摘要:自动档AT车型在上市前试用阶段出现间歇性加速无力、减速顿挫故障,阐述该故障的诊断程序和检测方法,找出故障原因系电磁干扰所致。采取措施排除干扰源后,车辆恢复正常。
对于自动档AT车型,汽车企业设计各有特点,系统标准化差异以及日益普遍的用户购车后加装改装电气元件等,对于汽车维修人员而言,需不断更新充实专业技能知识,对新车型特性问题进行实践了解,并总结出共性经验,才能更有效迅速解决AT车型突发性、间歇性的故障问题。本文结合AT车型产品在开发测试阶段和上市试用前期,用户对车辆进行个性化改装后发现的失效模式及处理解决过程,进行了应用电磁干扰原理思路的故障分析。
1 问题背景描述
上汽通用五菱汽车股份有限公司(SGMW)其乘用车品牌宝骏汽车,在成功推出3厢手动档MT车型后,顺应市场需求,在2013年加推了自动档AT车型。相关动力与自动变速器配置为1.5L+GF6和1.8L+GF6两种,其中GF6自动变速器是上海通用汽车股份有限公司多款成熟车型的匹配同型产品,而宝骏自动档AT车型在正式投放市场销售前,企业基于性能品质测试和市场品牌信息预热导入的需要,在2013年3-5月,以员工新车型体验惠购和部分重点市场经销商公务用车的方式,相继在全国7个城市投放了约200台新车使用。
在使用3个月后,部分车辆相继反馈:行驶过程中,间歇性突然出现加速无力—无论如何加油,时速不超过70 km/h,或者出现减速时有明显的顿挫感现象,故障状况常持续1~3 min,断开点火钥匙再启动后故障现象会消失,用户感知明显。但当车辆到了4S店特约服务站后,故障状况往往又很难重复出现,这就给服务站的维修技师快速准确处理带来了难度。如此多次往返后用户抱怨投诉升级,急需现场调查处理,以快速制定有效解决方案。
2 车辆自动变速器简介
GF6型液压自动变速器是手自一体、6速前轮驱动式电子控制变速器,主要包括:一个4元件变矩器、一个混合行星齿轮组、摩擦式和机械式离合器总成以及一个液压控制系统。
4元件变矩器包括一个泵轮、一个涡轮、一个用花键连接到涡轮上的压盘和一个导轮总成。变矩器的作用类似于液体祸合器,将发动机功率平稳地传递到变速器。必要时,变矩器还通过液压方式提供附加的转矩放大。当压盘接合时,提供发动机至变速器的机械直接驱动祸合器的作用。
行星齿轮系提供6个前进档传动比和一个倒档。传动比的改变是全自动,利用位于变速器内的变速器控制模块TCM来实现。变速器控制模块接收并监测不同电子传感器的输入信号,并使用这些信息使变速器在最佳时刻变换档。变速器控制模块指令换档电磁阀和可变排气压力控制电磁阀,以控制换档正时和换档感觉。变速器控制模块还控制变矩器离合器的接合和分离,从而使发动机实现最大燃油效率,同时不降低车辆性能。所有电磁阀,包括变速器控制模块,组装成一个独立的控制电磁阀总成。
液压系统主要包括一个齿轮泵、一个控制阀体总成和壳体。液压泵保持离合器活塞作功所需的工作压力,以接合或分离摩擦部件。这些摩擦部件在接合或分离时保证了变速器的自动换档品质。
变速器使用的摩擦部件包括5个多片式离合器。多片式离合器和一个单向离合器的组合,通过齿轮组提供7种不同的传动比,6个前进档和一个倒档,齿轮组通过分动箱主动齿轮、分动箱从动齿轮和差速器总成传递转矩,实现车辆变速驱动功能。
3 故障检查
对比手动档MT车辆无此类故障,且AT车型该故障呈间歇性表现,自动变速器电子控制系统TCM受电磁信号干扰,车辆进入限制模式。现代汽车的电子控制系统配置日益增多,且功能呈集成化发展,其信号接收和指令传递往往通过CAN线,不同功能元件收取不同频率的电磁波,这就是现代汽车线束同域布置特点。图1为该车型包括TCM在内的电子控制系统线束同域布置情况。
通过跟踪多辆故障频次出现较高的故障车,发现当车辆加速无力、减速顿挫时,用专用诊断工具RDS监测到变速器档位往往处于5档,且故障灯点亮,故障码为P0723,自动变速器进入保护模式,TCM禁止档位的加、减变换,只以一种“回家”模式在运行,车辆只能以一个较低速度行驶,保护车辆及驾驶人员的安全。
经调查,部分用户购车后给车辆加装了个性化电气设备,用户加装、改装行为是否引发故障,需核对确认。多辆故障车辆都曾调换过未发生过该故障车辆线束或换用新线束,但其故障依然呈间歇性重现,而对调线束原无此故障车辆在测试中也一直无故障表现。可以确定车辆线束不是故障原因。
故障代码P0723:输出轴转速传感器间歇性故障。输出轴转速传感器OSS是一个霍尔效应型传感器。将输出轴转速传感器安装至自动变速器壳体总成,通过双绞线束和连接器连接到控制电磁阀总成上,传感器朝向驻车齿轮齿。传感器从TCM上接收到OSS电源电压,随着输出轴的旋转,传感器基于驻车齿轮齿产生一个信号频率,此信号通过OSS信号电路传输至TCM,TCM使用OSS信号以确定管路压力、变速器换档模式、车速和传动比。图2为TCM控制图。
通过检查,多辆故障车TCM中的输出轴转速传感器OSS功能完好,其线束连接可靠,表面无金属碎屑聚集且与驻车信号齿轮位置正确,安装螺栓的转矩也正常。因此判断故障代码P0723只是TCM系统在收到异常信号后的正常表现。
对5辆故障频次较高车辆进行专门跟踪,发现当故障灯点亮时,仪表车速指针会有抖动变化。指针是由变速器模块TCM控制,证明模块数据变化,而此数据由输出轴转速传感器OSS提供。输出轴转速传感器提供电压的变化使指针变化,则模块受到异常电压变化影响,从而进入保护模式,出现行车时突然加速无力、减速顿挫现象。
4 故障分析
异常电压从何而来?通过查阅该车型的电路布置图发现,TCM的搭铁点G101与其他多处用电设备共用,如图3所示。反复模拟故障发现:车速指针明显抖动是在按电喇叭后出现,电喇叭和TCM共用搭铁点,判断按喇叭时电喇叭工作产生电磁干扰引起电压变化,通过共用搭铁反串至变速器TCM内部,导致变速器工作异常从而进入保护模式。确认电磁干扰源后,使用示波器监控变速器TCM搭铁与其它用电设备之间的干扰电压,分别测试冷却风扇、前照灯、EPS、电喇叭、电子导航等功率较大的用电设备,当使用电喇叭特别是长按电喇叭时,发现有如图4所示的明显电磁干扰信号,电喇叭与TCM间的干扰见图5。TC M受到的干扰幅值及频率和电喇叭的对比情况见表1。