瑞娟，刘亮亮，胡建功（太原学院，太原030032）摘 要：为增强自动变速器的维修效果，降低维修误差比率，营造更加稳定、安全的应用环境，结合电子诊断技术，对电子诊断技术在汽车自动变速器维修中的应用分析研究。针对变速器应用情况，提取出故障特征，在标定的环境中，逐一设定动态电子诊断监测节点，以获取异常数据与信息，变速器故障时，结合电子诊断技术，捕捉异常电子信号，最终采用非稳态频谱分析法来实现自动变速器的诊断。针对换挡不规律问题，控制荷电变动值，增强换挡灵敏度。同时，对于自动变速器高温故障，可以通过警示装置来刺激冷却系统，进而达到维修的目的。测试结果表明：与传统制动检测法应用测试组、传统电气检测应用测试组相对比，本文所测定的电子诊断检测应用测试组最终得出的维修误差比率相对较低，表明应用过程中，存在的误差与错误较小，具有实际的应用价值。关键词：电子诊断；自动变速器；汽车维修；远程控制；电子检测；汽车变速控制；0 引言自动变速器作为汽车制造的重要组成元件之一,对汽车正常且安全的行驶具有关键影响1。在日常的维修检测中,如果自动变速器出现问题,必须及时作出处理和调换,一旦在行驶过程中发生故障,不仅会影响驾驶体验,一定程度上还会给驾驶人员带来安全隐患,造成不可挽回的事故2。汽车自动变速器最为常见的故障可以划分为以下几类3：档位无法提升、压力调节性故障等,对于汽车的正常使用会产生不同程度的 影响4。无论是驾驶人员,还是维修人员均需要加强重视。传统的维修技术虽然可以保持变速器的正常应用,但是安全保障措施并不完善,容易受到外部因素的影响,故障的原因也是极难确定,对于日常故障维修数据的获取和问题提取速度较慢5。因此,以上述问题为引导,结合电子诊断技术,对自动变速器实际维修应用效果分析测定6。电子诊断技术主要是依靠电子设备所出具的诊断结果,覆盖的范围相对较大,维修处理的针对性较强,可以更好地提升整体的应用效果,对汽车变速器的状态进行实时监测,营造完整、全面的维修应用环境,推动相关维修行业和技术迈入一个新的发展台阶7。1 自动变速器电子诊断维修应用验证1.1 变速器故障特征提取在结合电子诊断技术进行汽车自动变速器维修应用之前,需要先进行变速器故障特征提取。汽车自动变速器一般需要较强的同步控制力,确保在复合电路中安装定位监测装置,实现智能化控制测定8。首先,在自动变速器中布设一定数量的监测节点,获取基础性的数据、信息,分析出对应的运行规律,并通过对异常数据、信息的分析,总结故障规律,进行变速器故障特征提取,具体如式（1）所示。38ELECTRONIC ENGINEERING&PRODUCT WORLD 2023.7$电子产品世界Design设计应用&Application汽车电子Y=+()110.331+2（1）式（1）中：Y 表示特征提取结果,1表示插值距 离,2表示定向诊断距离,表示预设电压,表示故障误差,通过上述计算,最终可以得出实际的变动负荷值。根据负荷值的变动,捕捉变速器的执行异常,对故障位置进行实时定位。1.2 动态电子诊断监测节点设定在完成对变速器故障特征提取之后,接下来,结合实际的应用需求,设定动态诊断监测节点。通常情况下,针对于自动变速器的应用诊断,会采用定向模式,虽然可以完成预期的任务,但在实际处理的过程中,仍然存在较多的问题,更容易出现误差。因为,利用电子诊断技术,先对异常定位区域进行检测描述,与此同时,依据变速器的应用位置,布设动态的诊断监测节点。首先,需要设定单向的诊断检测距离,一般为3.556.15 m。但是由于汽车的需要设定制动装置,所以,在合理的范围之内,可以适当扩大检测范围。将电子检测仪与自动变速器的主控制系统相关联,节点在对变速器异常位置作出定位的同时,可以实现动态扫描处理,获取实时的诊断数据。在位置中设定节点,具体如图 1所示。节点1节点2节点3节点4节点5制动装置动力装置离合器图1 动态电子诊断监测节点布设图示根据图 1,可以完成对动态诊断监测节点的布设。接下来,利用电子诊断技术振动检测,进行变速器内部故障的等效分析。过程中,一旦电子设备接接收变动器的异常信号,ABS 灯便会立即被点亮。设定警示灯的响应时间,具体如式（2）所示。QOXX X=+(0.2)2112(2)式（2）中：Q表示警示灯响应时间；O表示持续时间,X1表示标准覆盖距离；X2表示极限覆盖距离。在标定的响应时间范围之内,观察 ABS 灯闪烁状态,如果处于持续亮灯状态,则说明故障存在关联性,需要结合电子设备进行多方向的实施监测。逐步强化节点的应用效果,并增强应用能力,降低动态诊断误差。1.3 异常电子信号捕捉根据设定的动态诊断监测节点,接下来,需要结合电子诊断技术,针对汽车的自动变速器运行情况,进行异常电子信号的捕捉。变速器在应用的过程中,一旦出现异常或者问题,主控程序便会失常,严重的甚至会造成事故。所以,为避免这一问题的出现,可以将控制结构、电动程序以及动力电池关联,利用电子检测仪器,获取基础的驱动诊断数据,并对所定位的异常传递回的电子信号捕捉,建立轻量化动态的控制驱动诊断环节,具体如图 2 所示。基础控制程序设计电子诊断仪器关联电子信号捕捉+获取诊断数据建立动态测定维修机制驱动诊断制动处理电路控制自动变速器维修诊断图2 异常电子信号捕捉环节图示根据图 2,可以完成对异常电子信号捕捉环节的设计与构建,结合诊断机制,关联动态诊断节点,启动变速器的监测环境,结合节点获取的异常信号,具体如图3 所示。 2023.7电子产品世界设计应用Design&Application汽车电子12345670204060捕捉次数异常信号捕捉1异常信号捕捉2运行频率/Hz图3 自动变速器异常信号图示根据图 3,可以完成对自动变速器异常信号的捕捉。针对信号的异常情况,进行解析处理,利用多维度分解的方式,将信号转换为对应的异常数据,此时需要结合获取的数据,计算出允许出现的极限转换误差,具体如式（3）所示。Lsew=+0.5213（3）式（3）中：L表示极限转换误差,s表示信号频率,e表示可控时间,w表示量化误差。根据得出的极限转换误差,进行轻量化反馈分析,将数据汇总整合为记录,为后续汽车自动变速器的维修诊断提供更为准确的数据参考。1.4 非稳态频谱分析法实现诊断在完成对异常电子信号的捕捉之后,随后,针对自动变速器的运行效应,采用非稳态频谱分析法实现自动变速器的诊断处理。其实,当汽车在正常行驶的过程中,变速器不仅对速度进行控制,同时对于内侧压力也存在一定的调节作用,这样一来,可以降低车辆出现事故的概率。维修人员可以结合电子诊断技术,关联内部所控的诊断单元,计算出此时变速器的压力峰值,具体如式（4）所示。K=(1)2n2（4）式（4）中：K 表示压力峰值,表示单向变速,n 表示电磁阀运行频率,表示柱塞距离。通过上述计算,最终可以得出实际的压力峰值。在非稳态频谱波段之内,利用电子诊断仪器,调度控制传感器运行状态,增强汽车变速器的液压控制比,减轻实际的运行压力,降低故障发生的概率。2 自动变压器故障维修2.1 换挡不规律维修根据上述对自动变压器的故障诊断,接下来,结合实际的应用需求,进行动态化的故障维修。换挡不规律一般是变速器执行迟钝导致的,首先需要检查门阀是否异常,确保稳定运行之后,进行汽车的油压测试,变速器内部接入一个变矩器,此时需要确定变速器运行的荷电变动值,具体如公式（5）所示。Gi=+0.2()i=1312（5）式（5）中：G 表示荷电变动值；表示驱动频率；表示变动速率；i表示变动次数；1表示标定处理距离；2表示等效距离。通过上述计算,最终可以得出实际的荷电变动值。结合得出的荷电变动值,调节变矩器的档位转换单元电流,加强汽车档位转换的灵敏度,同时与变矩器的关联,还可以缩短档位的转换速度,形成惯性换挡规律,尽量通过拆下离心调速器全面修复电路中引入一个传感器,结合电子诊断技术,对档位设备进行针对性的调节。2.2 变速器高温维修自动变速器在实际运行过程中常常会因为温度过高产生故障,致使汽车底盘的功率大幅增加,所以,根据变速器的运行状态,需要先计算出底盘输出功率,具体如式（6）所示。N=+(0.51)3)（6）式（6）中：N 表示底盘输出功率；表示执行次 数,表示驱动覆盖范围；表示异常定位时间。通过上述计算,最终可以得出实际的底盘输出功率。根据得出的底盘输出功率,设定变速器的极限温度标准,以此为基础,在变速器的侧后方安装1个油底垫或者滤清器,并设定警示装置,一旦温度超过预设的标准,检测装置会立即示警,滤清器与节温器开启,传感器发射的线束引导冷却系统启动,冷却液管路打开,为自动变速器降温,确保车辆的正常行驶,同时提升整体的维修效果。3 应用测试本次主要是对电子诊断技术在汽车自动变速器维修40ELECTRONIC ENGINEERING&PRODUCT WORLD 2023.7$电子产品世界Design设计应用&Application汽车电子中的实际应用效果作出验证检测。考虑到测试结果的可靠性,选择 D 汽车制造厂中 6 种类型汽车作为测定的主要目标对象,检测应用处理后的定向效果。测试分为3 个小组,同时进行测验,确保测试的环境相同,设定传统制动检测法应用测试组、传统电气检测应用测试组以及本文研究的电子诊断检测应用测试组,最终得出的分析结果以对比的形式展开探讨。接下来,需要进行测试的环境分析。3.1 测试准备在对电子诊断技术在汽车自动变速器维修中的实际应用效果作出验证检测前,需要先搭建测试的环境。首先,3 个测试小组均选取相同型号的自动变速器,关联DSG 双离合器变速箱和 Tib-tronic 变速器辅助,为增强测试的精准度,可以结合应用需要,先设定变速器的基础指标参数,具体如表 1 所示。表1 自动变速器基础指标参数设定表变速器指标预设标准实时误差离合器锁止次数122失速率/%20.3510.2节气门阀拉线距离/m3.260.35换挡比2.190.2根据表 1,可以完成对自动变速器基础指标参数的设定与研究。随后,对自动变速的动力电池进行设定关联,可以选择锂电池测试,增加汽车自动变速器的应用持续时间,至此,完成应用测试环境的搭建之后,接下来,进行具体探究。3.2 测试过程及结果分析在上述搭建的测试环境中,结合电子诊断技术,进行验证维修应用。将 3 个测试小组汽车的自动变速器依据应用的需求、标准调整,关联动力驱动系统,变速器中增设传感器,并在范围之内布设电子控制单元,简称ECU,利用电子单元获取自动变速器的数据和信息,形成内部的动态执行器,加强对其的实时监测与异常定位。采用电子诊断技术,构架多层级的诊断框架,以所设定的诊断目标作为引导,具体如图 4 所示。数据采集轻量定位异常电子诊断+数据获取问题识别定向驱动影子环境主要诊断运行位置动力电池选择图4 自动变速器电子诊断环节图示根据图 4,可以完成对自动变速器电子诊断环节的设定与此同时,在标定的检测区域之中,还需要设定安装一个定位监控装置,时刻获取相关的数据,采用动态控制的方式,测定电子诊断技术对于自动变速器的维修误差比率,具体如表 2 所示。表2 测试结果对比分析表测试小组传统制动检测法应用测试组维修误差比率传统电气检测应用测试组维修误差比率电子诊断检测应用测试组维修误差比率测试组16.054.251.02测试组25.215.091.16测试组34.295.191.25根据表 2,可以完成对测试结果的研究：与传统制动检测法应用测试组、传统电气检测应用测试组相对比,本文所测定的电子诊断检测应用测试组最终得出的维修误差比率相对较低,表明应用过程中,存在的误差与错误较小,具有实际的应用价值。4 结束语综上是结合电子诊断技术与设备,进行的汽车自动变速器维修应用效果的验证。自动变速器作为汽车制造的重要的组成部分,需要定期进行维护、核查与调换,利用电子诊断技术来替代传统的维修方法,一定程度上进一步扩大了检测范围,针对于内部存在的问题,构建更加灵活、多变的维修体系,对汽车(下转第45页)% 2023.7电子产品世界设计应用Design&Application汽车电子4.2 项目总结1）完成纠正措施后,进行经验总结输出核心成果；2）固化主要柱状隔垫物和次要柱状隔垫物的高度段差设计指导规范,对未来项目形成指导作用；3）建立量产柱状隔垫物高度与液晶量的联动关系,提升产品整体稳定性和竞争力；4）重视 FMECA 计划工作,FMECA 的实施过程中应贯彻边设计、边分析、边改进,改进措施首先从设计、工艺等方面考虑；5）项目过程中重视专家意见和专家的指导作用,借助专家的经验教训及时进行总结和预防。4.3 项目评审在整个项目时期内,定期召开项目周会,并进行 2 次项目评审,评审主要邀请产品开发专家,工艺专家和可靠性专家参与评审。第 1 次评审主要内容：评审产品的故障模式分析、故障机理分析、FMECA、短期措施发难及短期措施的有效性确认。第 2 次评审主要内容：评审产品故障根本原因分析方向是否准确、长期措施是否具备量产性、改善措施是否通过验证。4.4 项目中应用到的主要质量工具或方法：在项目中使用的主要可靠性方法或质量工具如表 4所示。表4 主要质量工具或方法应用序号可靠性方法或质量工具用途或使用说明1FRACAS（故障报告、分析和纠正措施制度）对产品故障信息收集、处理,形 成 故 障 报 告 闭 环 过程。2FMECA分析（故障模式、影响及危害性 分析）对故障模式进行影响及危害性分析,重点分析故障对最终顾客造成的影响和发 生 频 度。并 根 据 故 障优先级指数RPN进行改进 决策。3HALT高加速寿命试验在规定的条件下进行加速寿命试验,验证产品是否达到规定的可靠性设计要求。4鱼骨图分析法使用团队力量和头脑风暴对故障进行根本原因分析。参考文献：1 美哈利W.迈克莱恩,光电控制技术重点实验室,译.高加速寿命试验、高加速应力筛选和高加速应力审核诠释:加速可靠性技术M.第2版.北京：航空工业出版社,2014.2 李良巧.可靠性工程师手册M.第2版.北京:中国人民大学出版,2017.3 杨锦喜,钟建坤,曾文波.高可靠性车载显示屏研制J.科技创新与应用,2022,12(30):62-65.4 王艳.车载显示屏显示异常故障分析与处理J.汽车电器,2017(7):75-77.(上接第40页)自动变速器的故障诊断和维修进行细致化处理,从整体上确保自动变速器的应用质量,合理延长其使用寿命,同时也为汽车的行驶营造了一个安全、稳定的环境,在多方向增强维修质量的同时,更好地保障汽车行驶安全。参考文献:1 陆开柱.探讨新能源汽车维修中电子诊断技术的应用J.时代汽车,2022(3):175-176.2 杨荣华.新能源汽车维修中电子诊断技术的应用研究J.时代汽车,2022(3):177-178.3 史龙飞,王兵维.电子诊断技术在新能源汽车检测与维修中的应用J.电视技术,2021,45(12):154-156.4 路新惠.机械电子诊断技术在汽车检测维修中的应用初探J.内燃机与配件,2021(23):134-135.5 唐芳.探析新能源汽车维修中电子诊断技术的应用J.时代汽车,2021(15):103-104.6 王伟,陈俊.机械电子诊断技术及其在汽车检测维修中的应用J.内燃机与配件,2020(20):109-110.7 李晓锋.电子诊断技术在新能源汽车维修中的应用研究J.内燃机与配件,2020(16):143-145.8 林勇.基于机械电子诊断技术在汽车检测维修中的应用分析J.时代汽车,2020(11):149-150.