迈腾B8L启动电源电路常见故障分析

陆建康，方勇

（苏州市职业大学机电工程学院，江苏苏州 215104）

0 引言

迈腾380 2.0TSI+ DSG豪华型车搭载有EA888第三代发动机系列的2.0 L 162 kW TSI发动机，发动机型号代码为CUGA。该款发动机不仅满足国六和欧六排放标准，同时相比前两代发动机具有以下特点：1）配有启停系统；2）可变进气相位，可变排气相位和升程；3）缸内直喷和进气歧管的双喷射系统；4）智能热能管理系统；5）电控活塞冷却喷射；6）全新涡轮增压器及电控废气旁通阀[1]。

2018款迈腾轿车常见的发动机系统故障主要有起动机不工作、起动机正常运转发动机无法起动、发动机运转不良（怠速不稳、抖动）等。本文以迈腾380 2.0TSI+DSG豪华型车搭载的CUGA型发动机起动机不转为研究对象，对起动系统的起动继电器电路进行分析，针对电路中的不同故障点所产生的故障现象及原因进行剖析，为汽车检测维修人员提供诊断思路和理论支持。

1 起动系统的构成

迈腾380 2.0TSI+DSG豪华型车CUGA型发动机起动系统主要部件有发动机控制单元J623、进入及起动许可控制单元J965（亦称无钥匙进入控制单元）、制动信号灯开关F、双离合变速箱机械电子单元J743、起动继电器J906和J907、电源、起动机及周边附件构成，起动系统结构简图如图1所示[2]。系统中发动机控制单元用以接收进入及起动许可接口请求信号、制动信号灯开关信号和双离合变速箱机械电子单元信号，来控制起动继电器的接通，从而实现对起动机工作的控制。

图1 发动机起动系统结构简图

2 起动系统起动原理分析

CUGA型发动机控制单元J623正常供电和通信的前提下，车辆起动要有3个条件:1）有起动请求信号；2）换档杆处于驻车挡P或空档N的档位信号；3）踩住制动踏板的制动信号[1]。起动原理如图2[5]所示，车辆成功解锁并按下起动按钮时，进入及起动许可控制单元J965向发动机控制单元J623发出起动请求信号（通过端子T40/15和T91/68），J623接收到起动请求信号后，开始判断是否具备起动条件：其中第一个条件就是来自于制动开关F的刹车信号是否满足要求（通过端子T4gk/1和T91/60，T4gk/3和T91/37），即驾驶员是否已经踩下制动踏板；第二个条件是来自于变速箱控制单元J743的挡位信号（通过端子T16m/2和T91/62），即换挡杆是否在P挡或N挡的位置；满足这2个条件后，发动机控制单元J623通过端子T91/87和T91/88分别开始控制2个起动继电器J906和J907的初级线圈，使J906和J907触点吸合，蓄电池12 V电就通过J906、J907和保险丝SB23向起动机供电，起动机开始正常工作[1,3-4]。

图2 起动系统起动原理图

3 起动继电器J906和J907常见故障及故障现象分析

3.1 起动继电器初级线圈电路故障分析

起动系统中的起动继电器是由J906和J907互相串联构成的，在起动继电器初级线圈电路中，常见的故障形式有断路、串阻、对地短路和对电源短路等，具体故障形式及故障位置如表1所示。

表1 起动继电器初级线圈电路故障形式及位置

3.1.1 J906 初级线圈至J623端子T91/87之间控制电路断路

表1 中J906初级线圈至J623 端子T91/87之间控制电路断路时，故障现象为起动发动机时起动机不转，通过故障诊断仪读取发动机控制单元J623 的故障码，故障代码为“P061500，起动、起动机继电器，断路”，如图3所示。

图3 J906初级线圈控制电路断路时故障代码

产生该故障码的原因是，在发动机控制单元J623的T91/87端子内部是一个三极管，该三极管受发动机控制单元J623内部CPU控制，三极管另一端接地，如图4、图5所示，同时CPU会实时监测T91/87端子电压。当发动机不起动时，T91/87处的电压为来自于SC49的30电，即12 V；一旦发动机控制单元J623满足起动条件时，就会通过内部CPU控制T91/87针脚处的三极管，使其导通，此时T91/87端子的电压为低电平，即0 V，此时起动继电器J906初级线圈导通，J906次级触点吸合，继电器正常工作。当J906初级线圈至J623端子T91/87之间控制电路断路时，发动机控制单元J623的T91/87端子处于悬空或者低电平状态，即始终为0 V，如图5所示，J623内部CPU无法获得T91/87端子处的高电平，因此发动机控制单元J623可以判断出此时起动继电器J906初级线圈控制线路断路，得到故障码“起动、起动机继电器，断路”。3.1.2 J907初级线圈至J623 端子T91/88 之间控制电路断路

图4 T91/87端子内部电路简图

图5 控制电路断路时T91/87端子电压

J907 初级线圈控制电路与J906 初级线圈控制电路一致，当J907初级线圈至J623 端子T91/88 之间控制电路断路时，故障现象亦为起动发动机时起动机不转，但故障码与J906不同，具体故 障 码 为“P304900，起动机继电器2 启动，断路”，如图6所示[3]。产生该故障码的内在逻辑与J906 一致，即T91/88端子内部通过三极管接地，当J907初级线圈控制电路断路时T91/88端子处于悬空状态或者低电平，发动机控制单元J623无法获得T91/88端子处的高电平。因此可以通过故障码的不同区分J906 或J907故障，并能定位具体故障位置。3.1.3 保险丝SC49断路

图6 J907初级线圈控制电路断路时故障代码

如果SC49断路，如表1中的情况3所示，发动机控单元J623内部的CPU均得不到端子T91/87和T91/88的高电平信号。此时，等同于2个继电器与发动机控制单元J623之间的初级线圈控制电路都断路，根据上文分析，发动机控制单元会分别报这2个起动继电器初级线圈控制电路断路的相应故障码，即“P061500，起动、起动机继电器，断路”和“P304900，起动机继电器2启动，断路”，如图7所示。

图7 SC49断路时的故障码

3.1.4 起动继电器初级线圈断路并联电阻

起动继电器J906或J907初级线圈上并联有电阻时，如表1中情况4和5所示，起动系统可以正常工作。此时如果J906或J907继电器电磁线圈断路，如图8所示，故障现象依然是起动发动机起动机不工作，但是故障码会与前3种情况不同，故障码为“P308800，起动马达继电器，电路电气故障”，如图9所示。虽然同是线圈控制电路故障，但其故障机理却与前3种情况有所差异。虽然继电器初级线圈断路，由于在线圈上并联了电阻，故而在J623 T91/87或T91/88端子上仍然可以监测到12 V来自于SC49的电压，在起动时端子电压会跳变为低电平，在此种情况下，J623判断起动继电器初级线圈控制电路仍然可以正常工作。实际上，由于继电器初级线圈断路，继电器次级触点将无法吸合，从而使得起动机不得电无法工作，同时发动机控制单元J623 上的T91/67起动信号反馈端子得不到起动信号，因此发动机控制单元会报起动机相关故障。

图8 起动继电器初级线圈断路

图9 继电器初级线圈断路故障码

3.1.5 继电器初级线圈至J623之间控制电路对地短路

起动继电器J906或J907初级线圈至J623之间任一控制电路对地短路后，如图10所示，车辆可以正常启动，没有故障码。J906初级线圈控制端虽对地短接，使得J906始终处于吸合状态，但J907仍受J623控制，因此对于车辆启动没有任何影响。如果J906和J907初级线圈至J623之间控制电路同时对地短路，车辆无需踩下制动踏板，按下启动按钮即可直接启动发动机，其原因在于J906和J907初级线圈被对地短接后，2个继电器都处于吸合状态，此时J906和J907工作不受J623控制，只要车辆上电，启动电路就会被接通，启动机即可运转。

图10 起动继电器初级线圈对地短路

3.2 起动继电器次级触点电路故障分析

起动继电器次级触点电路中常见的故障主要有触点断路、SB2断路、SB23断路等。

3.2.1 起动继电器次级触点断路

起动继电器J906或J907次级触点断路时或次级触点电路断路时，如图11所示，故障现象为发动机起动时起动机不工作，故障代码为“P308800，起动马达继电器，电路电气故障”，同图9所示一致。该故障发生时，由于起动继电器初级线圈控制电路均能正常给发动机控制单元J623反馈信号，因此J623可以判断出起动继电器J906和J907控制电路正常，故障便会指向起动继电器次级触点端，系统会报相应故障。类似地，如果保险丝SB22和SB23同时断路时，起动机不得电，发动机控制单元J623 T91/67端子得不到起动反馈信号，但起动继电器初级线圈控制电路均能正常给发动机控制单元J623反馈信号，此时的故障现象和故障代码与起动继电器次级触点电路故障一致。

图11 起动继电器次级触点断路

3.2.2 保险丝SB23断路

保险丝SB23断路时，如图12所示，50电无法传到起动机，起动机不工作，但是由于起动继电器正常吸合，且保险丝SB22正常，发动机控制单元J623端子T91/67会接收到起动成功的反馈信号。同时发动机转速传感器G28会将转速信号传给J623，此时由于起动机不工作，转速传感器输出到J623的转速信号为0，因此J623端子T91/67的起动反馈信号与J623接收到的转速信号不匹配，J623 判断出起动机故障，相应故障码为“P305400，起动机不能转动，机械卡死或电气故障”，如图13所示。

图12 保险丝SB23断路

图13 保险丝SB23断路时的故障码

3.2.3 保险丝SB22断路

保险丝SB22 断路时，如图14所示，发动机能起动，但是会有故障码“P305300，起动机启动，端子50返回信息，对地短路/断路”，如图15所示。因为发动机转速传感器G28 已经识别到发动机已经正常工作，但是反馈线没有起动信号给到T91/67，因此两者信号不匹配，发动机控制单元J623可以判断出反馈信号异常，从而故障码指向起动反馈电路。

图14 保险丝SB22断路

图15 保险丝SB22断路时的故障码

4 结语

通过故障原理分析可知，起动电路故障引起的起动机不工作一般通过故障诊断仪就可以较为准确地判断出具体位置。当起动继电器J906或J907初级线圈断路时，故障文本会指向具体某个起动继电器断路故障，即起动继电器1或起动继电器2开路；当J906和J907次级触点开路时，故障文本提示起动继电器电路电气故障；当保险丝SC49故障时，故障文本提示起动继电器1和起动继电器2同时断路；当保险丝SB23故障时，故障码会报起动机机械卡死或电气故障。因此，在日常工作中，要注意观察故障码，学会对比分析，借助故障诊断仪提示的故障信息进行排故，以达到事半功倍的效果。