劉曉丹
(福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南平 353000)
傳統(tǒng)汽車(chē)起動(dòng)系統(tǒng)通常由蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)繼電器和空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān)等裝置組成,但整體線(xiàn)路連接和工作原理都較為簡(jiǎn)單,在教學(xué)上難以深入。一汽-大眾邁騰B8L轎車(chē)搭載了一鍵起動(dòng)功能,并且采用多個(gè)繼電器聯(lián)合控制,系統(tǒng)原理復(fù)雜、故障典型,是良好的教學(xué)載體,也成為高職院校汽車(chē)檢測(cè)與維修技術(shù)專(zhuān)業(yè)技能競(jìng)賽的備選車(chē)型之一。
為了提高職汽車(chē)檢測(cè)與維修技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的汽車(chē)電路故障分析和排查能力,更好地貫徹落實(shí)以賽促學(xué)的學(xué)習(xí)理念,本文針對(duì)邁騰B8L的起動(dòng)系統(tǒng)為例,通過(guò)開(kāi)發(fā)、整理的一些適用于教學(xué)的相關(guān)故障案例,總結(jié)出起動(dòng)系統(tǒng)故障診斷思路,與同行分享交流。
邁騰B8L的起動(dòng)系統(tǒng)除了蓄電池、起動(dòng)機(jī)和起動(dòng)機(jī)繼電器J906和J907以外,還包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623、車(chē)載電網(wǎng)控制單元J519、進(jìn)入及起動(dòng)許可單元J965、起動(dòng)裝置按鈕E378以及轉(zhuǎn)向柱鎖止裝置控制器J764、組合儀表控制單元J285以及網(wǎng)關(guān)J533等防盜和通訊相關(guān)控制裝置等部件(圖1)。起動(dòng)系統(tǒng)的具體工作過(guò)程,可以分為15電上電過(guò)程和50信號(hào)形成過(guò)程[1]。
圖1 起動(dòng)系統(tǒng)控制電路圖
當(dāng)駕駛員攜帶合法鑰匙進(jìn)入車(chē)內(nèi)后按下E378,此時(shí)J965的T40/7和T40/19端子電位會(huì)被拉低至0 V。J965監(jiān)測(cè)到這一信息,確定起動(dòng)開(kāi)關(guān)被按下,于是激活低頻天線(xiàn)R137、R138和R139等,并在車(chē)內(nèi)尋找鑰匙,同時(shí)通過(guò)喚醒導(dǎo)線(xiàn)激活J519以及J519內(nèi)置的高頻天線(xiàn)。此時(shí)智能鑰匙會(huì)把自身的ID信息發(fā)送給J519,J519通過(guò)舒適CAN網(wǎng)絡(luò)將身份信息傳遞給J285進(jìn)行認(rèn)證,并把認(rèn)證通過(guò)的信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)J533、驅(qū)動(dòng)CAN網(wǎng)絡(luò)以及舒適CAN網(wǎng)絡(luò)分享給其他控制單元進(jìn)行防盜校驗(yàn)。
若上述防盜認(rèn)證完全合法,該信息通過(guò)舒適CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞給J965,此時(shí)J965通過(guò)T40/27、T40/35和T40/40端子釋放2條15信號(hào)以及1條S信號(hào)給J519。J519接收到該信號(hào)后,控制15端子供電繼電器J329的線(xiàn)圈搭鐵,繼電器閉合,完成了30電向15電的轉(zhuǎn)化。此時(shí)儀表點(diǎn)亮,同時(shí)J764控制解鎖方向盤(pán),全車(chē)用電器上電。
完成15電的上電過(guò)程后,J965通過(guò)T40/15端子向J623的T91/68端子發(fā)送50請(qǐng)求信號(hào)。此時(shí)如果車(chē)輛同時(shí)滿(mǎn)足其他起動(dòng)條件(選擋桿E313和變速器機(jī)電控制單元J743提供的P/N擋信號(hào),以及制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)F提供的制動(dòng)踏板踩下信號(hào)),J623通過(guò)T91/87和T91/88端子控制J906和J907的線(xiàn)圈搭鐵。同時(shí)線(xiàn)圈的另一端已有15電輸入,線(xiàn)圈中有電流通過(guò),開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合。此時(shí)30電通過(guò)熔絲SB23給起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)控制端A1供電,起動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作,完成50信號(hào)起動(dòng)請(qǐng)求工作過(guò)程。
隨著現(xiàn)代車(chē)型對(duì)于車(chē)輛的節(jié)能、環(huán)保以及舒適、個(gè)性化等要求越來(lái)越高,車(chē)輛的控制系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜。因此車(chē)輛出現(xiàn)難以起動(dòng)或者無(wú)法起動(dòng)故障的故障,其故障原因也越來(lái)越多樣化。不過(guò),對(duì)于起動(dòng)后起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的故障現(xiàn)象,往往歸類(lèi)于起動(dòng)系統(tǒng)故障。除了起動(dòng)機(jī)本身故障外,系統(tǒng)控制線(xiàn)路問(wèn)題、起動(dòng)條件不滿(mǎn)足等原因,也是造成起動(dòng)系統(tǒng)故障的常見(jiàn)原因。因此,本研究結(jié)合邁騰B8L起動(dòng)系統(tǒng)控制原理,通過(guò)以下故障案例對(duì)起動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障的診斷和排除思路進(jìn)行分析。
故障現(xiàn)象:一輛2017年產(chǎn)一汽-大眾大眾邁騰轎車(chē),搭載EA888型2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)和7擋雙離合變速器,行駛里程為1.3萬(wàn)km(該車(chē)為本院教學(xué)用車(chē),以下案例同)。該車(chē)按下起動(dòng)裝置按鈕后,車(chē)輛儀表正常點(diǎn)亮、方向盤(pán)解鎖,蓄電池電壓正常,但嘗試起動(dòng)發(fā)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),車(chē)輛無(wú)法起動(dòng)。
檢查分析:維修人員用故障診斷儀檢測(cè)車(chē)輛,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在故障碼“P308800——起動(dòng)機(jī)繼電器-電路電氣故障-主動(dòng)/靜態(tài)”。車(chē)輛儀表可以正常點(diǎn)亮,說(shuō)明整車(chē)的15電上電過(guò)程順利完成。結(jié)合故障碼提示,初部判斷故障可能發(fā)生在50信號(hào)的傳遞過(guò)程,有可能是起動(dòng)控制電路某處存在斷路造成的。
根據(jù)該車(chē)型的起動(dòng)系統(tǒng)控制原理,結(jié)合電路圖設(shè)計(jì)如下檢測(cè)流程(圖2)。
圖2 起動(dòng)系統(tǒng)電路故障診斷流程圖
(1)檢查熔絲SB23前后兩端電壓。若前后端電壓均為12.00 V,說(shuō)明故障點(diǎn)為熔絲至起動(dòng)機(jī)50控制端或者起動(dòng)機(jī)本體故障。若前后端電壓不一致,說(shuō)明該熔絲損壞。實(shí)際檢查過(guò)程中,SB23前后端電壓均為0.00 V,說(shuō)明故障點(diǎn)在上游電路。
(2)檢查繼電器J907開(kāi)關(guān)電路。發(fā)現(xiàn)其開(kāi)關(guān)電路前端有12.00 V電壓,后端為0.00 V,說(shuō)明J907繼電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)未閉合。造成這一現(xiàn)象的原因可能是繼電器自身?yè)p壞,或者是繼電器線(xiàn)圈控制電路異常。檢查發(fā)現(xiàn),打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),J623的T91/88端子電壓為蓄電池電壓12.50 V,正常;起動(dòng)瞬間該端子電壓為2.23 V,說(shuō)明控制單元提供了搭鐵控制,但測(cè)量繼電器J907搭鐵端86腳,其電壓值為7.73 V,明顯不正常。
(3)斷開(kāi)蓄電池負(fù)極,拔下發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元T91插頭,測(cè)量J907的86端到T91/88腳的電阻為322 Ω,說(shuō)明該處連接導(dǎo)線(xiàn)存在虛接。仔細(xì)觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)J907繼電器86端插座比較松曠,有維修痕跡。
故障排除:對(duì)J907的線(xiàn)束插接器上86端子進(jìn)行修復(fù)后試車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng),故障排除。
回顧總結(jié):起動(dòng)控制電路的故障檢查過(guò)程中如果遇到其他情況,老師們也可引導(dǎo)學(xué)生參考圖2所列的檢查流程嘗試分析和排查[2-3]。
故障現(xiàn)象:一輛2017年邁騰BL轎車(chē),用戶(hù)起動(dòng)車(chē)輛時(shí)發(fā)現(xiàn),按下起動(dòng)裝置按鈕后,儀表正常點(diǎn)亮,方向盤(pán)解鎖,但是起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)。同時(shí)儀表板上有提示:請(qǐng)將換擋桿置于P/N擋,但此時(shí)換擋桿已經(jīng)處于P擋。
檢查分析:維修人員用故障診斷儀檢測(cè)車(chē)輛,讀取到故障碼“P085000——起動(dòng)電機(jī)停用器信號(hào)(P/N)對(duì)正極短路或斷路”。根據(jù)故障現(xiàn)象和故障碼提示,故障原因可能是由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元未識(shí)別到車(chē)輛的P/N擋信號(hào),即起動(dòng)條件不滿(mǎn)足,從而造成起動(dòng)機(jī)不工作??赡艽嬖诘墓收显蛴校篍313本身或其線(xiàn)路損壞;J743和J623之間P/N擋信號(hào)傳遞異常;J743或J623控制單元損壞。
(1)E313損壞通常會(huì)影響正常換擋。維修人員通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),車(chē)輛可以順利換,并且儀表可以顯示正常擋位,故暫時(shí)排除E313出故障的可能性。
(2)通過(guò)讀取數(shù)據(jù)流的方式檢查J743和J623之間擋位信號(hào)的傳遞情況。結(jié)果讀取擋位信號(hào)數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn),無(wú)論換擋桿置于何擋位,數(shù)據(jù)流中“起動(dòng)機(jī)控制,聯(lián)鎖裝置或P/N信號(hào)”的值始終為“01”,這顯然不正常。正常情況下,換P擋或N擋時(shí),該數(shù)據(jù)的值應(yīng)顯示為“00”。由此判斷故障原因?yàn)镴623未正常識(shí)別到J743傳遞的P/N擋信號(hào)。
(3)檢J743和J623之間的線(xiàn)路通斷。當(dāng)換擋桿處于P擋時(shí),測(cè)量J623的T91/62端子電壓為12.00 V,異常。正常情況下,當(dāng)P/N信號(hào)觸發(fā)時(shí),該線(xiàn)路由于J743的內(nèi)部三極管導(dǎo)通,電位會(huì)被拉低至0.00 V;
接著測(cè)量J743的T16m/2端子電壓,為0.00 V,正常。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,判斷J623的T91/62端子和J743的T16m/2端子之間可能存在斷路。再測(cè)量2個(gè)端子之間電阻,正常值應(yīng)小于1 Ω,實(shí)際測(cè)量值為無(wú)窮大,因此可以確認(rèn)該線(xiàn)路存在斷路。
故障排除:修理線(xiàn)束后,發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常起動(dòng)。重新讀取故障碼,系統(tǒng)正常,故障排除。
故障現(xiàn)象:一輛2017年產(chǎn)邁騰B7L轎車(chē),由于長(zhǎng)時(shí)間停放導(dǎo)致蓄電池嚴(yán)重虧電不能起動(dòng)。維修人利用機(jī)械鑰匙進(jìn)入車(chē)內(nèi),準(zhǔn)備采用搭電的方法施救救援。結(jié)果按下E378后沒(méi)有任何反應(yīng),起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),并且儀表無(wú)法點(diǎn)亮,方向盤(pán)不能解鎖,車(chē)輛無(wú)法起動(dòng)。
檢查分析:維修人員用故障診斷儀檢測(cè),發(fā)現(xiàn)診斷儀與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不能通訊。嘗試把遙控鑰匙置于方向盤(pán)側(cè)方的應(yīng)急感應(yīng)區(qū)再次起動(dòng),故障依舊。但是車(chē)輛搭電后可以通過(guò)遙控鑰匙開(kāi)關(guān)和解鎖車(chē)門(mén),長(zhǎng)按鎖車(chē)鍵,四門(mén)車(chē)窗均可以正常關(guān)閉。
車(chē)輛方向盤(pán)雖然無(wú)法解鎖,但遙控鑰匙可以正常使用,說(shuō)明車(chē)輛的防盜系統(tǒng)應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。根據(jù)儀表無(wú)法點(diǎn)亮、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不能通訊等現(xiàn)象,判斷車(chē)輛15電存在供電異?;蛘呔W(wǎng)絡(luò)通訊存在故障。
為了驗(yàn)證上述猜想,首先測(cè)量OBD診斷接口的16號(hào)端子對(duì)搭鐵電壓,正常值應(yīng)為12.00 V,實(shí)測(cè)為0.00 V,異常。該端子的供電是由熔絲SC15提供的,進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)SC15熔絲正常,但15端子供電繼電器J329并未吸合,說(shuō)明整車(chē)15電確實(shí)存在供電異常。
造成15電供電異常的原因主要有:①J519網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路、電源及自身故障;②J965網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路、供電以及自身故障;③E378及其線(xiàn)路故障;④進(jìn)入和起動(dòng)系統(tǒng)的車(chē)內(nèi)空間天線(xiàn)R137、 R138和R139等故障或其他線(xiàn)路故障。
由于OBD診斷接口沒(méi)有供電,故人為短接J329的繼電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn),嘗試讀取車(chē)輛故障碼,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在故障碼“U100A00— —進(jìn)入及其起動(dòng)許可,無(wú)通訊”。根據(jù)故障碼提示,故障原因可能是由于J965沒(méi)有正常接收、處理或發(fā)送15上電請(qǐng)求。考慮到試車(chē)檢查時(shí)的一些細(xì)節(jié),比如車(chē)輛在遙控解鎖或打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí),起動(dòng)按鍵的背景燈不亮;同時(shí),按壓E378時(shí),遙控鑰匙上指示燈并未閃爍,再結(jié)合故障碼提供的線(xiàn)索,說(shuō)明車(chē)輛起動(dòng)時(shí)J965并沒(méi)有被激活喚醒。
測(cè)量J965的供電端熔絲SC19的兩端電壓,為12.00 V,正常;測(cè)量J965的搭鐵端T40/17端子對(duì)正極電壓為0.00 V,異常,說(shuō)明J965的搭鐵存在問(wèn)題。檢查J965線(xiàn)束插接器的T40/17端子以及搭鐵點(diǎn),未發(fā)現(xiàn)異常。嘗試從T40/17端子飛線(xiàn)至搭鐵點(diǎn)后,嘗試起動(dòng)車(chē)輛,車(chē)輛儀表正常點(diǎn)亮,方向盤(pán)正常解鎖,車(chē)輛可以起動(dòng)[4]。
故障排除:更換修復(fù)J965的搭鐵線(xiàn)路后,故障排除。
故障現(xiàn)象:一輛2017年產(chǎn)邁騰B8L轎車(chē),起動(dòng)時(shí)儀表能夠正常點(diǎn)亮,方向盤(pán)解鎖,可以聽(tīng)到起動(dòng)機(jī)有短暫動(dòng)作聲音,但發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。
檢查分析:由于故障現(xiàn)象有點(diǎn)像蓄電池電量不足造成的無(wú)法起動(dòng),于是維修人員檢查蓄電池電壓,正常。用故障診斷儀檢測(cè),發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)存在故障碼“P305300——起動(dòng)機(jī)起動(dòng),端子50返回信息,對(duì)地短路/斷路”。
根據(jù)故障現(xiàn)象,起動(dòng)機(jī)可以短暫工作,說(shuō)明起動(dòng)機(jī)前端控制電路連接是完整的。起動(dòng)機(jī)不能持續(xù)工作,可能的原因是起動(dòng)機(jī)本身存在機(jī)械卡滯或電路故障,但若是如此,系統(tǒng)應(yīng)該提示與此相關(guān)的故障碼。只能根據(jù)目前檢測(cè)到故障碼提示,推斷50反饋信號(hào)線(xiàn)可能存在斷路的情況。
為了驗(yàn)證上述可能,維修人員用故障診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的170組數(shù)據(jù)流,起動(dòng)瞬間數(shù)據(jù)信息如下:1區(qū)為“開(kāi)”;2區(qū)為“開(kāi)”;3區(qū)為“開(kāi)”;4區(qū)為“關(guān)”。從第4區(qū)的反饋值來(lái)看,J623的T91/67端子的確沒(méi)有收到起動(dòng)機(jī)輸出的起動(dòng)反饋信號(hào)。檢查該線(xiàn)路上的熔絲SB22,發(fā)現(xiàn)該熔絲已經(jīng)熔斷。
故障排除:更換新的SB22熔絲后,車(chē)輛可以正常起動(dòng),故障排除。
回顧總結(jié):雖然故障已經(jīng)排除,但是該故障有必要繼續(xù)深入研究,即起動(dòng)反饋信號(hào)異常為何會(huì)影響正常起動(dòng)。根據(jù)電路圖可以看出,若僅僅只是起動(dòng)反饋導(dǎo)線(xiàn)斷路(即SB22熔斷),起動(dòng)控制前端電路依然完整,說(shuō)明12.00 V電壓可以正常傳輸?shù)狡饎?dòng)機(jī)的50端,所以起動(dòng)機(jī)應(yīng)該工作。但實(shí)際上起動(dòng)機(jī)只能短暫工作后立刻停止,發(fā)動(dòng)機(jī)還沒(méi)有達(dá)到起動(dòng)的最低轉(zhuǎn)速,故無(wú)法起動(dòng)。
究其原因,應(yīng)該是起動(dòng)機(jī)工作瞬間,J623收到來(lái)自曲軸位置傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào),但是沒(méi)有收到起動(dòng)反饋信號(hào)。兩者邏輯上不一致導(dǎo)致J623產(chǎn)生對(duì)應(yīng)故障碼,并且保護(hù)性地縮短了2個(gè)起動(dòng)繼電器搭鐵控制的時(shí)間,所以起動(dòng)機(jī)只是短暫動(dòng)作后立刻停止,發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)。為了驗(yàn)證上述猜想,維修人員拔出SB22熔絲,并且長(zhǎng)按E378,人為提高了起動(dòng)繼電器搭鐵控制的時(shí)間,結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)可以起動(dòng)。因此,當(dāng)車(chē)輛出現(xiàn)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)短暫工作后停止的故障現(xiàn)象時(shí),如果檢測(cè)到起動(dòng)反饋信號(hào)斷路的故障提示,可以嘗試長(zhǎng)按起動(dòng)裝置按鈕,如果車(chē)輛可以正常起動(dòng),說(shuō)明說(shuō)明起動(dòng)反饋線(xiàn)路出現(xiàn)斷路,可以根據(jù)電路圖檢查故障點(diǎn)[5]。
通過(guò)上文4個(gè)故障案例的診斷與與排除,結(jié)合邁騰B8L轎車(chē)起動(dòng)系統(tǒng)工作原理分析,可以對(duì)該車(chē)型起動(dòng)系統(tǒng)故障的診斷思路總結(jié)如下。
(1)針對(duì)起動(dòng)連接線(xiàn)路故障,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)檢查起動(dòng)控制電路之中的導(dǎo)線(xiàn)、繼電器和熔絲的連接情況,以及繼電器線(xiàn)圈電源和搭鐵控制情況。此類(lèi)故障通??梢酝ㄟ^(guò)讀取故障碼快速鎖定。
(2)針對(duì)起動(dòng)條件不滿(mǎn)足的故障,該類(lèi)故障則要考慮車(chē)輛的P/N擋信號(hào)、50請(qǐng)求信號(hào)以及制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)信號(hào)是否正常傳遞。該類(lèi)故障往往可以通過(guò)儀表提示進(jìn)行輔助判斷,并通過(guò)讀取數(shù)據(jù)流加以驗(yàn)證。
(3)針對(duì)整車(chē)15電上電異常的故障,造成此類(lèi)故障通常和防盜或網(wǎng)絡(luò)通訊相關(guān),較為復(fù)雜。建議專(zhuān)業(yè)教師在教學(xué)中由簡(jiǎn)入深,通過(guò)設(shè)置E378或者J965等相關(guān)故障,幫助學(xué)生理解其工作過(guò)程。
(4)對(duì)于起動(dòng)機(jī)反饋信號(hào)異常故障,設(shè)置此類(lèi)故障的目的,是幫助學(xué)生理解起動(dòng)反饋信號(hào)的具體作用及其工作原理,從而更全面地掌握起動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程。
本文通過(guò)對(duì)一汽-大眾邁騰轎車(chē)起動(dòng)系統(tǒng)工作原理分析,結(jié)合一線(xiàn)維修案例以及技能大賽故障診斷賽項(xiàng),設(shè)置了4種邁騰B8L轎車(chē)起動(dòng)系統(tǒng)故障的教學(xué)案例。這些案例在教學(xué)中知識(shí)覆蓋面廣,技能點(diǎn)涉及多,不僅考查了學(xué)生讀識(shí)、分析電路圖的能力,還考驗(yàn)了學(xué)生運(yùn)用診斷儀、試燈及萬(wàn)用表等設(shè)備工具的能力,以及讀取和分析故障碼、數(shù)據(jù)流的能力。這些教學(xué)案例的設(shè)置方法以及故障的診斷和排查方法,都具有很大的拓展性,可以在車(chē)輛其他系統(tǒng)的相關(guān)教學(xué)中推廣應(yīng)用。當(dāng)然,為了便于教學(xué),這些故障案例的設(shè)置具有一定的局限性,與實(shí)際一線(xiàn)維修案例有所不同,這將在今后的研究中不斷改進(jìn)。