淺談本田雅閣混合動力E-CVT變速箱高速動力不足的診斷與排除

黃廣鎰

（廣州市交通高級技工學校，廣東 廣州 510170）

前言

過去10年，混動市場處于培育期，目前的混動技術以及混動產品多以提供節油環保方面的價值為主，這也是市場的傳統需求。目前市場上油電混合動力車型一般分為兩類，一類是專為節油而設計，這類車型有不錯的燃油經濟性，但缺乏駕控樂趣；另一類就是專為動力而生，采用大排量發動機與電機雙組合，力求達到更強動力，但又犧牲了一些節油特性，就如同魚與熊掌一般，讓人難以兼得。

而集多種"黑科技"于一身的混動雅閣，并實現高效領先的燃油經濟性的同時，更具有激動人心的性能表現。混動雅閣的i-MMD混動系統由2.0L阿特金森循環發動機、動力控制單元(PCU)、高功率電機以及大容量鋰離子電池組成，其中E-CVT變速箱的電機部分裝載的是雙電機，既沒有傳統的變速箱傳動系統，也不需要行星齒輪，結構上要比豐田的THS-II混動系統更簡單一些。

這套混動系統最主要的特點是，它不僅可以像其它混動系統一樣提供出色的燃油經濟性，而且動力方面的要求也絕不降低，所以被稱為運動型混合動力系統。E-CVT變速箱提供驅動力結構簡單但卻十分有效，經實測：0-100 km/h加速僅需8.09秒，作為一臺以環保為主要目的的混合動力量產民用轎車，十分驚人。同時，工信部給出的官方實測綜合油耗是每百公里4.2L的最低油耗，作為一臺2.0L排量的中高級量產民用轎車，其節油程度也是相當可觀。

而隨著混動雅閣的銷量增加，廣汽本田特約店對混動雅閣的維護和檢測工作也將逐步增加。但是由于E-CVT變速箱與傳統變速箱在結構和功能方面有極大的差異，其檢測方法也存在極大的區別。對于E-CVT變速箱來說，并不能通過時滯測試、失速測試和傳統路試方式進行性能的判斷，只能依靠診斷電腦、油壓測試、工作噪音及動力模式工作情況進行基本判斷。因此，重點研究和分析E-CVT變速箱的油壓測試，對于掌握E-CVT檢測檢驗工作尤為重要。

1 故障現象

該故障車輛是一臺新出廠的混合動力雅閣，在到店執行PDI檢查時發現，在60KM/H時速行駛，車輛動力明顯不足。同時發現該車比其他混動雅閣的高壓電池消耗電量速度要快很多。為避免影響該車的銷售，需要要求盡快解決問題。

2 E-CVT變速箱的介紹

混動雅閣的E-CVT變速箱是本田i-MMD混合動力系統的重要組成部分。混動雅閣所搭載的 i-MMD系統，是目前全球最高效的混合動力系統，由2.0L阿特金森循環發動機和雙電機動力控制單元結合鋰電池組組成。如圖1所示。

圖1

本田的E-CVT變速箱隨著各行駛條件的不同，可以自動進行行駛模式的切換，使燃料效率和動力性能最優化的結合。動力模式的切換方式，不需要使用行星齒輪，只通過超速離合器進行，機械損失減到最小限度。如圖2所示，共有三種行駛動力驅動模式。

圖2

E-CVT變速箱通過組合使用發動機、齒輪和電動電機，提供無級變速的前進速度和倒車。

E-CVT變速箱允許車輛通過電動動力或發動機動力驅動。兩種動力均通過變速箱內的齒輪傳送到輸出軸。該變速箱無傳統的齒輪或帶輪變速機構，完全依靠超速離合器進行動力切換，以及電機的功率變化輸出不同速比動力和扭矩。

電動機的功率輸出特點不同于內燃機，可以在運轉初期就輸出極大的扭矩（因此起步時不可過于激烈操作加速踏板，避免出現危險）。

E-CVT變速箱需要定期更換變速箱油（ATF-DW1），且不可分解，如有故障只能整體更換（雖然沒有變速機構，但還有機械傳動機構和離合器，需要使用變速箱油，電動機、發電機也要通過變速箱油進行散熱）。

3 故障原因分析和E-CVT變速箱超速離合器作用

車輛在進行PDI檢查的時候發現了異常，但是通過本田診斷儀HDS進行檢查，未發現故障碼。通過對數據分析，發現在60KM/H行駛，超速離合器工作/結合的時候，該車的輸出軸轉速比其他混動雅閣車輛稍低，雖然也處于正常范圍。由于是全新車型，沒有過往案例參考和借鑒，只能從工作原理上進行初步分析。

首先分析超速離合器的作用：用于切換發動機和電動電機驅動兩個不同的動力輸出源。本文簡單介紹一下E-CVT的三種驅動模式。

E-CVT變速箱共有三種驅動模式：純電動模式、發動機及電動機混合動力模式、純發動機模式。

根據工況的不同，利用超速離合器的結合/分離操作，E-CVT可以進行動力的切換。如圖3所示。

圖3

純電動/EV行駛模式時，利用PCU將電能控制在最佳電量范圍內，用以驅動行使用電機。

混動行駛模式時，發動機帶動發電機，所產生的電能傳送至高壓蓄電池，通過高壓蓄電池控制系統控制在最佳電量范圍內，驅動行駛用電動機。

純發動機驅動時，通過E-CVT變速箱的超速離合器，發動機的動力直接用作驅動力，同時，行駛用電動機可在車輛減速或制動時輔助或回收能量。

如圖4所示：

圖4

首先，是純電動模式，又稱為EV模式。由混合動力高壓蓄電池提供電力給電動機進而驅動車輛。如圖5所示，當超速離合器不工作/分離的時候，電動機對驅動輪進行直接的動力輸出。

圖5

此時，電動機傳輸到驅動輪的動力流程：電動機→電動機軸→副軸

主減速器主動齒輪→主減速器從動齒輪→差速器→驅動半軸→驅動輪

其次，介紹發動機及電動機混合動力模式。當發動機與電動機一起工作的時候，本文稱之為混合動力模式。發動機的主要工作是對混合動力高壓電池進行充電，同時，電動機對車輛進行驅動。此時，超速離合器不工作/分離。

只要油門到達一定深度系統判斷需要加速時，發動機就會啟動但卻并非像傳統混動那樣將發動機電動機動力混合起來。發動機此時的角色就是發電機，它完全不會參與到驅動，而只負責帶動發電機進行發電，然后將電力提供給驅動電動機，用以驅動車輪并將富余電能用于電池充電，可以看出這與插電式混動原理一致。如圖6所示。

圖6

發動機及電動機輸出的動力流程分別為：

（1）發動機→飛輪→輸入軸→發電機齒輪→發電機

（2）電動機→電動機軸→副軸→主減速器主動齒輪→主減速器從動齒輪→差速器→驅動半軸→驅動輪

最后，我們介紹下純發動機模式。當只有發動機進行驅動輪驅動的時候，就是純發動機工作模式。

當車輛處于高速巡航狀態，由于電動機不擅長轉速運轉且耗電量很大，而混動雅閣所搭載的2.0 L阿特金森發動機較適合高轉速低油耗運行，所以在高速巡航（約60KM/H以上）時，會由發動機直接驅動車輛。如圖7所示。

圖7

此時，發動機的動力輸出流程：

發動機→飛輪→輸入軸→超越離合器→超越齒輪→副軸→主減速器主動齒輪→主減速器從動齒輪→差速器→驅動半軸→驅動輪

另外，在E-CVT變速箱三種模式之外，最后再說明一下E-CVT變速箱是如何實現倒擋的。E-CVT的倒車擋是通過純電動/EV模式中電動機反轉來實現的。如圖8所示。

圖8

此時，電動機的動力傳輸流程與純電動/EV模式一致：電動機反轉→電動機軸→副軸→主減速器主動齒輪→主減速器從動齒輪→差速器→驅動半軸→驅動輪

從超速離合器的作用和 E-CVT變速箱的三種工作模式的特性進行推斷分析，最大的故障可能性是超速離合器打滑，導致了發動機動力在巡航行駛狀態不能完全提供給車輛行駛系。

總結可能原因，并按可能性進行依次排序：

（1）超速離合器打滑

（2）E-CVT變速箱油量不足

（3）E-CVT變速箱油內部存在泄壓

（4）E-CVT變速箱油液濾網堵塞

（5）電磁閥控制異常（根據診斷電腦數據分析基本不可能）

（6）動力系統電腦控制異常（根據診斷電腦數據分析基本不可能）

（7）線束問題（根據診斷電腦數據分析基本不可能）

（8）IPU工作異常（根據診斷電腦數據分析基本不可能）

4 E-CVT變速箱的油壓測試流程及相關數據分析

針對該混合動力雅閣進行油壓測試：

首先注意：

（1）使用電腦診斷儀檢查變速箱系統是否有 DTC。如果存儲了任何DTC，先進行故障排除再予以清除。

（2）安裝壓力表適配器時，不要讓灰塵或其他異物進入孔口。

（3）測試各個壓力孔后，務必檢查ATF液位。安裝或拆卸壓力表適配器時，ATF可能從壓力檢查孔流出。

（4）每次測試壓力，油門踏板踩下不要超過 10 秒鐘。

（5）提高發動機轉速時，不要使變速箱換檔。

（6）提高發動機轉速后，如需降低發動機轉速，請緩慢放松油門踏板。避免突然松開油門踏板，因為驅動輪空負荷情況下，電機回收能源產生過大的磁通阻力，瞬間自動制動變速箱，損壞變速箱內部齒輪。

行駛測試時可能出現VSA系統DTC。如果出現VSA系統DTC，測試完成后用 HDS 清除 DTC。

測試流程開始：

（1）測試各個檢查孔的機油壓力，從下表中選擇一個合適的適配器，并將各個適配器連接至A/T機油壓力表。如圖9所示：

圖9

（2）車輛-舉升（如圖10）

圖10

（3）ATF - 液位檢查車輛（如圖11）

圖11

（4）HDS DLC - 連接車輛（如圖12）

圖12

（5）管路壓力測試

1）安裝油壓測試工具（如圖13、14）。

圖13

圖14

2）執行 VSA 系統禁用程序

3）進入發動機保養模式，起動汽油發動機（如圖 15、16所示）

圖15

圖16

4）將變速箱換至 D 位置/模式。

5）將發動機轉速分別保持為1,500 rpm和3,000 rpm時，通過HDS監控發動機轉速和油壓傳感器數值，再從A/T機油壓力表讀取并測量管路壓力。

注意：

在運轉車輛上作業時，收放油門踏板要緩慢，同時不要用力踩制動器。否則可能會導致傳動系統損壞。

經讀取壓力表數據：管路壓力在1,500rpm時，壓力值為710kPa。管路壓力在 3,000rpm時，壓力值為280kPa。對比標準值：

表1

6）如果管路壓力超出維修極限，參考表中列出的故障及可能原因。

表2

7）雖然管路壓力處于較低值狀態，但未到維修極限，但是對于新車來說，這個數據已經屬于異常狀態，接下來再進行超速離合器的油壓測試。

8）關閉發動機。

9）拆下A/T機油壓力表。

10）用新的密封墊圈安裝密封螺栓。

注意：不要重復使用舊的密封墊圈。

拆卸變速箱油壓傳感器（如圖17所示）

圖17

超速檔離合器壓力測試

11）安裝油壓測試工具（如圖18、19）。

圖18

圖19

執行 VSA 系統禁用程序

進入發動機保養模式，起動汽油發動機

將變速箱換至 D 位置/模式。

將發動機轉速保持為1,500 rpm，通過HDS監控發動機轉速和油壓傳感器數值，再從A/T機油壓力表讀取并測量管路壓力。

注意：

在運轉車輛上作業時，收放油門踏板要緩慢，同時不要用力踩制動器。否則可能會導致傳動系統損壞。

1）經讀取壓力表數據，管路壓力：在發動機 1,500rpm時，管路壓力數值是680kPa。對比標準數值：

表3

2）從數據上明顯發現超速離合器管路壓力的實測值比標準值低，測試結果正如我們的意料之中，接下來完成后續的檢測操作。

3）如果超速檔離合器壓力超出維修極限，參考表中列出的故障及可能原因。

表4

4）關閉發動機。

5）將插接器從變速箱油壓傳感器上斷開。

6）拆下A/T機油壓力表。

7）從壓力表適配器 A 上拆下變速箱油壓傳感器。

8）用新的密封墊圈安裝密封螺栓。

變速箱油壓傳感器安裝

ATF -液位檢查（如圖20所示）

注意防止異物進入E-CVT變速箱。

● 關閉發動機后，在60－90秒鐘內檢查液位。

● 如果散熱器風扇啟動三次或更多次，則將顯示更高的液位。

圖20

DTC檢查：使用HDS檢查所有DTC。如有必要，使用HDS 清除 DTC。

完結

由于該車是屬于未售新車，發現了該故障情況直接向廠家申請保修1臺E-CVT變速箱總成。

5 故障排除

更換E-CVT變速箱總成后，故障排除。

6 結束語

由于 E-CVT變速箱與傳統變速箱在結構和功能方面有極大的差異，其檢測方法也存在極大的區別。對于E-CVT變速箱來說，并不能通過時滯測試、失速測試和傳統路試方式進行性能的判斷，只能依靠診斷電腦、油壓測試、工作噪音及動力模式工作情況進行基本判斷。

時滯測試不適用于E-CVT：E-CVT變速箱的傳動比變化和扭矩變化，完全利用電動電機的功率輸出變化。因此無法通過過往的時滯測試進行判斷。

失速測試不適用于E-CVT：E-CVT變速箱沒有配置液力變矩器，而唯一的超速離合器是只有車輛在勻速巡航狀態才工作結合，因此也無法通過過往的失速測試進行判斷。

路試不適用于E-CVT：E-CVT變速箱的傳動比變化和扭矩變化，完全利用電動電機的功率輸出變化。因此不存在固定的換擋點，類似CVT帶輪及鋼帶傳動的模式，甚至比CVT更加的平順，所以才稱之為E-CVT，電動動力驅動的無極變速。

E-CVT變速箱可以說是目前混合動力技術中非常特別的一種混合動力變速箱，雖然稱之為CVT無級變速變速箱，但實際上卻是通過電動機的電能輸出進行功率、扭矩的調控。該變速箱通過簡單的結構，卻實現了復雜的混動動力驅動切換，并且實現了變速箱的功率與扭矩變化。

希望各位能通過對本文的閱讀，能掌握E-CVT油壓測試的操作方法，知悉檢測的標準數據。并通過對油壓測試的分析，初步掌握E-CVT變速箱的檢測方法、基本機構、工作原理。由此，進一步學習混動雅閣E-CVT變速箱的檢測、診斷技術，提升對E-CVT變速箱的維修診斷準確性。

[1] 2016款混合動力雅閣新車型技術培訓教材.廣汽本田內部培訓資料.

[2] 本田MaRISⅡ網絡版維修手冊廣汽本田內部培訓資料.

[3] 電動汽車結構與原理.北京大學出版社.

[4] 高級汽車檢測工考證指導教材.廣東科技出版社.