车辆信息:一辆2003年沃尔沃XC90越野车,配用T6型发动机和4T65E型4前速手/自动一体式电控自动变速器。车身信息:YVICM91H23107××××。
故障现象:据车主描述,该车在正常行驶时,明显感觉发动机噪声较大,而车速与发动机转速也不太正常。此时发动机故障灯点亮,同时手动模式位置总显示3档位置,于是将车开到距离较近的沃尔沃维修站进行相关检测。因为维修站本身没有自动变速器的总成维修业务,只做一些简单维护作业,所以当发现ATF严重变成黑色时决定先更换ATF再说。更换ATF后清除故障存储器中故障内容,试车。结果凉车时还勉强,热车后发动机故障指示灯再次点亮,变速器锁在3档上。
检修过程:接车后,确实发现变速器始终处在保护状态。连接诊断仪进行电控系统检测,结果在故障存储器中读出两个故障码:TCM-008都换档电磁阀S2信号丢失;ECM-6100即发动机冷却风扇(PC)控制(P)。清除故障码后,起动发动机,随后故障指示灯又会点亮,“换档电磁阀S2信号丢失”的故障码重现。
为了确信该故障码的成立条件,发现在不起动发动机,点火开关打开,变速器内没有建立油压的情况下,将S2电磁阀故障码清除后,关闭点火开关再重新打开点火开关,读取故障存储器故障码就不会出现。清除故障码后,如果起动发动机,马上故障码就会出来,看来这是跟油压有关了。因为发动机是否运转只是区别于自动变速器油泵是否建立系统油压(其实点火开关打开和起动发动机对于电磁阀的工作状态还是有区别的,虽说在1档时两个换档电磁阀S1、S2都处于通电状态)。通过观察ATF状况,说明变速器内部元件已经有烧损情况(臭味很浓),所以只能先分解变速器做大修处理。
分解变速器后,发现只有2/4档离合器摩片有烧损痕迹,但并不是特别严重,其他元件完好无损(图2-56)。通过分析只是简单的2/4档离合器烧片问题(轻微烧损),不至于使ECU在起动发动机后就马上设置换档电磁阀S2的故障码,因此还是应该重点围绕电磁阀S2外围电路及所控制区域内的油路进行故障查找。
对电磁阀S2本身进行功能测试,如图2-57所示。在确信电磁阀线圈阻值没有问题的情况下,对其进行密封性能试验。在正常情况下,当变速器温度在20℃时,换档电磁阀线圈S2电阻的测定值应为19~24Ω;在88℃时的测定值应为24~31Ω。
图2-56 轻微烧损的2/4档离合器片
图2-57 对换档电磁阀S2密封性能的测试
测试方法:
1)在电磁阀的入口处夹紧一段内径为12.7mm的橡胶软管。(www.xing528.com)
2)从电磁阀的一个端子连接一条导线到蓄电池负极端子接地。
3)在橡胶软管中加入压缩空气,空气压力不可大于8.3MPa,过大的压力不能使电磁阀定位钢球正确定位。
4)从电磁阀另一端子到蓄电池的正极端子(12V)连接一条导线。
5)观察电磁阀空气流。当电磁阀加电时,如果有空气泄漏则更换电磁阀。测试结果为电磁阀本身并没有问题。
接下来对电磁阀的电路进行测量,也没有发现问题。难道是ECU的问题或是还有其他问题?于是对出现S2电磁阀信号丢失的故障码再次进行分析:为什么起动发动机后该故障码就会出现,而点火开关打开不起动发动机故障码就不会出现呢?其实分析起来还是比较容易理解的:
1)点火开关打开时,PCM虽说向S2电磁阀发出驱动指令,但电磁阀所控制的油路并没有发生改变,所以电磁阀本身阀芯处在(比如说卡滞)什么位置(通断电的两个位置)ECU并不知晓,这样当电磁阀线圈在没有问题的情况下,ECU是不会记录相应故障码的。
2)起动发动机后自动变速器内部形成系统工作压力,当PCM向换档电磁阀S2发出控制指令时,该电磁阀所控制着的换档阀门就会发生位移,相应的换档油路就会得以切换。因此当电磁阀本身阀芯卡滞、换档阀门卡滞以及换档油路或用油元件本身存在堵塞或泄漏时,ECU通过监测传动比或反馈油压信息都会设置换档电磁阀的故障,但在检查各换档阀门时并未发现任何问题。
故障排除:在没有明显找到故障原因后,为了保险起见,按照维修标准还是更换了全部电磁阀(因阀体各阀门并没有磨损迹象的没有更换)以及其他部件,同时通过其他同行还得到一个重要信息:那就是他们曾经也遇到此类故障,是通过更换2档离合器和输入离合器总成问题得以解决的。于是又连同这两个元件一起换掉。结果试车变速器工作良好,故障码并没有再次出现,于是将车辆交付用户使用。本以为该故障应该彻底解决,但用户只用了一天就打电话说原来的故障现象又一次出现。可开到修理厂后,车却是工作正常的,同时故障存储器中仍然记录的是S2电磁阀故障。奇怪了,看来又是一个较麻烦的偶发性故障了。
考虑到内部机械和液压元件的可能性非常小,所以还得重新清理头绪,目的是不要把简单问题复杂化。在确定电磁阀没有问题的情况下,索性直接从ECU到电磁阀间进行跨线,结果经过长时间路试故障均没有出现,因为这样的跨线并不规范,因此又将线束破开重新布线。最后交车,目前已经使用1个多月,运行良好。
总结:现在新款车型特别是带有闭环控制功能的自动变速器,当以故障码形式出现故障时,其ECU控制范围比较宽,其设定的范围也比较宽。所以在分析一个故障码含义及设置成立条件时,分析思路及诊断范围就必须随之拓展加宽。从理论意义上讲,当变速器电控系统设置电磁阀信息故障时,它无外乎就是在于电磁阀本身、控制电路、ECU这三方面,充其量还有可能是因信号干扰所导致出现的线性电磁阀故障。但往往按照这些思路进行排查时,却又不能轻而易举地找到故障点。其实自动变速器ECU虽然设置出电磁阀的故障码,但并不见得是因电磁阀引起,它很可能是因这个电磁阀所控制的整个油路的某一点出现问题,比如说离合器泄漏导致摩擦片烧损后该换档油路泄漏,而ECU误认为控制该油路的换档电磁阀出现了问题,从而设置出电磁阀的故障码。就该车故障而言,起动发动机后自动变速器系统便建立工作油压,同时PCM会直接驱动两个换档电磁阀(Sl和S2)工作,两个电磁阀共同控制着3个换档阀门的位置,继而决定了当前档位的油路,所以当某一电磁阀控制着的油路出现故障时(因线路问题导致),ECU通过输入及输出速度传感器计算出当前档位的传动比信息,并与其CPU内部的传动比信息进行比较,来确认该油路的正确与否,也因此出现了故障码的成立的条件,以启动安全保护模式控制。
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