现在的汽车发动机绝大多数都是电控燃油喷射的,变速箱很多都是电控自动变速箱,它们的正常运行在很大程度上都依赖于电控系统的自动控制。可是如果这些电控系统由于某些原因发生了故障,汽车是不是就彻底不能动了呢?
其实也不是,聪明的汽车工程师为了保证汽车在电控系统失效时的行驶安全,在电控单元中设计了一个特殊的保护程序,这就是“跛行回家”的模式(Limp Home Mode,简称LHM)。它可以在汽车的电子控制系统发生故障时,仍然能够完成基本的功能,使得汽车能够以最低的性能水平行驶,安全的行驶到附近的维修地点,避免汽车在外地抛锚而引发更严重的事故。就好像一个人崴了脚,走起路来一瘸一拐的,勉强走回家还可以,但是想跑却是不可能的。
汽车的“跛行回家”模式一般有两种。一种是发动机的“跛行回家”模式,在这种模式下,损坏的电控信号将被其它的信号或者一个常数代替,发动机可以启动和运行,但是性能会受到限制,节气门将被固定在某一个位置,踩油门踏板汽车也不能加速,或者限制发动机最高转速,但汽车可以低速行驶到附近的维修地点。此时仪表盘上的发动机故障灯会点亮,发动机的输出扭矩也会被限制,发动机控制单元(ECU)中会存储相应的故障码。
另一种就是自动变速箱的“跛行回家”模式,在这种模式下,变速箱进入自我保护状态,变速箱内部的换档电磁阀断电,液力变矩器锁止离合器打开,系统油压达到最高值,虽然具有空档、倒档和前进档,但是前进档被机械锁止在某一个或两个固定的档位上(通常是三档或者三档和五档),档位切换时会有较大的冲击或顿挫。此时的汽车可以低速行驶到附近的维修厂,减少了麻烦的同时也避免汽车抛锚在外而引发更严重的事故。此时仪表盘上的档位灯全部点亮并闪烁,变速箱控制单元(TCU)中会存储相应的故障码。
在现实中,变速箱的“跛行回家”模式出现的更多,不过也不是所有的自动变速箱都具有这种模式。在液力机械变速箱(AT)和无级变速箱(CVT)这两种变速箱上可以很方便的实现“跛行回家”模式,AT变速箱只要把某一个档位机械锁止就可以了,CVT变速箱可以将传动锥轮和钢带固定在某一个固定的传动比上;但是自动机械变速箱(AMT)和双离合变速箱(DCT)却无法实现“跛行回家”模式,当这两种变速箱出现电控系统故障时,变速箱内部的换档电磁阀断电,齿轮切换到空档,离合器全部打开,汽车会瞬间失去动力。著名的DSG变速箱“死亡闪烁”就是这种情况,当年不知坑了多少人。
导致汽车出现“跛行回家”模式的原因是非常多的,主要是发动机或变速箱上的电控系统元器件故障引起的。比如发动机上的空气流量传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、水温传感器、进气压力传感器、油压传感器,等等,这些传感器出现故障时,或者这些信号的传输路径受到了影响,发动机控制单元不能正确判断发动机运行状态,就会将闭环运行改为开环运行,以一个固定的常数来代替检测不到的信号,或者只以几个基本的信号作为控制参数,将其它信号忽略,发动机进入跛行回家模式,维持最基本的运行;如果是发动机控制单元自身出现了故障,它也会发出一些最基本的操作指令,让发动机勉强运转,避免突然熄火失控。
如果是变速箱上的电控系统元器件出现了故障,比如变速箱换档电磁阀、油温传感器、输入轴转速传感器、输出轴转速传感器、换档手柄信号,等等,或者变速箱电控单元断电、内部损坏等,这些元器件出故障时,变速箱电控单元不能正确判定变速箱的档位及运行状态,为了防止错误的动作导致变速箱内部发生运动干涉,就会将档位锁止在一个固定的位置上,以保护变速箱。另外,如果发动机控制单元和变速箱控制单元之间的通信不通畅,为了防止过大的发动机扭矩损伤变速箱,汽车也会进入跛行回家模式。
另外,汽车上的其它系统也有类似的跛行回家模式,或者称为应急模式。比如制动系统,上面有很多传感器和执行器,如果某些元器件出现了故障,汽车仍然具有最基本的制动功能,并不是刹车立即就失效了;还有电动助力转向系统,如果电控系统出现了故障,它会始终以一个固定的助力力矩来协助转向,即使电控系统完全失效,汽车的机械转向系统也可以维持汽车正常的转向,不会发生汽车失控的现象。总之,汽车就像一个打不死的小强,远比我们想象的要坚强的多,即使发生了严重的故障,也有办法让你安全回家的!