陸建康 方勇
摘 要:邁騰B8L起動機無法工作主要由起動機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的故障現象、故障碼和數據流,并對故障產生的機理進行了解釋,最后總結了故障診斷方法,從而為B8L起動控制電路的故障診斷提供了思路和方法。
關鍵詞:邁騰B8L 發(fā)動機 起動系統(tǒng) 故障診斷
1 引言
起動機無法工作是發(fā)動機常見故障之一,引起起動機故障的原因主要在兩個方面,一方面是起動機電源電路故障;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)動機的邁騰B8L為研究對象,分析起動系統(tǒng)的構成及控制邏輯,根據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象和故障產生機理,從而為故障檢修人員提供診斷依據。
2 CUGA型發(fā)動機起動系統(tǒng)構成
邁騰B8L CUGA型發(fā)動機起動系統(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)動機控制單元J623(以下簡稱J623)、進入及起動許可控制單元J965(以下簡稱J965)、雙離合變速箱機械電子單元J743(以下簡稱J743)和制動信號燈開關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,起動電源電路導通,電流從蓄電池流經J906、J907和SB23至起動機端子50,使得起動機工作,從而帶動發(fā)動機運轉。
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
進入及起動許可控制單元J965 T40/15端子與發(fā)動機控制單元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)動機控制單元認為此時沒有起動需求,J623不會控制起動繼電器工作,此時起動機不工作,同時無故障碼出現。但讀取數據流可以發(fā)現“[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^數據進行判斷。
當診斷出T40/15與T91/68之間線路異常時,需要分步進行故障點定位,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信號,1號針腳為制動測試開關(校驗信號)。制動信號燈開關3號針腳T4gk/3與J623端子T91/37相連,制動信號燈開關1號針腳T4gk/3與J623端子T91/60相連。
不踩剎車的時,發(fā)動機控制單元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,數據流狀態(tài)為“[IDE07904]_制動測試開關狀態(tài)”顯示“未開動”,“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態(tài)”顯示“未開動”;當踩下制動踏板時,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),數據流狀態(tài)為“[IDE07904]_制動測試開關狀態(tài)”顯示“已按下”,“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態(tài)”顯示“已按下”。
4.2.1 制動信號燈開關3號針腳斷路
制動信號燈開關3號針腳T4gk/3與發(fā)動機控制單元J623端子T91/37之間電路斷路時(參考圖3),故障現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”。當制動開關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的電壓不構成互為互逆,如圖5所示。通過讀取數據流亦可發(fā)現,初始狀態(tài)下“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態(tài)”(實際為T91/37的狀態(tài))顯示“已按下”,“[IDE07904]_制動測試開關狀態(tài)”(實際為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)動機控制單元J623識別出剎車信號不可信時,控制系統(tǒng)就會進入應急狀態(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1號針腳斷路
制動測試開關1號針腳T4gk/1與發(fā)動機控制單元J623端子T91/60之間電路斷路時(參考圖3),故障現象與故障碼均與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的電壓不構成互為互逆;在數據流中“[IDE07904]_制動測試開關狀態(tài)”顯示“已按下”,“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態(tài)”顯示“未開動”。因此發(fā)動機控制單元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1號和3號針腳同時斷路
制動開關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),故障現象與故障碼與前兩種情況一致,制動燈常亮,發(fā)動機可以正常起動。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;通過數據流分析發(fā)現,“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態(tài)”和“[IDE07904]_制動測試開關狀態(tài)”都顯示“已按下”,與正常狀態(tài)下制動踏板踩下時的數據流相同。因此發(fā)動機控制單元判斷此時制動踏板已踩下,制動燈常亮,發(fā)動機可以正常起動。
4.2.4 制動開關故障小結
制動開關出現故障后,最明顯的故障現象就是制動燈常亮,不踩制動踏板可直接起動發(fā)動機,故障碼為制動信號不可信,通過這些現象可判斷故障與制動開關有關,然而具體故障點的確定則通過對端子電壓或者制動數據流。
4.3 擋位信號故障及故障現象分析
4.3.1 P/N擋位信號線斷路
雙離合變速箱機械電子單元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,故障現象為起動發(fā)動機時起動機不工作,故障碼為“P085000,起動馬達停用器信號(P/N),對正極短路/斷路”。通過數據流分析可知,正常換擋桿掛P/N擋時,“[IDE00413]_起動機控制,聯鎖裝置或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P/N擋位信號線斷路時,無論換擋桿處何擋位,“起動機控制,聯鎖裝置或P/N信號”始終顯示為“01”,同換檔桿不在P/N擋時數據流顯示一致[3]。
在J743內部有一個三極管,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部12V電壓,同時內部CPU檢測T91/62端子電壓值,如圖8所示。正常狀態(tài)下,當換擋桿處于P/N擋位時,J743內部CPU使三極管導通接地,T91/62端子電壓為0V;當處于非P/N擋時,J743內部三極管不導通,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)動機時起動機不工作。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)下換擋桿在任何擋位下皆可起動發(fā)動機。
4.3.2 SC6斷路
雙離合變速箱機械電子單元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線進行信號傳輸。常見故障模式有E313模塊出現故障、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斷路為例對故障現象進行分析。
當保險絲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起動機不轉;但踩下制動踏板,長按5秒起動鍵可以起動車輛,或打開點火開關,踩制動踏板2秒,短按起動開關可以起動車輛。讀取故障碼可知,發(fā)動機控制系統(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”。
產生以上故障現象的原因是,當E313出現故障時,踩下制動踏板超過5s后,發(fā)動機進入應急起動模式,此時J743忽略E313的擋位信號,默認車輛可以起動,其P/N擋位數據信號變化過程為:保險絲SC6開路,如果擋位處于P/N擋時,“起動機控制,聯鎖裝置或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“起動機控制,聯鎖裝置或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)動機時起動機不工作,可通過故障診斷儀和數據流診斷出故障原因;如果該信號線對地短路,無論換擋桿處于何擋位,發(fā)動機都可正常起動。當故障與E313相關時,其故障特點是發(fā)動機通過應急模式起動,即踩制動踏板大于5s發(fā)動機可起動,該故障可以通過診斷變速箱電控系統(tǒng)模塊或者觀察數據流變化分析得出其原因。總之,對于與擋位信號相關的故障,除了觀察故障現象進行初步定位,還要結合故障碼和數據流進行故障點的精準定位。
5 結語
經過對B8L起動控制系統(tǒng)故障的全面分析,為起動機相關故障診斷提供了更多思路和方法,具體總結如下:(1)起動請求信號J965 T40/15至J623 T91/68之間斷路時,通過數據流“起動請求,端子50未激活”進行故障診斷;(2)制動信號燈開關F與J623相連的1號和3號針腳出現斷路故障時,在故障碼基礎上,結合數據流或者信號波形進行診斷;(3)擋位信號J743 T16m/2至J623 T91/62之間斷路或SC6斷路時,通過故障碼進行診斷。
基金項目:蘇州市職業(yè)大學“青藍工程”資助;蘇州市職業(yè)大學研究性課程項目(SZDYKC-210513)。
參考文獻:
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