一辆行驶里程约15万km、底盘代号为E83的2008年宝马X3。车主反映:该车仪表台上的四驱系统故障灯以及安全气囊警示灯点亮。
故障诊断:通过与车主交流得知,该车已在其他维修厂进行过检查,但未更换过任何部件,只是对转向角度传感器进行了匹配校准。由于完成匹配工作后故障灯熄灭,且故障现象未再现,之前的维修厂也就草草交车,没料到车主继续行驶后故障灯又再次点亮,遂进本厂检修。
根据故障车的故障现象及车主描述,笔者起初认为四驱系统故障警示灯似乎与安全气囊警示灯并无直接关联,但查阅了宝马X3 E83的车载网络系统图(图1),发现该车动力传动及四驱控制的模块都是通过PT-CAN高速网络线与车辆仪表(网关)相连,并进行通信。车载网络系统图中的MRS4RD模块,即多方位乘员保护系统控制单元主要负责车内的被动安全系统控制,如安全气囊,该模块通过K-BUS低速网络线与SVT电子伺服式助力转向系统进行通信,同时也通过仪表(网关)与车辆其他模块进行通信。也就是说,该车四驱系统内部信号错误也会影响安全气囊系统的信号数据错误,从而导致安全气囊警示灯也同时点亮。蓦于此,笔者决定重点检查四驱系统。
宝马的四驱系统xDrive(图2)是一种用于控制和调节前后桥驱动扭矩分配的系统。DSC动态稳定控制系统将测量值提供给xDrive使用,同时也受行驶性能变化的影响。该系统利用可控的多片式离合器解决牵引力和行驶性能之间的矛盾,因此xDrive系统不是按照固定的比例来分配扭矩,而是由分动器中的受控多片式离合器中的离合器锁止扭矩和前后桥上可传输的扭矩来决定的。
宝马的xDrive系统的核心部件是分动器(图3)。当分动器中的多片离合器分离时,驱动扭矩不会被传输到前桥上,而是所有驱动扭矩被传输到后桥主减速器上;当多片式离合器完全闭合时,则前桥和后桥以相同的转速旋转,而扭矩大小的分配则根据每个车桥上可支持的扭矩来决定的。例如:当红灯变成绿灯时,车辆以1挡油门全开起步时,由于车桥负荷会出现转移,后桥会承担较高的车桥负荷,同时也会被分配较高的驱动扭矩。这意味着当前后桥的摩擦系数相同时,可传输的驱动扭矩与车桥负荷分配一致。如果前桥位于摩擦系数较高的平面,而后桥位于冰面等摩擦系数较小的平面时,则前桥被分配的扭矩要高于后桥,极端情况下甚至会出现所有扭矩都被分配至前桥,而后桥上的扭矩几乎为0。这样就使得车辆能够在极端路面状况下也有较强的行驶驱动力。控制多片离合器的执行器是分动器伺服电机,而伺服电机又被分动器控制单元VGSG所控制。