汽车CAN总线与现代维修技术
成都盘沣科技有限公司   2012-09-04 23:26:52 作者:PFCEO 来源: 文字大小:[][][]

1 系统概述

随着电子技术的不断发展并在汽车控制系统中的广泛应用,使得汽车的电子化程度越来越高,电子装置越来越多。汽车上每一个总成几乎都是机械、电子和信息一体化装置。汽车正在由一个拥有大量的电子技术与装置的机械系统,转变为一个由一定机械装置支撑的电子电气系统。传统的汽车传感器、控制器和执行器之间采用点对点的通讯连线方式,如果继续使用这种点对点的并行连接方式将必然导致线路及接头增加、线束复杂、布线困难、安装空间紧缺、运行可靠性降低等困难。因此,为了减少车内连线实现数据的共享和快速交换,同时提高其可靠性等,现代汽车采用了多ECU分布式控制,并以CAN总线为核心的通讯技术实现相互之间信息共享,形成了当前的汽车电子网络控制系统,即车载网络

2、故障案例分析

丰田佳美轿车不能起动故障

故障现象:一辆丰田佳美( CAMRY )轿车, 5S-FE 型发动机,此车放置了两天后,再起动却无法起动。据此车车主说:此车在出差的过程中没有异常情况,但不知怎么了,回来后停放了两天再起动,怎么也起动不着了,到附近的一家修理厂检修时,他们说是点火放大器坏了,但换上新件后,故障依旧,等了几天还是没有修好。

故障检测诊断:打开点火开关,将点火开关置起动位置,可怎么也起动不了,在起动过程中发动机运转很协调,说明电源电压正常,可见此故障现象正如车主所述。

本想通过故障诊断接口调取故障代码,但由于线路已有所改动,找不到故障诊断接口只好作罢。

将点火开关置起动位置,倾听喷油器的动作声,结果都无动作,当即拔掉高压电缆线进行跳火试验,结果没有火花。很明显此时电脑处于安全失效保护状态,电脑接不到点火信号当然就控制喷油器不让其工作。根据此依据分析,故障很可能是点火系统的故障而导致不能起动。

为了能准确查找故障部位,防止点火系统有隐性故障或出现其他故障的可能,只好对点火系统进行彻底的清查,虽然比较浪费时间,但已别无其他办法。

将万用表置于欧姆档,测得点火线圈初级电阻值为 0.46 Ω;次级电阻为 13.8 Ω,此值都在正常范围内;点火线圈已没有问题了。因点火放大器是刚换上的新件,故障存在于此的可能性较小,但在此地步为了放心一些,只好对其进行检查,结果正常。

难道是拾波线圈是有问题而导致电脑接不到其信号?关闭点火开关,拔下插接件对其分别检测,结果测量其电阻值分别为: G+ (曲轴位置信号)与 G- 之间的电阻值为 260 Ω Ne+ (发动机转速信号)与 G- 之间的电阻值为 520 Ω检测值均在正常值范围内。又对分电器和相关线路进行检查,结果没有发现异点。是电脑坏了吗?此次检查已到了非常棘手的地步。

再检查就要检查电脑了,但为了缩小故障范围,又再一次将点火系统细致地检查了一遍,其各组件及线路都很正常。

怎么办?只能对电脑进行检查了,通过认真的考虑后,决定拆下电脑检查。正当准备拆下电脑时,脑子里忽然这么想:仅测点火系统的相关电阻与线路,电压正常不正常呢?这一非常重要的环节?

当即对电脑的工作电压检查,结果电压为 0V ,因为,此电压是受主继电器控制,所以认为主继电器损坏,拆下主继电器,此为四插脚式,当对其进行导通检查时,发现其余两端不导通,可见主继电器已损坏,换一新件后故障完全消失。

原来由于主继电器不工作,致使电脑无工作电压,而导致发电机不能起动。此故障完全排除。

奔驰 600 SEL 轿车发动机不能起动

 

  一辆奔驰 600 SEL 轿车发动机冷车起动困难,甚至无法起动。

  与修理工一起到现场进行检查分析。造成电子控制汽油喷射式发动机无法起动的原因是非常多的。发动机机械方面的原因有:气缸压力、气门间隙和配气相位不正常;点火系方面的原因有:蓄电池、分电器、火花塞、点火线圈和点火正时不正常。经检查,这两方面都没有问题。那么,故障应当出在电子控制汽油喷射系统。因为该发动机只是冷车起动困难或无法起动。而热车后一切都正常,所以故障可能出在与起动有关的部件上。

  在发动机怠速情况下,对各缸火花塞做断火试验,发现各缸的喷油嘴工作正常。这说明从喷油嘴到燃油箱油路各部件没有故障,电子控制部分也没有故障。检查附加空气阀,发现该阀在发动机冷态时能关闭;在起动后的暖机过程中阀门能开启,使一部分额外的补偿空气经旁通气道进入节气门后的进气管内,以实现快怠速;在发动机起动并转入正常的热态后该阀又能自动关闭。这些都说明附加空气阀正常。

  最后检查冷起动喷嘴。冷起动喷嘴是专用于改善发动机冷起动性能的。它接在燃油管上,起动时,冷起动喷嘴内的电磁线圈通电,阀门开启,喷出雾状燃油,以利冷车起动。装在发动机冷却水路上的温度时间开关控制冷起动喷嘴的喷油时间。在喷油时间超过 8S 或水温超过 35 ℃时,它的触点断开,使冷起动喷嘴断电,停止喷油。检查结果发现,在发动机冷车起动时,冷起动喷嘴内的电磁线圈没有得电,阀门没有开启,因而也不会喷油。正是此原因,导致了发动机冷车起动困难或无法起动。经进一步检查,发现造成电磁线圈没有得电的原因是水路上的温度时间开关损坏。

  换上一个新的温度时间开关,故障被排除。

 

奥迪 V6 2.6 L 轿车 大修后无法起动

 

  一辆经过正常发动机大修的奥迪 V6 2.6 L 乘用车,当发动机进入热试阶段时,从一开始就无法起动,并且在整个起动过程中没有一点着火的征兆。在查找故障的过程中,几乎做了发动机所有项目的检测。最终查明,这一故障完全是大修装配过程中人为造成的,这给故障检测诊断增加了难度,维修工作走了不少弯路。为了共同吸取教训,现将检查和排除这一故障的全过程介绍给大家。

1  检测过程

1.1  调取故障代码

  用 VAG 1551( VAG 1552) 故障阅读仪进行故障查询。拆开熔断器盒盖,将 VAG 1551 故障阅读仪插头插在自诊插座上进行检测,结果未调出故障代码。

1.2  检查高压火花

  先将 6 个喷油器的导线连接器脱开,使喷油器断电 ( 在试高压火花期间停止喷油 ) 。拆下所有的火花塞使之与高压分线相连,并将火花塞搭铁;起动发动机,查看所有火花塞的跳火情况。试验证明所有火花塞均跳火,并且火花强度也正常。

1.3  检查供油系

  将油压表串接于供油管路中,使用起动机带动发动机曲轴转动,当点火开关置于 ON 位时,燃油泵运转 2 s 左右并能听到其泵油声,系统油压可达到 420 kPa( 标准油压为 380 420 kPa) ;将点火开关置于 OFF 位,发动机运转 10 min 后系统油压下降值在 50 kPa 以内。以上两项均符合标准。然后又检查了喷油器的喷油情况:点火开关置于 OFF 位,脱开喷油器导线连接器,将 6 个喷油器及配油管一起取下,放于零件盘中,再将喷油器的导线连接器插好,使用起动机带动曲轴查看 6 个喷油器的喷油情况。 ( 由于喷油压力较高,喷射距离较远,所以试验时应注意防火。 ) 通过检查所有喷油器油束形状和喷射距离,均无异常。将分解的零件装复后再次起动发动机,仍然毫无起动迹象。

1.4  检测气缸压力

  按照检测气缸压力的要求,检查了 6 个气缸的压缩压力,均在 1 100 kPa 左右 ( 标准气缸压力为 1 000 1 250 kPa) ,符合要求。

1.5  检查配气相位转动曲轴使曲轴上带轮的正时记号与正时带罩盖上的标记对齐,再用专用工具校对左、右两个气缸盖上的凸轮轴正时带轮的位置。上述两项检查证明,配气机构安装正确。

1.6  检查第 3 缸压缩上止点位置

  该车曲轴位置传感器安装在发动机气缸体左侧后端,用来判定第 3 缸压缩上止点位置。将第 3 缸火花塞拆下,转动曲轴使第 3 缸处于压缩上止点,位置准确。

2  故障判断与排除

2.1  故障判断

  通过检测,均未发现影响发动机不能起动的因素。于是又把目标转向电控系统的元件上。从电控系统的工作原理分析, ECU 能够控制点火器产生足够强度的高压火花,喷油器也能喷油,说明 ECU 本身没有故障。发动机不能着火,无非是喷油正时或点火正时发生问题。因此决定检测凸轮轴位置传感器。

2.2  故障排除

  该车凸轮轴位置传感器安装在发动机右侧第 4 5 6 缸的凸轮轴后端,由凸轮轴直接驱动,属霍尔效应式传感器。由于该传感器在发动机大修时被拆下,所以决定拆下检测。在拆卸过程中,感到触发叶片信号轮难以取下,需要用工具才能将其撬出,而正常时只需松开两个 M6 固定螺钉,就能很容易地取下。检查发现,触发叶片信号轮上两侧不对称的三角形连接槽有明显挤压的痕迹。仔细查看,原来是发动机大修后在装配凸轮轴位置传感器时,改变了原来的正确位置,错装了 180 °,强制地将触发叶片信号轮压入驱动凸爪上,从而造成了上述故障。把触发叶片信号轮调转 180 °正确安装后,发动机一次起动成功,只不过排气管冒了较长时间的黑烟。故障终于排除了。

3  故障分析

  该车发动机采用的是双缸同时点火方式,即第 1 6 两缸的火花塞共用一个点火线圈,第 1 缸在压缩终了点火,第 6 缸在排气终了点火。同样,第 2 4 两缸和第 3 5 两缸也都分别共用一个点火线圈。当凸轮轴位置传感器调转 180 °后,输送给 ECU 的曲轴转角信号就相差 360 °,即错位两个活塞行程。这样,喷油器本应在气缸排气终了将燃油喷入进气门口,却变成了在压缩终了喷油,也即喷到进气门口的燃油在发动机进气行程时进不到气缸内。同样,火花塞本来是在压缩上止点前点火,此时却变为排气终了点火。在进气门打开时,积存在进气歧管内的燃油即使有一部分能被吸入气缸内,但由于火花塞改为排气终了点火,而且进入气缸内的可燃混合气在排气门开启状态下又被排出了气缸,发动机气缸内形不成着火条件,所以起动时发动机无着火征兆。另外,在排除故障过程中,由于反复多次起动发动机,每次起动时 ECU 都发出指令让喷油器喷油,大量燃油积存在进气歧管内,所以故障排除后第 1 次着火时,排气管大量冒黑烟。那么发动机发生故障后,为什么用故障阅读仪 VAG 1551 查询时无故障代码显示呢 ? 这是因为凸轮轴位置传感器错装 180 °后,它能照样向 ECU 提供凸轮轴位置信号, ECU 判定为无故障,所以无故障代码储存。

  这一故障的排除过程给我们的深刻教训是:在排除电控发动机的故障时,不能只考虑空燃比、高压火花和气缸压力三个工作要素,还需考虑其喷油正时和点火正时是由 ECU 控制这一基本特点。当有关传感器提供给 ECU 的信号发生错误时,喷油正时和点火正时也将随着出错。在维修中如果忽视了这一点,就会多走
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