邁騰B8L起動機控制系統的故障研究

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 發動機 起動系統 故障診斷

1 引言

起動機無法工作是發動機常見故障之一，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型發動機的邁騰B8L為研究對象，分析起動系統的構成及控制邏輯，根據控制邏輯剖析起動系統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型發動機起動系統構成

邁騰B8L CUGA型發動機起動系統主要由兩部分組成，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常可以通過數據進行判斷。

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，數據流狀態為“[IDE07904]_制動測試開關狀態”顯示“未開動”，“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態”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，數據流狀態為“[IDE07904]_制動測試開關狀態”顯示“已按下”，“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態”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，發動機系統無故障碼，制動系統顯示故障碼為“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現，初始狀態下“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態”（實際為T91/37的狀態）顯示“已按下”，“[IDE07904]_制動測試開關狀態”（實際為T91/60的狀態）顯示“未開動”，與正常狀態下的信號不匹配。因此發動機控制單元J623識別出剎車信號不可信時，控制系統就會進入應急狀態，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”顯示“已按下”，“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態”顯示“未開動”。因此發動機控制單元J623識別出剎車信號不可信，制動系統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，此故障狀態下端子電壓與圖4（b）正常狀態下制動踏板踩下時的端子電壓一致;通過數據流分析發現，“[IDE07905]_制動信號燈開關的狀態”和“[IDE07904]_制動測試開關狀態”都顯示“已按下”，與正常狀態下制動踏板踩下時的數據流相同。因此發動機控制單元判斷此時制動踏板已踩下，制動燈常亮，發動機可以正常起動。

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，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，該狀態下換擋桿在任何擋位下皆可起動發動機。

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，發動機控制系統無故障碼，變速箱電控系統故障碼為“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秒后該值變為“00”，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

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，發動機都可正常起動。當故障與E313相關時，其故障特點是發動機通過應急模式起動，即踩制動踏板大于5s發動機可起動，該故障可以通過診斷變速箱電控系統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：蘇州市職業大學“青藍工程”資助;蘇州市職業大學研究性課程項目（SZDYKC-210513）。

參考文獻：

[1]弋國鵬，魏建平，鄭世界.汽車發動機控制系統及檢修[M].2版.北京：機械工業出版社，2019.10：12-20.

[2]Magotan B8L 2018型電路圖，修理手冊[DB/OL].2018-01：339-360.

[3]馬福勝.邁騰車起動機不運轉[J].汽車維護與修理，2020（14）：78-79.