電控發(fā)動機換檔異常熄火的原因分析
在現(xiàn)代汽車電控發(fā)動機的維修中經(jīng)常會碰到一些看似難以理解的故障現(xiàn)象,由于受傳統(tǒng)故障診斷慣性思維的影響,維修操作者常感到無所適從,很難從正確的思維方向去考慮判斷,快速準(zhǔn)確查找到真正的故障根源。本文根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)中的實例,從售后維修解決問題的角度出發(fā),通過對LZW6360BI1歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的電控發(fā)動機換檔異常熄火的原因進(jìn)行持續(xù)研究分析,探討運用通用GMS問題紅叉(×)排查方法,利用示波儀、數(shù)字記錄儀和X431電控檢測儀等進(jìn)行電壓信號干擾分析,實現(xiàn)對電控發(fā)動機部分疑難故障的快速準(zhǔn)確診斷。
為持續(xù)提升整車的產(chǎn)品品質(zhì)性能,滿足更為嚴(yán)格的相關(guān)排放法規(guī)和噪聲控制要求,2005年6月上汽通用五菱汽車股份有限公司對暢銷車型LZW6360BI1微型客車進(jìn)行發(fā)動機電控系統(tǒng)更新升級。該車型匹配LJ462QEI1型電控發(fā)動機,選用德爾福MT20U(德爾福Ⅱ代)的電控管理系統(tǒng)。電控系統(tǒng)升級前后的主要區(qū)別內(nèi)容見表1。
一、故障現(xiàn)象
2005 年5月首批試驗樣車經(jīng)3萬km的道路試驗后,檢測各項性能均符合產(chǎn)品設(shè)計要求,無異常情況。但在隨后的小批特定試驗用戶使用中,陸續(xù)反饋有換檔等紅燈時或空檔滑行時發(fā)動機易熄火故障。該故障表現(xiàn)狀況有一定的特別性:車輛能正常起動,行駛中無其他異常狀況,熄火前發(fā)動機故障指示燈不亮,亦無故障碼,發(fā)動機熄火后能馬上起動著車,其他性能如動力性、加速性、經(jīng)濟性等無異常,且該故障表現(xiàn)為不定期間歇性出現(xiàn),短時間試車故障現(xiàn)象難重現(xiàn)。
二、故障診斷
針對此故障的表現(xiàn)特殊性,SGMW相關(guān)部門啟動了通用GMS問題紅叉(×)排查方法對該問題進(jìn)行分析研究。
根據(jù)紅叉(×)排查方法的操作要求,首先對問題進(jìn)行定義,針對性羅列產(chǎn)生該問題故障的可能原因,并依據(jù)相關(guān)原因進(jìn)行紅叉(×)排除,然后將剩余的可能原因列為下一輪的問題定義,如此循環(huán),逐漸縮小問題根源范圍,以達(dá)到高效、快速解決問題的目的。
?。ㄒ唬﹩栴}定義1
收油門減速換檔進(jìn)入怠速時熄火收油門減速換檔進(jìn)入怠速時熄火的原因具體分析如表1所示。
?。ǘ﹩栴}定義2
電氣部分故障電氣部分故障分析如表2所示。
(三)問題定義3
電控系統(tǒng)受高頻信號干擾電控系統(tǒng)受高頻信號干擾分析如表3所示。
經(jīng)多次排查逐漸縮小問題根源范圍后,從故障車的發(fā)動機線束中找到進(jìn)入ECU的常通電源的Pin17、Pin18插接腳的對應(yīng)線為2根紅色導(dǎo)線ECU17#、ECU18#,如圖1所示。
將發(fā)動機線束總成拆解,順著這2根紅色常通電源導(dǎo)線往電源接口方向找到其接線合點,發(fā)現(xiàn)其與點火線圈、噴油器的電源線連在一起,如圖2所示。
而首批試驗樣車的發(fā)動機線束是手工樣線,將其拆解分析,發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的ECU17#、ECU18#常通電源線是單獨連接的,如圖3所示。
三、故障分析
發(fā)動機線束總成中的點火線圈的初級電源線與進(jìn)入ECU 的ECU17#、ECU18#常通電源線相連接,造成點火線圈工作時產(chǎn)生的高頻電壓信號對怠速步進(jìn)電機進(jìn)行干擾,電控系統(tǒng)誤操作,致使怠速步進(jìn)電機控制步數(shù)變小,而車輛換檔進(jìn)入怠速時的工況是怠速步進(jìn)電機工作的最敏感點,所以導(dǎo)致了故障的發(fā)生。下面從用示波儀和數(shù)據(jù)記錄儀測試的結(jié)果對比來分析。
故障車怠速步進(jìn)電機信號與點火線圈點火電壓信號示波記錄圖如圖4所示。試驗樣車怠速步進(jìn)電機信號與點火線圈點火電壓信號示波記錄圖如圖5所示。
從以上兩示波記錄圖對比,可以清楚地表明故障車點火信號的電壓干擾信號幅度大且很密集,大大超過了電控系統(tǒng)的抗干擾能力范圍,導(dǎo)致了故障的發(fā)生。
四、故障排除及驗證
在8臺故障車上換用量產(chǎn)的正確發(fā)動機線束總成,經(jīng)2萬km道路試驗連續(xù)跟蹤,未發(fā)現(xiàn)換檔異常熄火的故障重現(xiàn)。
汽車電控發(fā)動機所用的電控管理系統(tǒng)對電磁信號干擾往往很敏感,而點火線圈、噴油器工作時產(chǎn)生的高頻電磁信號能形成很強的電路網(wǎng)絡(luò)干擾,所以不管是在產(chǎn)品開發(fā)中還是應(yīng)用維修中,都必須注意ECU常通電源線的獨立可靠性,避免與其它元件的電源控制線相連接。