一汽-大众迈腾轿车起动系统故障诊断思路分析
——以迈腾B8L车型为例
2022-12-11刘晓丹
刘晓丹
(福建林业职业技术学院,南平 353000)
0 引言
传统汽车起动系统通常由蓄电池、点火开关、起动机、起动继电器和空挡起动开关等装置组成,但整体线路连接和工作原理都较为简单,在教学上难以深入。一汽-大众迈腾B8L轿车搭载了一键起动功能,并且采用多个继电器联合控制,系统原理复杂、故障典型,是良好的教学载体,也成为高职院校汽车检测与维修技术专业技能竞赛的备选车型之一。
为了提高职汽车检测与维修技术专业学生的汽车电路故障分析和排查能力,更好地贯彻落实以赛促学的学习理念,本文针对迈腾B8L的起动系统为例,通过开发、整理的一些适用于教学的相关故障案例,总结出起动系统故障诊断思路,与同行分享交流。
1 迈腾B8L起动系统工作原理解析
迈腾B8L的起动系统除了蓄电池、起动机和起动机继电器J906和J907以外,还包括发动机控制单元J623、车载电网控制单元J519、进入及起动许可单元J965、起动装置按钮E378以及转向柱锁止装置控制器J764、组合仪表控制单元J285以及网关J533等防盗和通讯相关控制装置等部件(图1)。起动系统的具体工作过程,可以分为15电上电过程和50信号形成过程[1]。
图1 起动系统控制电路图
1.1 15电上电过程
当驾驶员携带合法钥匙进入车内后按下E378,此时J965的T40/7和T40/19端子电位会被拉低至0 V。J965监测到这一信息,确定起动开关被按下,于是激活低频天线R137、R138和R139等,并在车内寻找钥匙,同时通过唤醒导线激活J519以及J519内置的高频天线。此时智能钥匙会把自身的ID信息发送给J519,J519通过舒适CAN网络将身份信息传递给J285进行认证,并把认证通过的信息通过网关J533、驱动CAN网络以及舒适CAN网络分享给其他控制单元进行防盗校验。
若上述防盗认证完全合法,该信息通过舒适CAN网络传递给J965,此时J965通过T40/27、T40/35和T40/40端子释放2条15信号以及1条S信号给J519。J519接收到该信号后,控制15端子供电继电器J329的线圈搭铁,继电器闭合,完成了30电向15电的转化。此时仪表点亮,同时J764控制解锁方向盘,全车用电器上电。
1.2 50信号形成过程
完成15电的上电过程后,J965通过T40/15端子向J623的T91/68端子发送50请求信号。此时如果车辆同时满足其他起动条件(选挡杆E313和变速器机电控制单元J743提供的P/N挡信号,以及制动灯开关F提供的制动踏板踩下信号),J623通过T91/87和T91/88端子控制J906和J907的线圈搭铁。同时线圈的另一端已有15电输入,线圈中有电流通过,开关触点闭合。此时30电通过熔丝SB23给起动机电磁开关控制端A1供电,起动机开始工作,完成50信号起动请求工作过程。
2 故障案例
随着现代车型对于车辆的节能、环保以及舒适、个性化等要求越来越高,车辆的控制系统也越来越复杂。因此车辆出现难以起动或者无法起动故障的故障,其故障原因也越来越多样化。不过,对于起动后起动机不转的故障现象,往往归类于起动系统故障。除了起动机本身故障外,系统控制线路问题、起动条件不满足等原因,也是造成起动系统故障的常见原因。因此,本研究结合迈腾B8L起动系统控制原理,通过以下故障案例对起动系统常见故障的诊断和排除思路进行分析。
2.1 起动控制线路故障
故障现象:一辆2017年产一汽-大众大众迈腾轿车,搭载EA888型2.0T发动机和7挡双离合变速器,行驶里程为1.3万km(该车为本院教学用车,以下案例同)。该车按下起动装置按钮后,车辆仪表正常点亮、方向盘解锁,蓄电池电压正常,但尝试起动发现起动机不转,车辆无法起动。
检查分析:维修人员用故障诊断仪检测车辆,发现系统存在故障码“P308800——起动机继电器-电路电气故障-主动/静态”。车辆仪表可以正常点亮,说明整车的15电上电过程顺利完成。结合故障码提示,初部判断故障可能发生在50信号的传递过程,有可能是起动控制电路某处存在断路造成的。
根据该车型的起动系统控制原理,结合电路图设计如下检测流程(图2)。
图2 起动系统电路故障诊断流程图
(1)检查熔丝SB23前后两端电压。若前后端电压均为12.00 V,说明故障点为熔丝至起动机50控制端或者起动机本体故障。若前后端电压不一致,说明该熔丝损坏。实际检查过程中,SB23前后端电压均为0.00 V,说明故障点在上游电路。
(2)检查继电器J907开关电路。发现其开关电路前端有12.00 V电压,后端为0.00 V,说明J907继电器开关触点未闭合。造成这一现象的原因可能是继电器自身损坏,或者是继电器线圈控制电路异常。检查发现,打开点火开关,J623的T91/88端子电压为蓄电池电压12.50 V,正常;起动瞬间该端子电压为2.23 V,说明控制单元提供了搭铁控制,但测量继电器J907搭铁端86脚,其电压值为7.73 V,明显不正常。
(3)断开蓄电池负极,拔下发动机控制单元T91插头,测量J907的86端到T91/88脚的电阻为322 Ω,说明该处连接导线存在虚接。仔细观察,发现J907继电器86端插座比较松旷,有维修痕迹。
故障排除:对J907的线束插接器上86端子进行修复后试车,发动机正常起动,故障排除。
回顾总结:起动控制电路的故障检查过程中如果遇到其他情况,老师们也可引导学生参考图2所列的检查流程尝试分析和排查[2-3]。
2.2 起动条件不满足
故障现象:一辆2017年迈腾BL轿车,用户起动车辆时发现,按下起动装置按钮后,仪表正常点亮,方向盘解锁,但是起动机不转,发动机无法起动。同时仪表板上有提示:请将换挡杆置于P/N挡,但此时换挡杆已经处于P挡。
检查分析:维修人员用故障诊断仪检测车辆,读取到故障码“P085000——起动电机停用器信号(P/N)对正极短路或断路”。根据故障现象和故障码提示,故障原因可能是由于发动机控制单元未识别到车辆的P/N挡信号,即起动条件不满足,从而造成起动机不工作。可能存在的故障原因有:E313本身或其线路损坏;J743和J623之间P/N挡信号传递异常;J743或J623控制单元损坏。
(1)E313损坏通常会影响正常换挡。维修人员通过测试发现,车辆可以顺利换,并且仪表可以显示正常挡位,故暂时排除E313出故障的可能性。
(2)通过读取数据流的方式检查J743和J623之间挡位信号的传递情况。结果读取挡位信号数据流发现,无论换挡杆置于何挡位,数据流中“起动机控制,联锁装置或P/N信号”的值始终为“01”,这显然不正常。正常情况下,换P挡或N挡时,该数据的值应显示为“00”。由此判断故障原因为J623未正常识别到J743传递的P/N挡信号。
(3)检J743和J623之间的线路通断。当换挡杆处于P挡时,测量J623的T91/62端子电压为12.00 V,异常。正常情况下,当P/N信号触发时,该线路由于J743的内部三极管导通,电位会被拉低至0.00 V;
接着测量J743的T16m/2端子电压,为0.00 V,正常。根据测量结果,判断J623的T91/62端子和J743的T16m/2端子之间可能存在断路。再测量2个端子之间电阻,正常值应小于1 Ω,实际测量值为无穷大,因此可以确认该线路存在断路。
故障排除:修理线束后,发动机能够正常起动。重新读取故障码,系统正常,故障排除。
2.3 车辆15电供电异常
故障现象:一辆2017年产迈腾B7L轿车,由于长时间停放导致蓄电池严重亏电不能起动。维修人利用机械钥匙进入车内,准备采用搭电的方法施救救援。结果按下E378后没有任何反应,起动机不转,并且仪表无法点亮,方向盘不能解锁,车辆无法起动。
检查分析:维修人员用故障诊断仪检测,发现诊断仪与发动机控制单元不能通讯。尝试把遥控钥匙置于方向盘侧方的应急感应区再次起动,故障依旧。但是车辆搭电后可以通过遥控钥匙开关和解锁车门,长按锁车键,四门车窗均可以正常关闭。
车辆方向盘虽然无法解锁,但遥控钥匙可以正常使用,说明车辆的防盗系统应该没有问题。根据仪表无法点亮、发动机控制单元不能通讯等现象,判断车辆15电存在供电异常或者网络通讯存在故障。
为了验证上述猜想,首先测量OBD诊断接口的16号端子对搭铁电压,正常值应为12.00 V,实测为0.00 V,异常。该端子的供电是由熔丝SC15提供的,进一步检查发现SC15熔丝正常,但15端子供电继电器J329并未吸合,说明整车15电确实存在供电异常。
造成15电供电异常的原因主要有:①J519网络线路、电源及自身故障;②J965网络线路、供电以及自身故障;③E378及其线路故障;④进入和起动系统的车内空间天线R137、 R138和R139等故障或其他线路故障。
由于OBD诊断接口没有供电,故人为短接J329的继电器开关触点,尝试读取车辆故障码,发现系统存在故障码“U100A00— —进入及其起动许可,无通讯”。根据故障码提示,故障原因可能是由于J965没有正常接收、处理或发送15上电请求。考虑到试车检查时的一些细节,比如车辆在遥控解锁或打开车门时,起动按键的背景灯不亮;同时,按压E378时,遥控钥匙上指示灯并未闪烁,再结合故障码提供的线索,说明车辆起动时J965并没有被激活唤醒。
测量J965的供电端熔丝SC19的两端电压,为12.00 V,正常;测量J965的搭铁端T40/17端子对正极电压为0.00 V,异常,说明J965的搭铁存在问题。检查J965线束插接器的T40/17端子以及搭铁点,未发现异常。尝试从T40/17端子飞线至搭铁点后,尝试起动车辆,车辆仪表正常点亮,方向盘正常解锁,车辆可以起动[4]。
故障排除:更换修复J965的搭铁线路后,故障排除。
2.4 起动反馈信号异常
故障现象:一辆2017年产迈腾B8L轿车,起动时仪表能够正常点亮,方向盘解锁,可以听到起动机有短暂动作声音,但发动机不能起动。
检查分析:由于故障现象有点像蓄电池电量不足造成的无法起动,于是维修人员检查蓄电池电压,正常。用故障诊断仪检测,发动机控制系统存在故障码“P305300——起动机起动,端子50返回信息,对地短路/断路”。
根据故障现象,起动机可以短暂工作,说明起动机前端控制电路连接是完整的。起动机不能持续工作,可能的原因是起动机本身存在机械卡滞或电路故障,但若是如此,系统应该提示与此相关的故障码。只能根据目前检测到故障码提示,推断50反馈信号线可能存在断路的情况。
为了验证上述可能,维修人员用故障诊断仪读取发动机控制单元的170组数据流,起动瞬间数据信息如下:1区为“开”;2区为“开”;3区为“开”;4区为“关”。从第4区的反馈值来看,J623的T91/67端子的确没有收到起动机输出的起动反馈信号。检查该线路上的熔丝SB22,发现该熔丝已经熔断。
故障排除:更换新的SB22熔丝后,车辆可以正常起动,故障排除。
回顾总结:虽然故障已经排除,但是该故障有必要继续深入研究,即起动反馈信号异常为何会影响正常起动。根据电路图可以看出,若仅仅只是起动反馈导线断路(即SB22熔断),起动控制前端电路依然完整,说明12.00 V电压可以正常传输到起动机的50端,所以起动机应该工作。但实际上起动机只能短暂工作后立刻停止,发动机还没有达到起动的最低转速,故无法起动。
究其原因,应该是起动机工作瞬间,J623收到来自曲轴位置传感器的转速信号,但是没有收到起动反馈信号。两者逻辑上不一致导致J623产生对应故障码,并且保护性地缩短了2个起动继电器搭铁控制的时间,所以起动机只是短暂动作后立刻停止,发动机无法起动。为了验证上述猜想,维修人员拔出SB22熔丝,并且长按E378,人为提高了起动继电器搭铁控制的时间,结果发动机可以起动。因此,当车辆出现起动时起动机短暂工作后停止的故障现象时,如果检测到起动反馈信号断路的故障提示,可以尝试长按起动装置按钮,如果车辆可以正常起动,说明说明起动反馈线路出现断路,可以根据电路图检查故障点[5]。
3 起动系统故障诊断思路总结
通过上文4个故障案例的诊断与与排除,结合迈腾B8L轿车起动系统工作原理分析,可以对该车型起动系统故障的诊断思路总结如下。
(1)针对起动连接线路故障,应当重点检查起动控制电路之中的导线、继电器和熔丝的连接情况,以及继电器线圈电源和搭铁控制情况。此类故障通常可以通过读取故障码快速锁定。
(2)针对起动条件不满足的故障,该类故障则要考虑车辆的P/N挡信号、50请求信号以及制动灯开关信号是否正常传递。该类故障往往可以通过仪表提示进行辅助判断,并通过读取数据流加以验证。
(3)针对整车15电上电异常的故障,造成此类故障通常和防盗或网络通讯相关,较为复杂。建议专业教师在教学中由简入深,通过设置E378或者J965等相关故障,帮助学生理解其工作过程。
(4)对于起动机反馈信号异常故障,设置此类故障的目的,是帮助学生理解起动反馈信号的具体作用及其工作原理,从而更全面地掌握起动系统工作过程。
4 结束语
本文通过对一汽-大众迈腾轿车起动系统工作原理分析,结合一线维修案例以及技能大赛故障诊断赛项,设置了4种迈腾B8L轿车起动系统故障的教学案例。这些案例在教学中知识覆盖面广,技能点涉及多,不仅考查了学生读识、分析电路图的能力,还考验了学生运用诊断仪、试灯及万用表等设备工具的能力,以及读取和分析故障码、数据流的能力。这些教学案例的设置方法以及故障的诊断和排查方法,都具有很大的拓展性,可以在车辆其他系统的相关教学中推广应用。当然,为了便于教学,这些故障案例的设置具有一定的局限性,与实际一线维修案例有所不同,这将在今后的研究中不断改进。