邁騰B8L起動機(jī)控制系統(tǒng)的故障研究

陸建康　方勇

摘 要：邁騰B8L起動機(jī)無法工作主要由起動機(jī)電源電路故障或控制電路故障引起，其中控制電路故障診斷難度相對較大。本文采用故障案例分析法，分別從起動請求信號、制動信號和擋位信號這三個方面入手，逐一分析研究了其相應(yīng)的故障現(xiàn)象、故障碼和數(shù)據(jù)流，并對故障產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了解釋，最后總結(jié)了故障診斷方法，從而為B8L起動控制電路的故障診斷提供了思路和方法。

關(guān)鍵詞：邁騰B8L 發(fā)動機(jī) 起動系統(tǒng) 故障診斷

1 引言

起動機(jī)無法工作是發(fā)動機(jī)常見故障之一，引起起動機(jī)故障的原因主要在兩個方面，一方面是起動機(jī)電源電路故障;另一方面是起動控制電路故障。本文以搭載EA888三代CUGA型發(fā)動機(jī)的邁騰B8L為研究對象，分析起動系統(tǒng)的構(gòu)成及控制邏輯，根據(jù)控制邏輯剖析起動系統(tǒng)中不同部件故障所引起的故障現(xiàn)象和故障產(chǎn)生機(jī)理，從而為故障檢修人員提供診斷依據(jù)。

2 CUGA型發(fā)動機(jī)起動系統(tǒng)構(gòu)成

邁騰B8L CUGA型發(fā)動機(jī)起動系統(tǒng)主要由兩部分組成，第一部分是起動電源電路，包括起動繼電器、保險絲和蓄電池;第二部分是起動控制電路，包括發(fā)動機(jī)控制單元J623（以下簡稱J623）、進(jìn)入及起動許可控制單元J965（以下簡稱J965）、雙離合變速箱機(jī)械電子單元J743（以下簡稱J743）和制動信號燈開關(guān)F。[1]

3 起動系統(tǒng)控制原理分析

J623模塊本身、供電和CAN通信都正常工作的情況下，起動機(jī)工作需要滿足以下四個條件：（1）起動電源電路正常;（2）擋位處于駐車擋（P擋）或空擋（N擋）的位置;（3）制動踏板被踩下;（4）有起動請求信號。[1]

起動原理如圖1所示，車輛成功解鎖并按下起動按鈕時，J965向J623發(fā)出起動請求信號（通過端子T40/15和T91/68），J623接收到起動請求信號后，開始判斷擋位和制動是否滿足起動要求，即來自于J743的擋位信號（通過端子T16m/2和T91/62）是否為低電平（在P擋或N擋位置時擋位信號為低電平）;來自制動信號燈開關(guān)F的信號（通過端子T4gk/1和T4gk/3）是否表示制動踏板已被踩下。當(dāng)擋位信號和制動信號同時滿足起動要求時，J623控制起動繼電器J906和J907，使兩者同時吸合，起動電源電路導(dǎo)通，電流從蓄電池流經(jīng)J906、J907和SB23至起動機(jī)端子50，使得起動機(jī)工作，從而帶動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 起動控制電路常見故障分析

4.1 起動請求信號故障分析

進(jìn)入及起動許可控制單元J965 T40/15端子與發(fā)動機(jī)控制單元J623 T91/68端子之間線路斷路時，如圖2所示，由于發(fā)動機(jī)起動請求（50請求）信號斷開，J623 T91/68端子得不到12V的起動請求信號，因此發(fā)動機(jī)控制單元認(rèn)為此時沒有起動需求，J623不會控制起動繼電器工作，此時起動機(jī)不工作，同時無故障碼出現(xiàn)。但讀取數(shù)據(jù)流可以發(fā)現(xiàn)“[IDE00412]_起動請求，端子50，未激活”。因此J965 T40/15端子與J623 T91/68端子之間的起動請求電路是否存在異?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。

當(dāng)診斷出T40/15與T91/68之間線路異常時，需要分步進(jìn)行故障點(diǎn)定位，首先檢查接插器T17c/5與T17k/5之間的連接情況，隨后按照由簡到難的原則檢查T17k/5至T91/68之間電路連接情況，再檢查T40/15與T17c/5之間的電路連接情況，最后才檢查J965或J623模塊是否存在故障。

4.2 制動信號故障分析

制動信號燈開關(guān)F共有4根針腳，如圖3所示，其中4號針腳為電源，2號針腳為地，3號針腳為制動燈開關(guān)信號，1號針腳為制動測試開關(guān)（校驗(yàn)信號）。制動信號燈開關(guān)3號針腳T4gk/3與J623端子T91/37相連，制動信號燈開關(guān)1號針腳T4gk/3與J623端子T91/60相連。

不踩剎車的時，發(fā)動機(jī)控制單元J623端子T91/37接收到的信號是0V，端子T91/60是12V，如圖4（a）所示，數(shù)據(jù)流狀態(tài)為“[IDE07904]_制動測試開關(guān)狀態(tài)”顯示“未開動”，“[IDE07905]_制動信號燈開關(guān)的狀態(tài)”顯示“未開動”;當(dāng)踩下制動踏板時，T91/37是12V，T91/60是0V，如圖4（b）所示，T91/37和T91/60兩者信號電壓一直是互逆狀態(tài)，數(shù)據(jù)流狀態(tài)為“[IDE07904]_制動測試開關(guān)狀態(tài)”顯示“已按下”，“[IDE07905]_制動信號燈開關(guān)的狀態(tài)”顯示“已按下”。

4.2.1 制動信號燈開關(guān)3號針腳斷路

制動信號燈開關(guān)3號針腳T4gk/3與發(fā)動機(jī)控制單元J623端子T91/37之間電路斷路時（參考圖3），故障現(xiàn)象為不踩制動踏板車輛可以正常起動，并且制動燈常亮，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)無故障碼，制動系統(tǒng)顯示故障碼為“B131329 制動燈信號，不可信信號”。當(dāng)制動開關(guān)3號針腳與T91/37之間斷路時，不論制動踏板是否踩下，T91/37端子電壓始終為12V，在初始狀態(tài)下與T91/60的電壓不構(gòu)成互為互逆，如圖5所示。通過讀取數(shù)據(jù)流亦可發(fā)現(xiàn)，初始狀態(tài)下“[IDE07905]_制動信號燈開關(guān)的狀態(tài)”（實(shí)際為T91/37的狀態(tài)）顯示“已按下”，“[IDE07904]_制動測試開關(guān)狀態(tài)”（實(shí)際為T91/60的狀態(tài)）顯示“未開動”，與正常狀態(tài)下的信號不匹配。因此發(fā)動機(jī)控制單元J623識別出剎車信號不可信時，控制系統(tǒng)就會進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)，此時無論制動踏板是否踩下，車輛都可以正常起動。

4.2.2 制動測試開關(guān)1號針腳斷路

制動測試開關(guān)1號針腳T4gk/1與發(fā)動機(jī)控制單元J623端子T91/60之間電路斷路時（參考圖3），故障現(xiàn)象與故障碼均與3號針腳斷路時一致。但具體故障信號卻有差異，如圖6所示，不論制動踏板是否踩下，T91/60端子電壓始終為0V，在初始狀態(tài)下與T91/37的電壓不構(gòu)成互為互逆;在數(shù)據(jù)流中“[IDE07904]_制動測試開關(guān)狀態(tài)”顯示“已按下”，“[IDE07905]_制動信號燈開關(guān)的狀態(tài)”顯示“未開動”。因此發(fā)動機(jī)控制單元J623識別出剎車信號不可信，制動系統(tǒng)顯示與上文相同的故障碼“B131329制動燈信號，不可信信號”。

4.2.3 制動開關(guān)1號和3號針腳同時斷路

制動開關(guān)1號針腳T4gk/1與J623端子T91/60之間電路和3號針腳T4gk/3與J623端子T91/37之間電路同時斷路時（參考圖3），故障現(xiàn)象與故障碼與前兩種情況一致，制動燈常亮，發(fā)動機(jī)可以正常起動。此時，不論制動踏板是否踩下，T91/37端子電壓為12V，T91/60端子電壓為0V，此故障狀態(tài)下端子電壓與圖4（b）正常狀態(tài)下制動踏板踩下時的端子電壓一致;通過數(shù)據(jù)流分析發(fā)現(xiàn)，“[IDE07905]_制動信號燈開關(guān)的狀態(tài)”和“[IDE07904]_制動測試開關(guān)狀態(tài)”都顯示“已按下”，與正常狀態(tài)下制動踏板踩下時的數(shù)據(jù)流相同。因此發(fā)動機(jī)控制單元判斷此時制動踏板已踩下，制動燈常亮，發(fā)動機(jī)可以正常起動。

4.2.4 制動開關(guān)故障小結(jié)

制動開關(guān)出現(xiàn)故障后，最明顯的故障現(xiàn)象就是制動燈常亮，不踩制動踏板可直接起動發(fā)動機(jī)，故障碼為制動信號不可信，通過這些現(xiàn)象可判斷故障與制動開關(guān)有關(guān)，然而具體故障點(diǎn)的確定則通過對端子電壓或者制動數(shù)據(jù)流。

4.3 擋位信號故障及故障現(xiàn)象分析

4.3.1 P/N擋位信號線斷路

雙離合變速箱機(jī)械電子單元J743端子T16m/2與J623端子T91/62之間的P/N擋位信號線斷路時，如圖7所示，故障現(xiàn)象為起動發(fā)動機(jī)時起動機(jī)不工作，故障碼為“P085000，起動馬達(dá)停用器信號（P/N），對正極短路/斷路”。通過數(shù)據(jù)流分析可知，正常換擋桿掛P/N擋時，“[IDE00413]_起動機(jī)控制，聯(lián)鎖裝置或P/N信號”顯示為“00”;換擋桿不在P/N擋位時，該信號顯示為“01”;當(dāng)P/N擋位信號線斷路時，無論換擋桿處何擋位，“起動機(jī)控制，聯(lián)鎖裝置或P/N信號”始終顯示為“01”，同換檔桿不在P/N擋時數(shù)據(jù)流顯示一致[3]。

在J743內(nèi)部有一個三極管，該三極管一端接地，另一端通過端子T16m/2與J623端子T91/62連接，T91/62端子則通過一個上拉電阻接內(nèi)部12V電壓，同時內(nèi)部CPU檢測T91/62端子電壓值，如圖8所示。正常狀態(tài)下，當(dāng)換擋桿處于P/N擋位時，J743內(nèi)部CPU使三極管導(dǎo)通接地，T91/62端子電壓為0V;當(dāng)處于非P/N擋時，J743內(nèi)部三極管不導(dǎo)通，T91/62端子電壓就等于J623上拉電阻電壓，即12V。P/N擋位信號線出現(xiàn)斷路時，T91/62端子就處于懸空狀態(tài)，此時無論換擋桿處于何位置，T91/62處的電壓始終為12V，同非P/N擋一致，J623通過該端子電壓判斷此時的換擋桿處于非P/N擋，故起動發(fā)動機(jī)時起動機(jī)不工作。通過以上分析可知，如果T91/62對地短接，即始終為低電平，J623將判斷此時換擋桿在P/N擋位，該狀態(tài)下?lián)Q擋桿在任何擋位下皆可起動發(fā)動機(jī)。

4.3.2 SC6斷路

雙離合變速箱機(jī)械電子單元J743能正常輸出P/N擋位信號的前提是選擋桿控制單元E313工作正常，并可將信號通過J743和E313之間的CAN線進(jìn)行信號傳輸。常見故障模式有E313模塊出現(xiàn)故障、保險絲SC6斷路（即E313無30電）和E313與J743之間通訊故障（即E313 CAN通訊線斷路），此處將以保險絲SC6斷路為例對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析。

當(dāng)保險絲SC6斷路時，E313模塊不得電，模塊不工作，此時擋位鎖無法解鎖，P擋無法摘下，掛擋指示燈不亮，儀表上亦沒有擋位顯示，踩下制動踏板短按一下起動開關(guān)起動機(jī)不轉(zhuǎn);但踩下制動踏板，長按5秒起動鍵可以起動車輛，或打開點(diǎn)火開關(guān)，踩制動踏板2秒，短按起動開關(guān)可以起動車輛。讀取故障碼可知，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)無故障碼，變速箱電控系統(tǒng)故障碼為“U010300，選擋桿，無通訊”和“P73400，從選擋桿傳感器起用起動機(jī)”。

產(chǎn)生以上故障現(xiàn)象的原因是，當(dāng)E313出現(xiàn)故障時，踩下制動踏板超過5s后，發(fā)動機(jī)進(jìn)入應(yīng)急起動模式，此時J743忽略E313的擋位信號，默認(rèn)車輛可以起動，其P/N擋位數(shù)據(jù)信號變化過程為：保險絲SC6開路，如果擋位處于P/N擋時，“起動機(jī)控制，聯(lián)鎖裝置或P/N信號”值顯示為“00”，車輛可以正常起動;如果擋位處于非P/N擋時，初始狀態(tài)下“起動機(jī)控制，聯(lián)鎖裝置或P/N信號”值顯示“01”，大約2秒后該值變?yōu)椤?0”，該變化過程就類似擋位從非P/N擋切換回P/N位置，從而使得車輛可以正常起動。

4.3.3 擋位信號故障小節(jié)

當(dāng)J743與J623之間的擋位信號線斷路或者對電源短路時，起動發(fā)動機(jī)時起動機(jī)不工作，可通過故障診斷儀和數(shù)據(jù)流診斷出故障原因;如果該信號線對地短路，無論換擋桿處于何擋位，發(fā)動機(jī)都可正常起動。當(dāng)故障與E313相關(guān)時，其故障特點(diǎn)是發(fā)動機(jī)通過應(yīng)急模式起動，即踩制動踏板大于5s發(fā)動機(jī)可起動，該故障可以通過診斷變速箱電控系統(tǒng)模塊或者觀察數(shù)據(jù)流變化分析得出其原因?？傊瑢τ谂c擋位信號相關(guān)的故障，除了觀察故障現(xiàn)象進(jìn)行初步定位，還要結(jié)合故障碼和數(shù)據(jù)流進(jìn)行故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位。

5 結(jié)語

經(jīng)過對B8L起動控制系統(tǒng)故障的全面分析，為起動機(jī)相關(guān)故障診斷提供了更多思路和方法，具體總結(jié)如下：（1）起動請求信號J965 T40/15至J623 T91/68之間斷路時，通過數(shù)據(jù)流“起動請求，端子50未激活”進(jìn)行故障診斷;（2）制動信號燈開關(guān)F與J623相連的1號和3號針腳出現(xiàn)斷路故障時，在故障碼基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)流或者信號波形進(jìn)行診斷;（3）擋位信號J743 T16m/2至J623 T91/62之間斷路或SC6斷路時，通過故障碼進(jìn)行診斷。

基金項(xiàng)目：蘇州市職業(yè)大學(xué)“青藍(lán)工程”資助;蘇州市職業(yè)大學(xué)研究性課程項(xiàng)目（SZDYKC-210513）。

參考文獻(xiàn)：

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