1 故障现象
一辆丰田佳美轿车，装备A140E型电控4挡自动变速器，行驶16万km。用户叙述的故障现象为：当车辆高速行驶时，偶然会出现“打滑”现象，发动机转速急剧升高，但车速降低后又能重新加速行驶；该车已经多次维修，但此故障越来越频繁。
经检查油液并询问用户和此前的维修人员，确认多次维修中油液没有出现异味、磨屑。又经反复道路试验，确认故障现象为：当操纵杆置于D位置且车速高于100km/h后，偶然出现发动机转速急剧升高，但不是“打滑”，而是由于自动变速器异常“降档”所致。所以初步认为是4挡降为3挡。由于这种故障较为少见，将其称之为挡位变异故障。
2 检查
基本检查：检查油面、油液、电器、故障灯、故障码、发动机性能，结果均正常。
进行时滞试验：当操纵杆置于D、3、2、L、R位置时，时滞反应正常。
检测主油压：怠速、失速时主油压均正常。
3 诊断分析
3.1动力传动分析
A140E自动变速器动力传递原理如图1所示。齿轮机构由共太阳轮式辛普森齿系和超速行星排组成。各挡位制动器、离合器状态如表1所列。
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操纵杆置于D位置、3挡行驶时，液压执行元件C0、C1、C2、B2接合，单向轮F0无负荷。动力传递路线为：发动机→变扭器→超速行星排的行星架→C0接合，使超速行星排的太阳轮与行星架同步→超速行星排的齿圈→离合器C1、C2接合，使辛普森齿系的后齿圈与太阳轮同步→辛普森齿系的后行星架→输出。
操纵杆置于D位置、4挡行驶时，液压执行元件B0、C1、C2、B2接合，单向轮FO无负荷。动力传递路线为：发动机→变扭器→超速行星排的行星架→BO接合，制动超速行星排的太阳轮→超速行星排的行星架→超速行星排的齿圈→离合器C1、C2接合，使辛普森齿系的后齿圈与太阳轮同步→辛普森齿系的后行星架→输出。
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对比分析可知，操纵杆置于D位置且当B0接合、C0分离时，为4挡；当B0分离、C0接合时，为3挡。
液压执行元B0、C0的动作受自动变速器电液系统的控制。
3.2电液系统分析
该自动变速器速比电磁阀控制逻辑见表2。
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操纵杆置于D位置、3挡行驶时，电液系统控制原理如图2所示，液压执行元件C0、C1、C2、C3接合。
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操纵杆置于D位置4挡行驶时，液压执行元件B0、C1、C2、B2接合。
操纵杆置于D位置时4挡与3挡电液控制系统的区别：4挡时2号速比电磁阀由通电转换为断电，使其油路为保压状态；1-2挡换挡阀由于弹簧侧作用有2-3挡换挡阀控制的油压，其阀芯位置不变；3-4挡换挡阀在油路保压的作用下，阀芯位置由上位移至下位，油路转换，对应的液压执行元件C0由接合转变为分离，B0由分离转变为接合。
3.3故障原因
综合以上分析，认为此例自动变速器挡位变异故障可能的原因有：
a.液压执行元件B0、C0动作异常或泄漏。
b.速比电磁阀动作异常或泄漏。
c.挡换挡阀动作异常或泄漏。
d.液压执行元件C0的蓄压器泄漏，节流阀异常。
4 诊断与排除
4.1道路试验
道路试验的目的是观察自动变速器ECU发出的控制信号是否正确，同时检测自动变速器主油压。
用发光二极管串联330Ω电阻，制作两个电子试灯，分别与1号、2号速比电磁阀并联连接，两个电子试灯的亮、灭分别对应1号和2号速比电磁阀通、断电。
在道路试验过程中安装油压表，检测自动变速器主油压。
检测结果：当自动变速器出现异常降挡时，两个电子试灯分别对应1号、2号速比电磁阀的通、断电状态，符合表2，说明自动变速器ECU发出的控制信号正确；自动变速器主油压正常。
4.2进行手动挡试验
拆开自动变速器上的导线插接器，操纵杆置于D位置试车，结果是自动变速器偶然出现异常降挡现象。
分析试验结果，可知故障点不在电控系统，并且主油压控制系统、齿轮机构正常。应进一步检查液压执行元件B0、C0、速比电磁阀，以及与B0、C0相关的油路和液压元件。
4.3自动变速器拆检
解体自动变速器，重点拆检如下元件和油路。
a.液压执行元件B0、CO
元件的活塞、油封、回位弹簧正常；用压缩空气试验活塞，动作正常。
b.C0的蓄压器、节流阀
蓄压器的密封性、弹簧、动作均正常,节流阀也正常。
c.1号、2号速比电磁阀
1号、2号速比电磁阀的密封性与动作均正常。
d.3-4挡换挡阀
特别注意，换阀的检查包括：配合及密封性；弹簧；锁片；挡塞。
检测结果：3-4挡换挡阀的弹簧自由长度实测值为32.5mm,弹簧直径实测值为:9.70mm。而3-4挡换挡阀弹簧的自由长度标准值为29.27mm，弹簧直径的标准值为:9.70mm。比较标准数据，可知3-4挡换挡阀的弹簧自由长度实测值明显大于标准值。
e.相关的油路
相关油路均正常。
分析：3-4挡换挡阀的动作受2号速比电磁阀控制的油路压力和弹簧弹力作用。在4挡时，3-4挡换挡阀在油路保压的作用下，阀芯位置由上位移至下位，油路转换，对应的液压执行元件C0由接合转变为分离，B0由分离转变为接合；此时由于3-4挡换挡阀的弹簧自由长度明显大于标准值，即弹簧的恢复力较大，在速比电磁阀状态不变时，极有可能推动阀芯位置由下位移至上位使油路转换，对应的液压执行元件C0由分离转变为接合，B0由接合转变为分离，即进入3挡。
更换3-4挡换挡阀的弹簧后，该自动变速器恢复正常。
经询问该车用户，曾在其他维修厂多次拆解阀体，因此故障是在拆解阀体过程中装错3-4挡换挡阀的弹簧所致。
