奔馳E320怠速不穩(wěn)故障分析

權(quán)春鋒

摘要：由北京奔馳生產(chǎn)的2014款E320轎車，在清洗完節(jié)氣門之后，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象。本文將通過真實故障案例，查找奔馳售后維修系統(tǒng)，研究電子油門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理，分析奔馳E級轎車電子油門控制系統(tǒng)控制邏輯，并總結(jié)此類故障排除的思路與方法。

Abstract： The 2014 E320 sedan produced by Beijing Benz appeared instability at idle speed after cleaning the throttle. In this article， we will find the Mercedes-Benz after-sales maintenance system， study the structure and principle of the electronic throttle system， analyze the control logic of the electronic throttle control system of the Mercedes-Benz E-Class， and summarize the ideas and methods for troubleshooting of this type.

關(guān)鍵詞：奔馳汽車;電子油門;故障診斷

Key words： Mercedes-Benz;electronic throttle;fault diagnosis

0? 引言

隨著汽車汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車電子控制技術(shù)在汽車上應(yīng)用的越來越普遍。近日，中國汽車工程學(xué)會發(fā)布汽車技術(shù)將向新“四化”發(fā)展：智能化、共享化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化。在智能化發(fā)展的趨勢下，電控底盤將是重要的發(fā)展方向。其中，電子油門控制系統(tǒng)已經(jīng)取代之前的機(jī)械拉線控制，其控制原理又必須研究分析，以便汽車售后進(jìn)行維修和培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

1? 故障現(xiàn)象

2019.12月，一輛由北京奔馳生產(chǎn)的2014款E級奔馳轎車，底盤代號為212，發(fā)動機(jī)裝配的是奔馳六缸發(fā)動機(jī)M276，變速器裝配722.6的七速自動變速器。在維修廠，做完保養(yǎng)和清洗完節(jié)氣門之后，起動發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)定。正常發(fā)動機(jī)運行時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持在800轉(zhuǎn)。清洗完之后，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1300轉(zhuǎn)到1800轉(zhuǎn)。故障現(xiàn)象如圖1所示。

2? 故障診斷

連接奔馳公司專用診斷儀xentry，進(jìn)行快速整車故障檢測，得到故障信息如圖2所示。

從故障數(shù)據(jù)流可以看出，電子油門踏板信號通訊出現(xiàn)問題，發(fā)動機(jī)的的控制單元ME不能獲得正確的信號，發(fā)動機(jī)控制單元將進(jìn)入保護(hù)模式，從而出現(xiàn)怠速不穩(wěn)定的現(xiàn)象。那么，電子油門踏板怎樣給發(fā)動機(jī)控制單元傳送信號，發(fā)動機(jī)控制單元怎么實現(xiàn)促動節(jié)氣門？本文還將從電子油門原理來分析控制邏輯。

3? 電子油門控制邏輯

3.1 電子油門控制原理圖

發(fā)動機(jī)節(jié)氣門控制需要很多的零部件參與，整個奔馳汽車油門控制的功能原理如圖3所示。

圖中，M16/6是節(jié)氣門促動器，控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣質(zhì)量;B70是發(fā)動機(jī)曲軸位置傳感器，是用來監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)速;Y76/1是缸內(nèi)直噴的噴油嘴，主要向氣缸內(nèi)噴射燃油;B37就是油門踏板，主要給發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)送油門位置信號;N3/10就是發(fā)動機(jī)的控制單元，相當(dāng)于人類的大腦，收集、發(fā)送信號和決策運算;B11/4是發(fā)動機(jī)的水溫傳感器，監(jiān)測發(fā)動機(jī)水溫，輔助調(diào)節(jié)信號;T1/1發(fā)動機(jī)的高壓點火線圈，主要發(fā)出高壓電，讓火花塞點火。

電子油門踏板功能集成在控制單元 （N3/10）中，根據(jù)駕駛員輸入和駕駛條件控制節(jié)氣門的開啟角度。發(fā)動機(jī)控制單元根據(jù)以下的傳感器和信號調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置：

油門踏板傳感器（B37），油門踏板位置;

電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)（ESP）控制單元（N30/4）通過底盤控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）1傳送的制動促動信息;

油門踏板傳感器，油門踏板的促動（快，慢）;

電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)（ESP）控制單元定速巡航控制請求;

曲軸霍爾傳感器（B70），發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速;

雷達(dá)傳感器控制單元（N62/1）通過底盤控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）1傳送的發(fā)動機(jī)扭矩請求;

催化轉(zhuǎn)換器下游的左側(cè)和右側(cè)氧傳感器（G3/5，G3/6）（增大或減?。?

電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)（ESP）控制單元，通過底盤控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò);

完全集成式變速箱控制系統(tǒng)控制單元（Y3/8），通過傳動系統(tǒng)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）傳送的檔位范圍;

完全集成式變速箱控制單元，通過傳動系統(tǒng)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）;

電控多端順序燃料噴注/點火系統(tǒng)（ME-SFI）[ME]也會考慮扭矩調(diào)節(jié)功能的各種要求。

3.2 電子油門控制邏輯

根據(jù)油門踏板傳感器，發(fā)動機(jī)控制單元根據(jù)特性圖控制發(fā)動機(jī)扭矩。為此，電控多端順序燃料噴注/點火系統(tǒng) （ME-SFI）[ME]控制單元促動以下部件：

節(jié)氣門促動器（M16/6）中的促動馬達(dá)（M16/6m1），通過脈沖寬度調(diào)制信號傳送;

點火線圈（T1），用于通過點火正時調(diào)節(jié)點火角效率（源自實際點火角與最佳點火角的偏差）;

噴油器（Y76），通過燃油量調(diào)節(jié)空燃比數(shù)值。如果沒有其他功能或控制單元（例如定速巡航控制請求）限制或增大發(fā)動扭矩的請求，發(fā)動機(jī)扭矩僅由油門踏板位置決定。節(jié)氣門促動器中的實際數(shù)值電位計 1 和 2（M166r1、M166r2）向電控多端順序燃料噴注/點火系統(tǒng)（ME-SFI） [ME]電控多端順序燃料噴注/點火系統(tǒng)（ME-SFI）[ME]控制單元報告當(dāng)前節(jié)氣門位置。節(jié)氣門促動器的位置反饋通過無接觸式角度傳感器進(jìn)行。

通過奔馳車間查詢系統(tǒng)，找到電子油門踏板B37與發(fā)動機(jī)控制單元N3/10的電路圖如圖4所示。電子油門踏板共有6個針腳，其中一個針腳第5針腳為空。第3針腳和第4針腳為接地針腳，第1針腳為供電針腳，第2針腳和第6針腳為信號針腳。第2針腳和第6針腳發(fā)送油門踏板的位置和油門踏板的加速度。筆者可以通過萬用表電壓檔測量第3針腳和第4針腳的電壓，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)該是0V。第1針腳為供電針腳，電壓應(yīng)該是5V。第2針腳和第6針腳為信號，電壓值在1V和2V之間變化。

3.3 診斷流程

3.3.1 檢測節(jié)氣門促動器

由于發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)，直接原因是節(jié)氣門開度偏大并且不能保持在一定位置上。首先，檢查節(jié)氣門促動器信號線和供電線是否連接正常。其次，需要測量各個信號線和供電線是否有電流信號。經(jīng)奔馳車間查詢系統(tǒng)，找到節(jié)氣門促動器M16/6的電路圖如圖5所示。節(jié)氣門促動器上面有6個插孔。第2針腳是節(jié)氣門促動器電機(jī)的正極，第1針腳是節(jié)氣門促動器電機(jī)的負(fù)極。第6針腳是節(jié)氣門促動器的接地信號線。第3針腳和第5針腳分別是節(jié)氣門電位計1信號和2信號。第4針腳為節(jié)氣門位置傳感器前部供電信號。使用萬用表和插針進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門位置傳感器供電和接地都正常，電機(jī)的正負(fù)極電壓在正常范圍內(nèi)，所以節(jié)氣門促動器的信號和電機(jī)都是正常的。下一步測量節(jié)氣門促動器的控制輸入信號。

3.3.2 檢測電子油門踏板

檢測電子油門踏板與發(fā)動機(jī)控制單元的通訊信號是否正常。首先，依照圖6找到油門踏板的電氣連接線2。使用萬用表和插針檢測電氣連接器2的信號，第3針腳和第4針腳的電壓，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)該是0V，但是第3針腳，電壓出現(xiàn)1V左右，為不正常。第1針腳為供電針腳，電壓是5V。駕駛員反復(fù)踩下油門踏板，第2針腳和第6針腳為信號，電壓值在1V和2V之間變化。

4? 故障排除

分開電器連接器2，檢測針腳是否銹蝕或斷裂。經(jīng)檢查，第3針腳，出現(xiàn)銹蝕，用細(xì)砂紙打磨后，將電器連接器2插入到B37中，再次起動發(fā)動機(jī)，用xentry檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和電子油門踏板信號如圖7和圖8所示。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持在725轉(zhuǎn)，噴油時間在0.27ms和0.2ms。電子油門踏板的位置信號剛好是翻倍關(guān)系，說明踏板輸出信號正常，故障消除。

5? 總結(jié)

奔馳E級車，電子油門控制系統(tǒng)主要包含節(jié)氣門促動器、油門踏板位置傳感器、曲軸位置傳感器和發(fā)動機(jī)控制單元。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速過高時，首先，檢查節(jié)氣門促動器是否正常工作。然后，檢測油門位置傳感器是否發(fā)出正常的信號。最后，檢測發(fā)動機(jī)控制單元和網(wǎng)絡(luò)線是否正常。通過本文的觀點，給大家一種解決奔馳車怠速不穩(wěn)的維修思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京奔馳E級車維修手冊[Z].2014.

[2]張鑫.發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修（奔馳系統(tǒng)）[M].北京：北京理工出版社，2019.