電子診斷技術(shù)在汽車自動(dòng)變速器維修中的應(yīng)用

摘要：測(cè)試結(jié)果表明：與傳統(tǒng)制動(dòng)檢測(cè)法應(yīng)用測(cè)試組、傳統(tǒng)電氣檢測(cè)應(yīng)用測(cè)試組相對(duì)比，本文所測(cè)定的電子診斷檢測(cè)應(yīng)用測(cè)試組最終得出的維修誤差比率相對(duì)較低，表明應(yīng)用過程中，存在的誤差與錯(cuò)誤較小，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

0 引言

自動(dòng)變速器作為汽車制造的重要組成元件之一，對(duì)汽車正常且安全的行駛具有關(guān)鍵影響^[1]。在日常的維修檢測(cè)中，如果自動(dòng)變速器出現(xiàn)問題，必須及時(shí)作出處理和調(diào)換，一旦在行駛過程中發(fā)生故障，不僅會(huì)影響駕駛體驗(yàn)，一定程度上還會(huì)給駕駛?cè)藛T帶來安全隱患，造成不可挽回的事故^[2]。汽車自動(dòng)變速器最為常見的故障可以劃分為以下幾類^[3]：檔位無法提升、壓力調(diào)節(jié)性故障等，對(duì)于汽車的正常使用會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響^[4]。

無論是駕駛?cè)藛T，還是維修人員均需要加強(qiáng)重視。傳統(tǒng)的維修技術(shù)雖然可以保持變速器的正常應(yīng)用，但是安全保障措施并不完善，容易受到外部因素的影響，故障的原因也是極難確定，對(duì)于日常故障維修數(shù)據(jù)的獲取和問題提取速度較慢^[5]。因此，以上述問題為引導(dǎo)，結(jié)合電子診斷技術(shù)，對(duì)自動(dòng)變速器實(shí)際維修應(yīng)用效果分析測(cè)定^[6]。電子診斷技術(shù)主要是依靠電子設(shè)備所出具的診斷結(jié)果，覆蓋的范圍相對(duì)較大，維修處理的針對(duì)性較強(qiáng)，可以更好地提升整體的應(yīng)用效果，對(duì)汽車變速器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，營造完整、全面的維修應(yīng)用環(huán)境，推動(dòng)相關(guān)維修行業(yè)和技術(shù)邁入一個(gè)新的發(fā)展臺(tái)階^[7]。

1 自動(dòng)變速器電子診斷維修應(yīng)用驗(yàn)證

1.1 變速器故障特征提取

在結(jié)合電子診斷技術(shù)進(jìn)行汽車自動(dòng)變速器維修應(yīng)用之前，需要先進(jìn)行變速器故障特征提取。汽車自動(dòng)變速器一般需要較強(qiáng)的同步控制力，確保在復(fù)合電路中安裝定位監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)智能化控制測(cè)定[8]。首先，在自動(dòng)變速器中布設(shè)一定數(shù)量的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，獲取基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)、信息，分析出對(duì)應(yīng)的運(yùn)行規(guī)律，并通過對(duì)異常數(shù)據(jù)、信息的分析，總結(jié)故障規(guī)律，進(jìn)行變速器故障特征提取，具體如式（1）所示。

   (1)

式（1） 中： Y表示特征提取結(jié)果， ξ₁表示插值距離，ξ₂表示定向診斷距離，μ表示預(yù)設(shè)電壓，ω表示故障誤差，通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的變動(dòng)負(fù)荷值。根據(jù)負(fù)荷值的變動(dòng)，捕捉變速器的執(zhí)行異常，對(duì)故障位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。

1.2 動(dòng)態(tài)電子診斷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定

在完成對(duì)變速器故障特征提取之后，接下來，結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求，設(shè)定動(dòng)態(tài)診斷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)。通常情況下，針對(duì)于自動(dòng)變速器的應(yīng)用診斷，會(huì)采用定向模式，雖然可以完成預(yù)期的任務(wù)，但在實(shí)際處理的過程中，仍然存在較多的問題，更容易出現(xiàn)誤差。因?yàn)?，利用電子診斷技術(shù)，先對(duì)異常定位區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)描述，與此同時(shí)，依據(jù)變速器的應(yīng)用位置，布設(shè)動(dòng)態(tài)的診斷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)。

首先，需要設(shè)定單向的診斷檢測(cè)距離，一般為3.55~6.15 m。但是由于汽車的需要設(shè)定制動(dòng)裝置，所以，在合理的范圍之內(nèi)，可以適當(dāng)擴(kuò)大檢測(cè)范圍。將電子檢測(cè)儀與自動(dòng)變速器的主控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，節(jié)點(diǎn)在對(duì)變速器異常位置作出定位的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描處理，獲取實(shí)時(shí)的診斷數(shù)據(jù)。在位置中設(shè)定節(jié)點(diǎn)，具體如圖1所示。

圖1 動(dòng)態(tài)電子診斷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)布設(shè)圖示

根據(jù)圖1，可以完成對(duì)動(dòng)態(tài)診斷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)。接下來，利用電子診斷技術(shù)振動(dòng)檢測(cè)，進(jìn)行變速器內(nèi)部故障的等效分析。過程中，一旦電子設(shè)備接接收變動(dòng)器的異常信號(hào)，ABS 燈便會(huì)立即被點(diǎn)亮。設(shè)定警示燈的響應(yīng)時(shí)間，具體如式（2）所示。

   (2)

式（2）中：Q表示警示燈響應(yīng)時(shí)間；O表示持續(xù)時(shí)間，X₁表示標(biāo)準(zhǔn)覆蓋距離； X₂ 表示極限覆蓋距離。在標(biāo)定的響應(yīng)時(shí)間范圍之內(nèi)，觀察ABS 燈閃爍狀態(tài)，如果處于持續(xù)亮燈狀態(tài)，則說明故障存在關(guān)聯(lián)性，需要結(jié)合電子設(shè)備進(jìn)行多方向的實(shí)施監(jiān)測(cè)。逐步強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用效果，并增強(qiáng)應(yīng)用能力，降低動(dòng)態(tài)診斷誤差。

1.3 異常電子信號(hào)捕捉

根據(jù)設(shè)定的動(dòng)態(tài)診斷監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，接下來，需要結(jié)合電子診斷技術(shù)，針對(duì)汽車的自動(dòng)變速器運(yùn)行情況，進(jìn)行異常電子信號(hào)的捕捉。變速器在應(yīng)用的過程中，一旦出現(xiàn)異?；蛘邌栴}，主控程序便會(huì)失常，嚴(yán)重的甚至?xí)斐墒鹿?。所以，為避免這一問題的出現(xiàn)，可以將控制結(jié)構(gòu)、電動(dòng)程序以及動(dòng)力電池關(guān)聯(lián)，利用電子檢測(cè)儀器，獲取基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)診斷數(shù)據(jù)，并對(duì)所定位的異常傳遞回的電子信號(hào)捕捉，建立輕量化動(dòng)態(tài)的控制驅(qū)動(dòng)診斷環(huán)節(jié)，具體如圖2 所示。

圖2 異常電子信號(hào)捕捉環(huán)節(jié)圖示

根據(jù)圖2，可以完成對(duì)異常電子信號(hào)捕捉環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，結(jié)合診斷機(jī)制，關(guān)聯(lián)動(dòng)態(tài)診斷節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)變速器的監(jiān)測(cè)環(huán)境，結(jié)合節(jié)點(diǎn)獲取的異常信號(hào)，具體如圖3 所示。

圖3 自動(dòng)變速器異常信號(hào)圖示

根據(jù)圖3，可以完成對(duì)自動(dòng)變速器異常信號(hào)的捕捉。針對(duì)信號(hào)的異常情況，進(jìn)行解析處理，利用多維度分解的方式，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的異常數(shù)據(jù)，此時(shí)需要結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)，計(jì)算出允許出現(xiàn)的極限轉(zhuǎn)換誤差，具體如式（3）所示。

   (3)

式（3）中：L 表示極限轉(zhuǎn)換誤差，s 表示信號(hào)頻率，e表示可控時(shí)間，w 表示量化誤差。根據(jù)得出的極限轉(zhuǎn)換誤差，進(jìn)行輕量化反饋分析，將數(shù)據(jù)匯總整合為記錄，為后續(xù)汽車自動(dòng)變速器的維修診斷提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。

1.4 非穩(wěn)態(tài)頻譜分析法實(shí)現(xiàn)診斷

在完成對(duì)異常電子信號(hào)的捕捉之后，隨后，針對(duì)自動(dòng)變速器的運(yùn)行效應(yīng)，采用非穩(wěn)態(tài)頻譜分析法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速器的診斷處理。其實(shí)，當(dāng)汽車在正常行駛的過程中，變速器不僅對(duì)速度進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)于內(nèi)側(cè)壓力也存在一定的調(diào)節(jié)作用，這樣一來，可以降低車輛出現(xiàn)事故的概率。維修人員可以結(jié)合電子診斷技術(shù)，關(guān)聯(lián)內(nèi)部所控的診斷單元，計(jì)算出此時(shí)變速器的壓力峰值，具體如式（4）所示。

   (4)

式（4）中：K 表示壓力峰值， ? 表示單向變速， n 表示電磁閥運(yùn)行頻率，τ 表示柱塞距離。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的壓力峰值。在非穩(wěn)態(tài)頻譜波段之內(nèi)，利用電子診斷儀器，調(diào)度控制傳感器運(yùn)行狀態(tài)，增強(qiáng)汽車變速器的液壓控制比，減輕實(shí)際的運(yùn)行壓力，降低故障發(fā)生的概率。

2 自動(dòng)變壓器故障維修

2.1 換擋不規(guī)律維修

根據(jù)上述對(duì)自動(dòng)變壓器的故障診斷，接下來，結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的故障維修。換擋不規(guī)律一般是變速器執(zhí)行遲鈍導(dǎo)致的，首先需要檢查門閥是否異常，確保穩(wěn)定運(yùn)行之后，進(jìn)行汽車的油壓測(cè)試，變速器內(nèi)部接入一個(gè)變矩器，此時(shí)需要確定變速器運(yùn)行的荷電變動(dòng)值，具體如公式（5）所示。

   (5)

式（5）中： G表示荷電變動(dòng)值； ν表示驅(qū)動(dòng)頻率； γ表示變動(dòng)速率；i 表示變動(dòng)次數(shù)； φ₁表示標(biāo)定處理距離；φ₂表示等效距離。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的荷電變動(dòng)值。結(jié)合得出的荷電變動(dòng)值，調(diào)節(jié)變矩器的檔位轉(zhuǎn)換單元電流，加強(qiáng)汽車檔位轉(zhuǎn)換的靈敏度，同時(shí)與變矩器的關(guān)聯(lián)，還可以縮短檔位的轉(zhuǎn)換速度，形成慣性換擋規(guī)律，盡量通過拆下離心調(diào)速器全面修復(fù)電路中引入一個(gè)傳感器，結(jié)合電子診斷技術(shù)，對(duì)檔位設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)節(jié)。

2.2 變速器高溫維修

自動(dòng)變速器在實(shí)際運(yùn)行過程中常常會(huì)因?yàn)闇囟冗^高產(chǎn)生故障，致使汽車底盤的功率大幅增加，所以，根據(jù)變速器的運(yùn)行狀態(tài)，需要先計(jì)算出底盤輸出功率，具體如式（6）所示。

   (6)

式（6） 中： N 表示底盤輸出功率； ? 表示執(zhí)行次數(shù)，θ 表示驅(qū)動(dòng)覆蓋范圍；η 表示異常定位時(shí)間。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的底盤輸出功率。根據(jù)得出的底盤輸出功率，設(shè)定變速器的極限溫度標(biāo)準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)，在變速器的側(cè)后方安裝1 個(gè)油底墊或者濾清器，并設(shè)定警示裝置，一旦溫度超過預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)裝置會(huì)立即示警，濾清器與節(jié)溫器開啟，傳感器發(fā)射的線束引導(dǎo)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)，冷卻液管路打開，為自動(dòng)變速器降溫，確保車輛的正常行駛，同時(shí)提升整體的維修效果。

3 應(yīng)用測(cè)試

本次主要是對(duì)電子診斷技術(shù)在汽車自動(dòng)變速器維修中的實(shí)際應(yīng)用效果作出驗(yàn)證檢測(cè)?？紤]到測(cè)試結(jié)果的可靠性，選擇D 汽車制造廠中6 種類型汽車作為測(cè)定的主要目標(biāo)對(duì)象，檢測(cè)應(yīng)用處理后的定向效果。測(cè)試分為3個(gè)小組，同時(shí)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，確保測(cè)試的環(huán)境相同，設(shè)定傳統(tǒng)制動(dòng)檢測(cè)法應(yīng)用測(cè)試組、傳統(tǒng)電氣檢測(cè)應(yīng)用測(cè)試組以及本文研究的電子診斷檢測(cè)應(yīng)用測(cè)試組，最終得出的分析結(jié)果以對(duì)比的形式展開探討。接下來，需要進(jìn)行測(cè)試的環(huán)境分析。

3.1 測(cè)試準(zhǔn)備

在對(duì)電子診斷技術(shù)在汽車自動(dòng)變速器維修中的實(shí)際應(yīng)用效果作出驗(yàn)證檢測(cè)前，需要先搭建測(cè)試的環(huán)境。首先，3 個(gè)測(cè)試小組均選取相同型號(hào)的自動(dòng)變速器，關(guān)聯(lián)DSG 雙離合器變速箱和Tib-tronic 變速器輔助，為增強(qiáng)測(cè)試的精準(zhǔn)度，可以結(jié)合應(yīng)用需要，先設(shè)定變速器的基礎(chǔ)指標(biāo)參數(shù)，具體如表1 所示。

表1 自動(dòng)變速器基礎(chǔ)指標(biāo)參數(shù)設(shè)定表

根據(jù)表1，可以完成對(duì)自動(dòng)變速器基礎(chǔ)指標(biāo)參數(shù)的設(shè)定與研究。隨后，對(duì)自動(dòng)變速的動(dòng)力電池進(jìn)行設(shè)定關(guān)聯(lián)，可以選擇鋰電池測(cè)試，增加汽車自動(dòng)變速器的應(yīng)用持續(xù)時(shí)間，至此，完成應(yīng)用測(cè)試環(huán)境的搭建之后，接下來，進(jìn)行具體探究。

3.2 測(cè)試過程及結(jié)果分析

在上述搭建的測(cè)試環(huán)境中，結(jié)合電子診斷技術(shù)，進(jìn)行驗(yàn)證維修應(yīng)用。將3 個(gè)測(cè)試小組汽車的自動(dòng)變速器依據(jù)應(yīng)用的需求、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整，關(guān)聯(lián)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，變速器中增設(shè)傳感器，并在范圍之內(nèi)布設(shè)電子控制單元，簡(jiǎn)稱ECU，利用電子單元獲取自動(dòng)變速器的數(shù)據(jù)和信息，形成內(nèi)部的動(dòng)態(tài)執(zhí)行器，加強(qiáng)對(duì)其的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與異常定位。采用電子診斷技術(shù)，構(gòu)架多層級(jí)的診斷框架，以所設(shè)定的診斷目標(biāo)作為引導(dǎo)，具體如圖4 所示。

圖4 自動(dòng)變速器電子診斷環(huán)節(jié)圖示

根據(jù)圖4，可以完成對(duì)自動(dòng)變速器電子診斷環(huán)節(jié)的設(shè)定與此同時(shí)，在標(biāo)定的檢測(cè)區(qū)域之中，還需要設(shè)定安裝一個(gè)定位監(jiān)控裝置，時(shí)刻獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，采用動(dòng)態(tài)控制的方式，測(cè)定電子診斷技術(shù)對(duì)于自動(dòng)變速器的維修誤差比率，具體如表2 所示。

根據(jù)表2，可以完成對(duì)測(cè)試結(jié)果的研究：與傳統(tǒng)制動(dòng)檢測(cè)法應(yīng)用測(cè)試組、傳統(tǒng)電氣檢測(cè)應(yīng)用測(cè)試組相對(duì)比，本文所測(cè)定的電子診斷檢測(cè)應(yīng)用測(cè)試組最終得出的維修誤差比率相對(duì)較低，表明應(yīng)用過程中，存在的誤差與錯(cuò)誤較小，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)束語

綜上是結(jié)合電子診斷技術(shù)與設(shè)備，進(jìn)行的汽車自動(dòng)變速器維修應(yīng)用效果的驗(yàn)證。自動(dòng)變速器作為汽車制造的重要的組成部分，需要定期進(jìn)行維護(hù)、核查與調(diào)換，利用電子診斷技術(shù)來替代傳統(tǒng)的維修方法，一定程度上進(jìn)一步擴(kuò)大了檢測(cè)范圍，針對(duì)于內(nèi)部存在的問題，構(gòu)建更加靈活、多變的維修體系，對(duì)汽車自動(dòng)變速器的故障診斷和維修進(jìn)行細(xì)致化處理，從整體上確保自動(dòng)變速器的應(yīng)用質(zhì)量，合理延長其使用壽命，同時(shí)也為汽車的行駛營造了一個(gè)安全、穩(wěn)定的環(huán)境，在多方向增強(qiáng)維修質(zhì)量的同時(shí)，更好地保障汽車行駛安全。

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（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年7月期）