2004年款宝马MINI Cooper轿车变速器不换挡
故障现象:一辆2004年款宝马MINI Cooper轿车,搭载1.6 L 4缸发动机,匹配的是ZF公司生产的具有手动模式操作功能的CFT23型钢带传动式无级变速器。该车因出了一起事故,导致变速器壳体损坏,于是修理厂为其更换了一个旧的变速器总成。但在更换变速器总成后,变速器却出现了不换挡的症状,当车速达到80 km/h时,发动机转速却已经达到了5 000 r/min,同时故障警告灯闪烁,使用手动模式操作也是如此,此时维修人员不敢再继续加速行驶,于是向笔者求助。
检查分析:CFT23型无级变速器的外观及内部结构如图1所示。该款变速器的换挡控制过程是,变速器控制单元接收影响换挡控制的传感器信号,在经过分析计算后,驱动“步进电机”实现传动比的变化,同时指令两个脉宽调制(PWM)频率电磁阀分别控制钢带夹紧力度和离合器接合压力。变速器是否执行传动比变化控制即换挡控制,主要取决于传感器的输入信号、控制单元本身及执行机构。考虑到该车为事故车辆,因此变速器控制单元损坏的可能性较小。而影响换挡控制的最重要的传感器是车速传感器(图2),因此我们决定对车速传感器进行检查。将原车的车速传感器安装在更换的变速器上,同时利用故障诊断仪监测传感器是否向控制单元提供变速器输出齿轮的转速信号,结果传感器发送信号正常,因此可以确定不是车速传感器的问题。利用故障诊断仪查询故障存储器,控制单元没有记录任何故障码(也许是诊断仪器不够专业),难道是执行机构(液压控制单元)出了问题?液压控制单元的功能是控制传动比、钢带的张紧力及离合器的接合,鉴于该变速器是旧的,因此不得不考虑控制单元损坏。此时我们决定将原车变速器的液压控制单元(图3)安装在旧的变速器上进行路试。经试车发现,故障症状完全相同。
考虑到原车变速器是好的,我们怀疑更换的变速器其他部分还存在问题,因此决定将原车变速器的机械传动机构与更换的旧变速器进行替换,也就相当于只是将原车变速器的壳体进行了更换。在将更换的变速器抬下来分解并将原车变速器的所有机械部分重新安装在旧变速器上后,装复路试,结果令人大失所望,故障症状未有丝毫改观。此时的情况让我们感到难以理解,在进行完上述操作后,变速器本身应该没有问题了,难道是控制单元坏了?在这种情况下,我们不能再轻易更换其他部件。
虽说该款变速器为无级变速器,但其换挡控制与自动变速器换挡控制类似,如果输入信号正确,那么变速器控制单元就应该发出换挡控制指令。在自动变速器及部分无级变速器上,是通过电磁阀来完成传动比变化的控制,但在该款无级变速器上,传动比的变化是变速器控制单元通过驱动步进电机,控制主从动带轮的跨度半径实现的,因此我们下一步应该检查变速器控制单元是否对步进电机发出驱动指令。对于该款变速器,我们可以通过该变速器控制系统的电路图及变速器16针圆形插接器接脚说明(图4、附表),利用万用表来检测汽车行驶时步进电机是否动作。经过检测发现,变速器控制单元根本就没有执行驱动步进电机的这一动作指令。
既然已经确定传感器发出的信号正常,说明变速器控制单元的输入信号没有问题。对于变速器控制单元而言,输入信号正常却没有输出信号时,如果没有其他因素,便可以确定控制单元本身损坏。难道该车的变速器控制单元坏了?此时笔者又仔细分析了一下该车的情况。该车只是发生了碰撞,根据该车的碰撞部位判定,只是底盘及变速器壳体轻微损坏,根本伤及不到控制单元。对于该车出现的这种故障,会不会是控制系统在断电后还需要匹配等相关操作呢?由于对该款变速器此方面的信息不了解,手头又没有相关的资料,看来只能去寻找一些维修相关信息或求助于宝马专业维修厂。
后来通过找到的相关维修信息得知,该款变速器在更换变速器总成、变速器控制单元等部件后,必须进行适应性自学习,只有这样才能使变速器实现正常的换挡控制。此项适应性自学习的操作步骤如下:
①关闭自动空调开关。
②确保变速器ATF温度在25 ℃以上。
③将换挡杆挂入D挡起步。
④将油门踏板置于初始位置,然后逐渐踩下油门踏板使车辆持续加速,在平坦的路面上将车辆加速至100 km/h,之后松开油门踏板(此时不必考虑发动机转速达到多少,一般情况下,我们在试车过程中一旦发现发动机转速急剧上升而车速上升较慢时就不再敢加速行驶)。注意:在松开油门踏板的减速过程中不要使用任何制动器,这样在减速过程中学习开始被执行:发动机转速由5 000 r/min降到2 000 r/min时,每一步降低500 r/min;再从2 000 r/min降到1 400 r/min时,每一步降低100 r/min;当发动机转速降到1 400 r/min后,自学习阶段结束。
⑤让车辆减速至车辆停止。
注意:该自学习功能未完成学习之前警告灯会一直闪烁,自学习功能成功完成后该警告灯即会熄灭。
故障排除:在按照提示执行以上学习功能操作后,故障排除
回顾总结:通过对该车故障的维修,提醒我们,随着现代汽车技术的发展,汽车上的很多系统已经拥有单独的控制单元,而且相应的控制功能也更加完善,所以当控制单元断电时需要进行匹配或初始化。因此,我们在维修现代汽车时,当对相应的系统进行断电时,一定要注意。也许广大维修人员已经对发动机、车身电器及ESP等系统的初始化或匹配有了深刻认识,但由于接触自动变速器的维修较少,因此对于自动变速器系统的初始化或匹配则没有引起足够的重视。对于该车故障的维修,之所以给我们制造了麻烦,也正是由于对该款变速器的接触较少,加之没有相关的资料,不清楚在维修工作完成后需要对系统进行匹配。所以,在这里要提醒广大维修人员,在维修一些新型变速器时,应事先查阅一下相关的资料,以便了解相应的注意事项,以免走弯路。(薛文)