一辆行驶里程约6.9万km的2008款别克陆尊轿车。据驾驶人反映,该车在高速公路上行驶时,车速最高只能达到90 km/h,且油耗明显高于同款车型。
相关资料:上海通用别克陆尊维修手册
接车后:维修人员首先对车辆进行了基本检查。发现发动机油和自动变速器油均正常;各电控系统自诊断可以顺利完成,且无故障代码存储;发动机怠速运转正常,原地空负荷踩加速踏板加速时发动机转速响应很正常。接着维修人员与车主一起进行路试,发现车辆行驶的整体感觉与车主的描述相同,确实存在无法高速行驶的故障现象。连接故障检测仪读取自动变速器数据流(如图1),当车速达到80 km/h,发动机转速为3 027 r/min时,自动变速器挡位仍位于3挡,发动机转矩为203 N·m。
在松开加速踏板瞬间,发动机转速由3 027 r/min下降至1736 r/min这段时间内,自动变速器的挡位升到了4挡,车速稍有下降,变为79 km/h,且此时的发动机转矩约为22 N·m,数据变化如图2所示。
然而,如果再次轻踩加速踏板,挡位又会回到3挡,发动机转速由1 726 r/min增加到2 864 r/min,同时发动机转矩也增大到174 N·m,车速变为86 km/h,详细数据如图3所示。
基于上述路试结果,初步判定此车故障是自动变速器无法顺利升挡导致的。该故障的表象是车辆无法高速行驶(车速最高只能达到90 km/h);然而进一步分析可知,从松开加速踏板后自动变速器挡位能够短暂升到4挡这一现象,可以断定自动变速器的逻辑控制部分和各执行器的工作都是正常的,故障原因可能是自动变速器的某个输入数据存在异常,导致换挡异常的。
于是笔者又仔细读取了自动变速器和发动机的数据流,发现节气门位置传感器(TPS)信号数值异常。当发动机怠速运转时TPS信号数值为20%(图4);当发动机停止运转且不踩加速踏板时,TPS信号数值仍为24%(图5)。但若缓慢踩下加速踏板,TPS信号数值可以随着加速踏板踩下的幅度而逐步增加到100%。
回顾此款车发动机的怠速控制原理可知,在出厂时,维持发动机怠速运转的节气门开度设定值为5%~8%,在此开度下发动机的进气量就可以满足发动机怠速工况下的负荷要求。当怠速负荷增加(如开空调等情况)时,PCM会通过控制节气门控制电动机来使节气门开度增加约4%,目的是增加进气量以满足负荷增加的需要。然而随着车辆的使用,发动机的节气门上会附着许多灰尘,从而使进气通道变小,发动机的进气量也会随之变小。进气量的减少会导致发动机无法满足怠速工况下的负荷要求,而为了达到怠速时发动机可以平衡运转的目的,PCM会通过控制节气门控制电动机适当增加节气门开度,并存储此时的TPS值以替代出厂时的设定值。因此随着节气门上灰尘的不断积累,怠速运转时TPS开度也就相应变大了。
但是该车的TPS值偏移过多,达到了20%,这虽然保证了发动机怠速时的平稳运转,但是却给自动变速器的正常换挡带来了麻烦。因为自动变速器的升降挡控制,主要参考车速和节气门位置这两个信号,多数自动变速器控制单元会计算车速和TPS信号数值的比率,并以此为基准来控制换挡点。
笔者推测,正时由于此车TPS的学习值过大,导致自动变速器无法升挡的。当缓踩加速踏板对车辆进行加速时,虽然APP值可能仅为约25%,但TPS信号数值可能已超过了50%,这时自动变速器控制单元不会发送3挡升4挡的控制指令;而此时若猛踩加速踏板,自动变速器控制单元收到了节气门开度迅速增大的反馈信号,开启了强制降挡功能,于是自动变速器控制单元将挡位维持在3挡(正常情况下应是从4挡降为3挡),这样就产生了动力不足的感觉。当松开加速踏板时,TPS信号数值变小,满足了换挡条件,自动变速器控制单元发送3挡升4挡的控制指令,自动变速器顺利升至4挡。当再次踩下加速踏板时,节气门开度又迅速增大,达到了降挡的条件,自动变速器控制单元发送4挡降3挡的控制指令,使自动变速器又降到了3挡。因此,笔者认为如果能够把TP偏移值变小,就可以解决此问题。
连接故障检测仪,进入“功能检测”,选择“模块设置”,然后点选“怠速学习重置”。按照故障检测仪提示的信息完成操作后,再次读取发动机数据流,发动机怠速状态下TPS信号数值降到了14%。随后进行路试,故障现象有了明显改善,在车速为60 km/h,发动机转速为2 678 r/min时,就可以进入4挡行驶了。至此可以验证故障排除的方向是正确的。
故障排除:将该车开回维修车间,清洗节气门后再次使用故障检测仪进行怠速学习重置操作。操作完成后,读取发动机数据流,怠速状态下TPS信号数值降到6%。路试约15km,车辆行驶一切正常,故障彻底排除。