自动变速器故障诊断方法与诊断系统研究

摘要

自动变速器具有传动比转换性能好、改善车辆的舒适性和通过性、减轻驾驶员疲劳强度和减少发动机排放等一系列优点，而被广泛地应用于现代汽车上。自动变速器是集机、电、液于一体的复杂系统，结构和工作原理复杂，导致其故障识别和诊断难度较大。对自动变速器失效分析方法的研究，是自动变速器可靠性分析的基础，对产品的开发具有重要意义，同时也为开发功能更强大、诊断范围更广泛的车载自诊断系统奠定了基础。通过尝试对自动变速器故障诊断系统的设计，为自动变速器故障诊断提供了软件解决的方法，避免了当前自动变速器故障诊断的盲目性。随着自动变速器失效分析方法研究的深入和检测技术水平的不断提高，利用计算机技术开发实时检测系统和故障诊断专家系统，对于提升自动变速器产品的工作可靠性和使用服务质量具有重要的现实意义。 本文论述了液力变矩器、行星齿轮变速机构和换挡控制系统的研究现状和技术发展趋势。在对自动变速器机械系统与液压控制系统的基本结构与功能进行系统分析的基础上，探讨研究了失效分析方法。建立了自动变速器AMESim仿真模型，并通过定性模拟仿真研究，验证了失效分析的结果。以失效分析为依据建立自动变速器故障数据库，最终运用Visual Basic可视化编程语言和Access数据库编制了自动变速器故障诊断软件。本文主要开展了以下几个方面的研究工作： （1）自动变速器失效分析。根据液压控制系统各组成部分的功能把液压控制系统分为供油调压和流量控制子系统、换挡控制子系统、换挡品质控制子系统和液力变矩器闭锁控制子系统四个部分，分别对其进行了结构、功能和失效分析。针对换挡控制子系统所具有的逻辑性，建立自动变速器换挡控制系统的逻辑数学模型和各个挡位的失效结构函数。针对单故障模式分析的缺陷，提出了基于风险顺序数的多故障模式分析方法，可以有效解决“组合爆炸”和遗漏失效信息的矛盾。 （2）建立了自动变速器AMESim定性模拟仿真模型，对自动变速器各种性能参数进行了定性仿真研究。运用AMESim的批处理功能定性模拟了典型元件正常工作和失效这两种情况，比较仿真结果，验证失效分析的结果。 （3）组合试验检测方法。在分析目前自动变速器故障检测常用的试验方法和各换挡执行器功能的基础上，得出对各种故障检测试验方法进行合理的逻辑组合可以有效地缩小换挡执行器打滑的判断范围，对自动变速器换挡执行器打滑失效分析具有重要意义。 （4）初步设计自动变速器故障诊断软件。按照不同的故障分类方法对自动变速器故障进行了分类。设计了自动变速器故障诊断流程。运用Visual Basic可视化编程语言和Access数据库编制了故障诊断软件。