Диагностка коробки Multimode

(Примечание. Данная статья является общепознавательной)

После того как автомобиль починен, иногда возникает ощущение, "что все было просто, и надо было только ..." Но в процессе работы, когда положительный результат еще остается под вопросом, всё намного сложнее. Да, при обнаружении явных признаков неисправности датчика, обрыва проводки или поломки механического узла -диагноз "замена" или "восстановление" вытекает сколь логично, столь и однозначно. Если же причина проблемы не столь ярко выражена, то установить окончательный диагноз намного труднее, и он требует своего подтверждения дополнительными проверками. Не знаю, как вам, но мне диагноз этой Короллы (ZRE151), описанию которого посвящена данная статья, дался не сразу. Впрочем, судите сами.

У этого автомобиля популярной модели обнаружилась типичная болезнь электронной системы управления переключением коробки (М-МТ). Дергания, скрежет, отключения сцепления, после остановки автомобиль не может возобновить движение и, конечно, загорание индикатора неисправности (мнемоническое изображение "шестеренки") и моргание символа N индикатора передач. После выключения зажигания и недолгой паузы можно проехать несколько сотен метров до очередного включения аварийного режима. Предыстория известна не полностью, но точно, что замена изношенного диска сцепления не дала желаемого результата. Ко всему еще, после этого и очередного вмешательства в систему управления, двигатель престал реагировать на педаль газа. Одним словом, удручающее состояние.

К сожалению, с самого начала появления неисправности процесс пошел по неправильному сценарию. Гарантийные сервисмены за мелкие деньги якобы выполнили регулировку положения сцепления (по их доморощенной терминологии - "передоводку") и привычно отправили машину восвояси. Но как потом оказалось, совершенно напрасно. Кроме этого, перед заменой диска не была выполнена предустановка положения вилки сцепления. Попытки последующего проведения инициализации электронной системы управления и регулировка положения сцепления оказались безрезультатными из-за нарушения технологии их выполнения. В конце концов, автомобиль перешел в состояние "глубоко шока" и перестал откликаться на педаль газа.

Средства и возможности диагностики

Поскольку БУ трансмиссией использует протокол и формат данных ISO 9141-2 (Euro-OBD), то проблем соединения с ним быть не должно. Другое дело, необходимо, чтобы ПО сканера формировало нужные запросы на контакт, корректно интерпретировало и пересчитывало данные, соблюдало правила обращения к утилитам и активным тестам. Наиболее подходящим сканером для диагностики этой системы является дилерская программаTechstream (рис.1).

Без ноутбука комплект Lite Kit (ПО +аппаратный интерфейс MFC +годовой доступ ко всей "заводской" документации) стоит не дороже 1350 $ US. Этот диагностический сканер позволяет проверять и анализировать не только коды неисправности и сохраненные ("замороженные") данные. С его помощью возможна проверка более 100 (!) параметров этой, далеко не самой навороченной, электронной системы. С его помощью сервисные процедуры инициализации, регулировки и калибровки выполняются намного проще и результативнее, чем при использовании "скрепки". Да и возможность перепрограммирования пригодится обязательно.

На рис. 2 показан перечень электронных систем этой Короллы, параметры которых можно проверить с помощью данного сканера.

Все БУ оснащены развитой системой диагностики, которая отслеживает исправность исполнительных механизмов и датчиков. При обнаружении неисправности в приборном щитке включаются соответствующий индикатор, а в памяти компьютера сохраняются коды неисправности (табл. 1). В нашем случае, это "Multimode" и "Check Engine" (MIL).

Кроме сканера считывание кодов возможно с помощью замыкания контактов ТС и CG диагностического разъема DLC3(J1962/ISO 15031-3). Следует помнить, что не все коды неисправности БУ коробкой вызывают включение индикатора неисправности двигателя (MIL).

При отсоединении аккумулятора коды не удаляются. Очистить память от кодов возможно не только с помощью сканера, но и "ручным" проведением инициализации системы управления коробки.

В зависимости от места поломки ЭБУ реализует различные алгоритмы так называемого аварийного режима (Fail-Safe Mode). В том числе, существует режим, при котором двигатель не реагирует на перемещение педали газа. Поскольку диск сцепления относится к "расходникам", то система до известного предела адаптируется к его износу. Следует помнить, что после замены некоторых узлов необходимо провести калибровку, инициализацию, настройку электронной системы. Эти функции выполнимы как сканером, так и с помощью манипуляций с контактами диагностического разъема и педалью тормоза.

Описание системы

В этом месте мы прервем описании диагностики этой системы и вспомним устройство и принцип работы электронной системы управления механической коробки передач.

Конструкция трансмиссии

"Multimode" во многом похожа на традиционную механическую коробку передач, но дополнена электромеханическими узлами и дополнительными датчиками, часть которых характерна для автоматической коробки.

Основное отличие от привычной "механики" состоит в том, что перемещение вилки сцепления производится не с помощью педали или гидравлического привода, а с электромотором. Аналогично с помощью электроприводов реализуется выбор и переключение передач. То есть коробка передач управляется электронным блоком управления (ЭБУ), и в состав системы входят такие компоненты (рис. 3):

— электронный блок управления;

— различные датчики и выключатели;

— электропривод сцепления;

— рычаг переключения передач;

— электроприводы переключения и выбора передач.

Кроме этого ЭБУ получает по мультиплексной шине CAN данные некоторых датчиков системы управления двигателем.

Система автоматического управления сцеплением и переключениями может работать в нескольких режимах (рис. 4).

М (Manual Mode) - ручной режим последовательного переключения передач, при котором водитель переключает передачи самостоятельно, а сцеплением управляет компьютер. Используется для динамичной езды и обеспечивает полный контроль над переключением и реальный выбор нужной передачи. Реализуется ощущение спортивности управления и полной власти над машиной.

Е (Easy Mode) - режим автоматического выбора передачи в соответствии с условиями движения, при котором обеспечивается экономичность, комфортное простое управление.

Es (Easy Sport Mode) - спортивный стиль переключения передач, при котором переключение коробки передач производится при большей скорости вращения двигателя.

Сервисные бюллетени

После опроса клиента, анализа данных, полученных сканером (коды неисправности, сохраненные и текущие данные), обязательно следует хотя бы попытаться ознакомиться с сервисными бюллетенями (TSB) производителя этой модели этого года и этого рынка. Достаточно часто причина неисправности и способ ее устранения описаны в этих бюллетенях, и их надо выполнить, как говорится, по любому.

Мы уже упоминали, что часть пользователей Yaris, Corolla 150, Auris, Corolla Verso (SCP90, ZRE151, ZNR11) оказывались в ситуации, когда Multi-Mode Manual Transmission этих моделей "не может выполнить переключение ни на одну из передач, автомобиль не движется", и при этом в памяти блока управления записывается код неисправности DTC Р0810. И только в сервисном бюллетене 2008 года (TS7-243) описано производственное решение указанной выше проблемы, атакже порядокустранения этой неисправности. В нем указывается, что необходимы такие непростые меры, которые изящно характеризуются как "изменения в производстве":

Структурная схема управления механической трансмиссией "MultiMode"

1. Использование более мощного электропривода сцепления.

2. Применение новой корзины сцепления для обеспечения необходимого зазора нажимного диска сцепления при его тепловой деформации.

3. Изменение алгоритма управления трансмиссий для уменьшения температуры системы.

Как следствие, для устранения такой неисправности подлежат замене привод сцепления, корзина сцепления в сборе и блок управления трансмиссией ММТ.

Для европейских моделей Corolla 120, Corolla Verso (NDE120, ZNR11) в 2009 году был выпущен аналогичный сервисный бюллетень (9КЗЕ-059), что свидетельствует о запущенности этой проблемы.

Мы считаем полезным знакомство с этой информацией, так как это может помочь техникам при поиске причин данных неисправностей и более точного понимания их сути.

Но вернемся к диагностике "пациента". Итак, автомобиль прибыл в ремонт на эвакуаторе, так как двигатель (1ZR-FE) не реагировал на педаль газа, но система управления дроссельной заслонкой (ETCS-i) была исправна.

Выполнение рекомендаций TSB стоит немало денеu и клиент, мягко говоря, был не готов к таким материальным вливаниям. Как следствие, появилось естественное желание определиться с истиной причиной поломки и попробовать её устранить бюджетным способом. То есть "охотничий инстинкт" взял верх над меркантильными доводами разума, хотя было понятно, что реальная возможность и результативность такой попытки - не факт.

Сначала из памяти БУ коробкой был считан код неисправности Р0900. Статусы кода свидетельствовали о его незавидном постоянстве. Среди данных системы управления обращало на себя внимание значение NotExec параметров, которые являются результатом обучения и калибровки сцепления (Learn-Clutch Standby Point, Learn -TM, Learn-Clutch Stop Point). Точное выполнение этих процедур вернуло реакцию двигателя на педаль газа и привело к отсутствию на какое-то время кодов неисправности.

Последующая контрольная поездка все же выявила ту изначальную проблему, с которой все началось. После нескольких километров БУ отключал передачу и переходил в аварийный режим. При этом включался индикатор неисправности коробки и моргал индикатор передачи. После некоторой паузы при незаведенном двигателе такими "перебежками" можно было кое-как вернуться к месту ремонта. Сканер показал, что в памяти записан пресловутый код Р0810, который записывается в память БУ при одновременном обнаружении следующих "аномалий":

— абсолютное значение тока электродвигателя сцепления превышает 22А;

— заданное и фактическое положения сцепления отличаются на 0.3 мм и более;

— привод сцепления перемещается с недостаточной скоростью (менее 122 мм/с).

Значения этих параметров (рис. 5) из блока "сохраненных данных" (Freeze Frame) подтвердили наличие этих дефектов. В этом месте самое время рассмотреть, как именно реализован механизм перемещения вилки сцепления.

Поэтому обратимся к его описанию в "Руководстве по ремонту".

Привод сцепления (рис. 6) состоит из электродвигателя, датчика положения (хода) сцепления, червячного вала, червячной шестерни, рычага датчика тяги и вспомогательной пружины.

Рис. 6. Привод сцепления

Вращение вала электродвигателя сцепления передается на редуктор червячного вала, вызывая вращение червячной шестерни. Это движение

А вот так этот узел выглядит в полуразобранном виде. Рис. 7. Привод сцепления Рис. 8. Основной узел Рис. 9. Крышка и часть деталей механизма посредством рычага на червячной шестерне вызывает перемещение тяги, которая приводит в действие вилку выключения сцепления. На червячной шестерне имеется вспомогательная пружина, которая создает дополнительное усилие для перемещения тяги во время работы сцепления. Это снижает нагрузку на электродвигатель сцепления в момент выключения сцепления.

Теперь, зная кинематическую схему управления сцеплением, можно вполне осознанно перейти к проверке исполнительных механизмов и датчиков. БУ позволяет выполнить (диагностическим сканером или в ручном режиме) следующие активные тесты:

— Target Gear Position Control - установка заданного положения передачи (N, R и 1 -5), что позволяет проверить механизмы выбора и включения передач;

— Target Clutch Control - установка требуемого положения сцепления "Standby" (положение готовности) и "Clamp" (положение зажима).

Естественно, в нашем случае выбрали проверку управляемости сцеплением с помощью диагностического сканера, т.к. это позволяет не только активировать привод сцепления, но и проверить его параметры при выполнении заданного перемещения. И что вы думаете, эта проверка таки имела успех! Оказалось, что после нескольких перемещений (вилки сцепления) шток привода преставал возвращаться в исходное положение и застревал на полдороги, будучи не в силах полностью отпустить сцепление.

Последующее "вскрытие" показало вполне рабочее состояние элементов конструкции с незначительным износом, но в разумных пределах. А вот состояние электромотора оказалось плачевным. Уменьшение момента на валу, да и сам внешний вид якорных обмоток (рис. 10) настоятельно требовали его замены. Что было подтверждено и проверкой сопротивления обмоток.

Таким образом, можно констатировать, что в нашем случае единственной видимой причиной кода Р0810 был перегрев электродвигателя и последующее нарушение изоляции якорных обмоток. Автор рискует предположить, что причина долговременной повышенной нагрузки на электромотор кроется в недостатках конструкции управляемого нагрузкой кожуха сцепления (Load Controlled Clutch Cover), в котором нажимной диск сцепления смещается в зависимости от состояния износа фрикционной накладки ведомого диска и механически поддерживает предустановленное значение высоты нажимного диска сцепления. Не исключено, что этот узел "жил своей жизнью" и постепенно провоцировал избыточную нагрузку на двигатель привода сцепления. Нельзя исключить и некомпетентные регулировки и/или невыполнение положенных сервисных процедур. Реконструировать события прошлого невозможно, а изыскания на эту тему, видимо, будут продолжены в другой раз.

Установка нового привода сцепления с последующим проведением обязательных процедур инициализации и калибровки - полностью устранили проблему, и последующие 5 тыс. пробега не выявили наличие неисправности при полном отсутствии жалоб клиента на сцепление.

В заключение напомним, что при снятии или установке какой-либо детали, связанной с системой механической трансмиссии "Multimode", необходима перенастройка системы и обязательное выполнение следующих специальных сервисных операций (с помощью диагностического сканера или манипуляций с контактами DLC3):

—регулировка положения сцепления;

—регулировка предварительного натяжения привода сцепления;

— инициализация БУ;

— настройка системы механической трансмиссии;

— калибровка положений синхронизации.

Невыполнение этих рекомендаций может быть причиной нынешних и источником будущих проблем коробки передач.

Владимир Лещенко Авто-мастер