◆文/广东 钟斌
一辆2012 年生产的日产新阳光,搭载HR15DE型1.5L发动机,VIN码为LGBP12E20BY07****,行驶里程为38600km。车主反映,该车仪表上的发动机故障灯常亮,行驶过程中感觉加速无力,且加速时车辆“窜”动厉害,另外,仪表台上的挡位指示闪烁几次后就不再显示(图1)。关闭钥匙重新启动后,除发动机故障灯亮以外,其余均恢复正常,但行驶不久又会出现同样的故障现象。另外,车主还反映,大半年前出现过类似的问题,维修师傅清除故障码后恢复正常,最近又频繁出现同样的故障,在其他地方进行过检修,说是挡位开关故障,但更换挡位开关后故障依旧。
接车后,启动发动机并观察仪表台,与车主反映的故障现象一致。用专用诊断仪读取故障信息,在变速器控制单元中存储有故障码为P0705-变速器挡位传感器A故障(图2)。为进一步确认故障,清除故障码后与车主一起试车。发动机重启后故障灯依旧亮起,开始挡位功能显示正常,但行驶一段里程后挡位显示开始闪烁,随后进入失效保护模式,挡位显示消失,换挡冲击感强,且加速无力。清除故障码后,仪表台上的显示均正常,但行驶一段路程后发动机故障灯再次点亮,故障现象重现。
该车搭载的是CVT无级自动变速器,具有OBD自诊断功能,CVT变速器是电子控制自动变速器,具有故障保护模式。故障保护模式主要是为防止自动变速器在出现故障时进一步损坏,而启动的又一控制模式。当自动变速器电子控制系统、液压控制系统及机械系统控制单元判定变速器出现严重故障时,控制单元不但通过点亮故障灯的方式提醒驾驶员,同时控制单元还会启动故障保护模式功能来保护变速器。
另外,该款变速器的控制单元通过采集节气门位置传感器TPS和电子节气门EPC信号,实现对换挡点的控制(与车速信息一起实现)、换挡程序的控制,以及不同节气门开度下油压控制,使变速器在执行换挡时通过油压来改善换挡品质。其中,换挡程序控制,是为了实现模糊逻辑换挡控制功能,也就是在经济模式与运动模式之间进行转换,这是通过加速踏板运动率来激活的。
结合故障码及加速无力的故障现象进行综合分析,初步判断该车的故障点在CVT无级自动变速器上,可能的故障原因有:自动变速器油位或油液品质异常;初级带轮故障;控制系统故障。
查阅维修手册,并按照维修手册指引进行检查和测试。检查油液液位、颜色及气味,均正常。进行失速试验,失速转速正常,说明初级带轮工作良好。进行油压测试,结果均正常,说明控制系统良好。根据上述检查和测试,初步判断该车CVT变速器机械部分应该没有问题,故障应为偶发间歇性电路或电子元器件故障,可能的故障原因有:相关线束或者线束插头接触不良;变速器挡位开关或控制模块等存在故障。
对变速器控制单元TCM、挡位开关及相关线路等进行检查与测量,均未发现异常,同时对其连接器插头进行清洁处理,确保插头接触性良好,清除故障码后再次路试,故障依旧,没有任何改变。
故障诊断工作陷入困境,再次分析故障原因,寻找故障产生的规律。在路试的过程中发现,正常行驶时故障出现的频率较低,但在车多路况复杂踩刹车频繁的行驶过程中,故障就容易重现。据此判断该车故障与制动或挡位存在一定的关联性,回厂后将检查重点放在了制动及挡位上。反复进行挂挡、换挡操作,发现在D挡时踩下制动踏板,倒车影像显示屏偶尔会闪亮一下并进入倒车模式,这进一步证实了制动、换挡或挡位开关与故障现象之间存在着某种关联关系。由于该车已经更换过挡位开关,暂时排除挡位开关存在故障的可能。
查阅故障车型的挡位开关及TCM控制单元相关电路图(图3、图4),从中可以看出,故障车型挡位开关中的R挡信号5一方面进入控制单元TCM的6号脚,另一方面还要驱动倒车灯。
故障车的倒车灯位于在右后尾灯中,而右后尾灯中的转向灯、倒车灯、制动灯以及小灯均共用搭铁点B57。利用维修诊断仪读取相关数据流发现,在挂挡时踩制动,数据流中有时候能看到倒挡R和前进挡D的挡位信号同时处于“ON”状态(图5)。也就是说,在挡位处于前进挡D时,变速器TCM控制单元同时还收到一个倒挡开启信号,致使变速器TCM控制单元误判为挡位开关有故障,从而进入失效保护模式。也就是说,挡位开关存在故障,是的系统生成故障码P0705并点亮仪表台上的发动机故障灯。
根据上述检查,并结合挡位开关、TCM控制单元以及右后尾灯的电路分析,可能是尾灯搭铁点接触不良,踩制动时制动灯开关正电通过制动灯泡回流到倒车灯泡,再通过挡位开关5号脚进入TCM控制单元,使得TCM控制单元同时收到两个挡位信号,TCM控制单元误判为挡位开关故障。因此,更换挡位开关后问题仍未得到解决。
拆检右后尾灯及搭铁点发现,右后尾灯插头3号脚(搭铁线)存在轻微腐蚀现象,存在接触不良的情况(图6)。对该插头进行清洁处理并装复后,清除故障码,再次进行试车,故障现象消失,读取数变速器控制单元TCM据流,显示正常。交车后过了一段时间,通过电话跟踪回访,该车未再出现相关故障,故障已被彻底排除。
在故障诊断过程中,我们常常习惯于先读取故障码,然后根据故障码引导的结果进行检测,最后更换或维修与故障相关的零部件。这种方法虽然能解决一部分问题,但具体到本案例,还需要通过查阅维修手册、路试,并结合关联系统的数据流等进行综合分析,才能真正找到故障根源。
本案例中,笔者在诊断工作陷入困境时,通过仔细观察并分析变速器控制单元TCM的数据流才找到了突破点。虽然故障车的故障点只是一个小小的搭铁点存在接触不良的情况,但由此引发的故障现象与故障点相差较远,二者关联性不强。通过本案例可以看出,在诊断汽车故障时,一定要借助专业的维修资料、专用检测仪器,根据系统工作原理和控制逻辑进行综合分析,才有可能找到故障根源,快速排除故障。
本案例,诊断过程叙述得很详细,且内容很容易理解。读完这篇案例,让我想起一个类似故障。
35年前,一位BJ130轻型货车(图7,可惜我没找到尾灯照片)的驾驶员对我说:“踩下制动踏板时,右制动灯暗亮,两个前小灯点亮”。我说施个“魔法”立马就会好,于是我口中念念有词,并用手拍了一下右制动灯,果然右制动灯亮度恢复正常,两个前小灯也熄灭了。所谓“魔法”,其实就在于抬手一拍。该车制动灯与尾灯共用一个双丝灯泡,灯壳安装到车身当作负极回路。一旦灯壳与车身搭铁不良,踩下制动踏板时,电流会通过右制动灯丝、右尾灯丝、两个前小灯和左尾灯并联的三条支路,流向搭铁点,12V电压加到串联电路上,所以这些灯泡都是暗亮。
现如今,汽车尾灯总成外壳由耐热ABS制成,并装有集中搭铁线。如果搭铁线与车身接触不良,同样会出现上述现象。而且,现在的尾灯总成中集成了倒车灯,虚假的倒车灯信号送到TCM,导致TCM进入失效保护模式。
本案例中,车主对故障现象描述得非常详细,发动机故障灯常亮,挡位指示灯不显示。该车挡位指示灯兼做变速器故障警告灯,不显示就等于变速器有故障。本车半年前维修该故障时,维修人员的诊断工作显然过于简单,更换的挡位开关未必有问题。虽然当时故障消失,但那只是暂时被掩盖,因为右制动灯只是偶发性搭铁不良故障。
本文作者接手该车后,查询到得故障码是“变速器挡位传感器A故障”,作者按照标准诊断流程,读码、清码、路试、观察故障是否再现。当故障再现时,作者观察到中控屏显示倒车影像,这说明倒车影像控制单元也收到R挡信号。根据挡位开关的结构分析,挂D挡后同时输出D挡、R挡两个信号的可能性很小,应该是R挡信号线有问题。随后,作者根据电路图分析,右尾灯总成插座的3针,通过电线连接到B57搭铁点;如果3针接触不良,制动灯开关闭合时,电流不能通过B57去搭铁,而是通过倒车灯流向TCM插座的6针。这就相当于TCM接收到R挡信号,因同时接收D挡和R挡信号,TCM随即失效保护模式。
右尾灯插座3针断路,踩下制动踏板时,电流还会流经尾灯、转向灯,灯泡会暗亮或不亮(施加灯泡的实际电压低于额定电压过多时,灯丝不会点亮)。另外,故障车虽然有10年车龄,但只行驶了38600km,每次保养时间间隔应该比较长,猜测在保养时也没检查灯光。如果及时检查灯光,当发现右制动灯亮度不够或不亮,可能就会查找故障点:右尾灯总成插座3针腐蚀,从而顺带排除本案例中的故障。