◆文/遼寧 于麗穎
一輛2016款一汽馬自達CX-4,搭載2.0L創馳藍天發動機和6AT自動變速器,行駛了大約150 000km,該車在行駛過程中突然出現加速不良癥狀,熄火后反復重新啟動,發動機均無法啟動。等待大約10min后,發動機又能順利啟動,但儀表臺上的發動機故障燈點亮。
接車時,與車主交流得知,該車出現故障后,在其他維修廠曾清除過故障碼,并清洗了節氣門。大約半個月后,行駛中該車儀表臺上的發動機故障燈再次點亮,同時側滑故障指示燈也亮起,但發動機未出現熄火現象。
到店時,該車儀表臺上只有發動機故障燈常亮,側滑故障指示燈已熄滅,且發動機運轉平穩,原地加速良好,路試過程中,也未出現車主描述的故障現象,初步判斷屬于間歇性偶發故障。
連接專用診斷儀MDS讀取故障信息,故障車存儲有圖1所示三個故障碼:U0401(ABS)、U0442(TCM)和P2107(PCM)。這些故障碼都可以被刪除,且刪除后發動機故障燈也不再點亮。

圖1 故障車內存儲的故障碼
故障碼U0401的含義是“從PCM接收到無效數據”。
故障碼U0442:00的含義是“TCM模塊持續0.5s從PCM接收到無效數據”,且此故障有3種保護模式:
1.禁止手動模式;
2.禁止空擋怠速控制;
3.禁止5GR和6GR。
故障碼P2107的含義是“節氣門執行器控制模塊處理器(PCM)錯誤”,且此故障有兩種保護模式:
1.限制發動機的轉速上限;
2.節氣門約8°時停止驅動控制。
結合故障現象、故障信息以及故障車型發動機控制電腦PCM的控制邏輯(圖2),分析該車可能的故障原因有:節氣門執行器內部電路故障;節氣門至PCM間線束或插頭故障;發動機PCM故障。

圖2 故障車型發動機控制電腦的控制邏輯
接下來,筆者對該車進行了下述檢查:
1.檢查節氣門端線束插頭,無異常,且針腳插接良好;測量節氣門插頭端E、F針腳之間的電阻,未發現有短路現象;
2.檢查PCM端線束插頭,無異常,且針腳插接良好;
3.檢查PCM與節氣門之間線束(E-1CG、F-1CC),外觀無破損,無短路現象,輕輕晃動線束,發動機也無異常變化;
4.連接診斷儀,通過APP、TP、TP REL數據監測進行確認,踩下油門踏板時節氣門隨即打開;且動作靈活、無卡滯。
通過以上檢查,并對檢查結果進行分析后認為,PCM內部存在故障的可能性比較大。關閉發動機點火開關后,偶然聽到節氣門處發出“卡卡”的響聲。拆卸進氣軟管觀察發現,在關閉點火開關后,節氣門閥板出現了高頻率、小幅度擺動,持續大約15s左右。在主繼電器結束延時供電時,節氣門也停止了擺動。正常情況下,在關閉點火開關后節氣門僅擺動一次,如果頻繁擺動則屬于異常現象,可能的原因有兩個:節氣門內部執行器故障;PCM發出了不正常的信號。
根據故障車型與節氣門相關的電路(圖3),監測節氣門執行器工作電壓,表1所示為故障車型與正常車型F針腳電壓實測值的對比情況。

圖3 故障車型與節氣門相關的電路

表1 故障車與正常車F針腳電壓實測值對比
在點火開關關閉后,發動機PCM控制主繼電器繼續吸合120s(延時供電),為節氣門、正時調節執行器及相關電磁閥等提供工作電源。在延時供電期間,故障車F針腳電壓值在6~12V之間來回波動,使得節氣門隨之異常擺動。據此判斷,該車故障原因為發動機PCM內部出現了故障。更換發動機PCM后,該車故障徹底排除。
發動機PCM內部的監測電路檢測到節氣門驅動器控制電路出現故障后,將在系統中存儲故障碼P2107。出現故障碼P2107后系統進入保護模式,限制節氣門開度并在節氣門角度為8°時停止驅動控制,從而導致故障車在行駛過程中出現加速不良、發動機熄火后不能立即啟動等故障現象。
一輛2016款一汽馬自達CX-4,搭載2.5L創馳藍天發動機和6AT自動變速器,行駛里程大約69 000km,據車主反映,該車早上啟動后發動機故障燈、側滑報警燈同時點亮,而且發動機抖動明顯,踩油門無法加速。
該車被救援車拖至維修站進行維修。接車后,首先對發動機做基本檢查,未發現明顯異常,且發動機可以啟動,但怠速時抖動明顯,且有“突突”的異響聲,發動機故障燈常亮。原地踩油門踏板,發動機轉速提升緩慢,油門踏板踩到底時,發動機轉速也只有2 000r/min。
連接專用診斷儀MDS讀取故障信息,故障車存儲有5個故障碼(圖4):P2112、P2135、U0401、U0442和B13D3。

圖4 故障車存儲的故障碼
故障碼P2112(PCM)的含義是,節氣門執行器電機電流范圍/性能問題(在點火開關轉至ON位置時,節氣門執行器占空比大于或等于95%)。
故障碼P2135(PCM)的含義是,1號/2號TP傳感器電壓相關問題(PCM將1號TP傳感器的輸入電壓與2號TP傳感器的輸入電壓進行比較,如果差別超過規范規定,PCM即可確定1號/2號TP傳感器存在與電壓相關的問題)。
故障碼U0401(ABS)的含義是ABS從PCM接收到無效數據。
故障碼U0442(TCM)的含義是TCM從PCM接收到無效數據。
故障碼B13D3(SSU)與該車當前故障無關。
當系統生成故障碼P2112或P2135,發動機PCM將會啟動保護模式:限制發動機轉速上限,停止節氣門驅動控制(節流閥在約8°時通過回位彈簧力打開)。
對故障碼進行分析,該車可能的故障原因有:1.節氣門內TP1/TP2傳感器故障;2.節氣門執行器電路故障;3.節氣門至PCM間線束或插頭故障;4.PCM(發動機控制電腦)故障。
綜合故障碼、故障現象及可能的故障原因,筆者進行了下述檢測:
1.檢查節氣門側線束插頭,無異常,且針腳插接良好,測量節氣門E和F針腳之間的電阻為1.3Ω,標準值為1.38Ω,屬于正常情況;
2.檢查發動機PCM側線束插頭,無異常,且針腳插接良好;
3.檢查發動機PCM與節氣門之間線束(E-1CG和F-1CC),外觀無破損,在發動機處于怠速運轉時,輕輕晃動線束和插頭,發動機轉速無異常變化;

圖5 故障車型相關數據監測值與正常值對比
4.進入數據記錄器,對TP1、TP2、TP REL、TPCT數據進行監測,結果如圖5所示。
從圖5所示的監測結果看,除TP2外,故障車相關監測數據與正常值差別不大。此時踩下油門踏板,節氣門隨即打開,且動作靈活、無卡滯。原地加速基本正常,上路測試也未發現異常,此時發動機冷卻液溫度為65℃。
通過對檢測結果及路試情況分析,該車故障現象消失且未找到此前故障的根源,由此可以判定該車存在間歇性故障,可能是試車時未滿足故障出現的條件。考慮到車主反映該車故障是在早上出現的,試車時環境溫度較早上略有上升,初步判斷該車故障可能與溫度有關系,于是筆者決定采用人為降溫的方法來判斷故障點是在節氣門上還是與發動機PCM相關。
拆下節氣門并放到冰箱冷藏室,大約1h后取出裝車,將點火開關轉至ON位(不啟動發動機),查看TP1、TP2、TP REL、TPCT等相關數據,如圖6所示。

圖6 節氣門處于低溫時的監測數據
從圖6的監測數據可以看出,TP1、TP_REL數據明顯異常。當時未踩油門踏板,節氣門實際處于關閉狀態,但監測數據卻顯示節氣門全開。此時,踩下油門踏板,節氣門閥板沒有任何動作。測量節氣門傳感器和執行器的電壓信號,結果如表2所示。從表2可以看出,發動機PCM正常輸出5V穩壓電壓,節氣門TP1傳感器卻輸出錯誤的電壓信號(4.65V),導致PCM產生故障碼并進入保護模式(限制執行器動作)。

表2 故障車與正常車的節氣門傳感器、執行器電壓值對比
測量節氣門執行器(E、F針腳之間)電阻,為1.2Ω(正常值1.3Ω),測量執行器F針腳電壓,為2.5V,由此說明發動機PCM已進入保護模式。用熱風槍對節氣門進行加熱,很快每個數值都趨于正常,且故障現象立刻消失。為保險起見,后來拆下發動機PCM放入冰箱冷藏1h左右,在低溫時裝車并測試相關數據,未發現異常數據。由此可見,發動機PCM工作正常。更換節氣門后,該車故障被徹底排除。
本案例中,故障車故障原因是由于節氣門內部TP傳感器出現故障,在低溫狀態時,向外輸出錯誤信號,使得發動機PCM啟動了保護模式,限制發動機轉速,從而出現車輛無法加速的故障現象。
另外,需要注意的是,不可直接測量TP傳感器的電阻,應通過監測電壓變化情況來判斷傳感器的工作狀態。