单片机最小系统|巧用“最小系统法”排除不能启动故障

来源:资讯 发布时间:2019-08-04 点击:

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  车型:捷达教学用车(出租退役车)   故障现象:整车拆装实习后出现无法启动现象,偶尔能有启动迹象。诊断仪与ECU无法通讯。
  原因:启动电源输出电压过高(达到15.4V),导致ECU过压保护。
  最小系统法通常用于判断计算机故障,指的是当电脑出现故障无法确定具体部位时,采用最小系统(电源、主板、内存)启动来确定这三大部件是否正常。在最小系统正常的情况下,逐步添加各个元件(如硬盘、显卡、键盘、网卡等)直到出现故障就可以确定具体是哪个部件出现问题,这样就可以快速、准确的确定故障部位。
  诊断过程:一辆捷达出租退役教学用车,在学生经过整车拆装实习后,出现不能启动且诊断仪无法通讯的故障。等笔者过去时,蓄电池由于启动次数过多亏电已经换上启动电源。这里特别说明一下,用启动电源代替蓄电池来启动发动机在汽修实习中经常采用。
  该车是捷达出租车,退役后学校买过来用于学生整车拆装实习用。经过笔者试车,确定故障现象确实如此。由于该车经过学生多次整车拆装实习,各处机件外观损伤多处,整车线束已经非常凌乱,且诊断仪也无法通讯,给人无处下手的感觉。
  整理了一下头绪后,笔者决定从简单处入手。决定首先检查一下点火和喷油情况。经过初步检查后发现,该车启动时无火无油。结合诊断仪无法通讯这一现象来看,该车ECU很可能没有工作。那么ECU为什么不工作?于是决定首先检查ECU的供电及搭铁部分。查阅资料如图1。
  图1 捷达2005款发动机电控电路图
  经查阅电路图得知,ECU的62号脚是其电源,用万用表测量电源电压为0V。于是检查S41号保险,经检查保险正常,只是位置不正,一头高一头低,用世达二极管试灯检查保险处有电。于是将保险拔出后重新插入后再检查ECU的62号脚发现电压为15.1V(此时也没有意识到有什么问题),检查搭铁正常后认为故障就是保险丝没有插到位。于是再次试车发现诊断仪仍然无法通讯,偶尔有时排气管能“突突”一下。试着用诊断仪连接ABS和防盗ECU,结果都是无法通讯。整理一下思路,从电控系统的工作原理来分析,几个老师一致认为所有电控单元都无法通讯可能故障原因有:
  1)诊断设备问题
  2)控制单元通讯线路(本车K线)短路或断路
  3)控制单元供电或搭铁有问题
  4)所有电控单元损坏
  5)某个电控单元损坏导致整个网络瘫痪
  查阅资料得知该车通讯线路采用K线形式通讯,结构比较简单。ABS和防盗ECU通过K线直接与诊断座的7号脚连接,发动机控制单元通过防盗ECU的K线与诊断座通讯。
  通过电路图分析将诊断通座讯部分绘制原理图如图2。
  图2 捷达诊断K线通讯原理图
  明白了原理,根据上面的故障原因开始着手排除故障。先用诊断仪连接其他同型号车辆,通讯都正常说明诊断仪器及诊断接头的选择是正常的,故排除第一项。
  在一个车上,电控单元同时损坏的可能性较小暂时排除第四项。首由于该车是实习车,线路比较凌乱尤其是中央接线盒附近线路都已经成“麻花”了,所以故障原因很有可能就是第二、第三和第五项。
  于是检查各个电控单元的电源和搭铁,结果“正常”。检测K线上的电压为14.9V,虽然电压有点高,但也没觉得有什么问题。由于该车的线路比较凌乱,所以要确定通讯线路是否存在干扰也不太好做,这样第二和第三项也就暂时排除了,只剩下第五项。那么如何确定是哪个控制单元坏呢?一时陷入僵局。
  大众车系有个共同的特征:多数控制单元的K总线都是连接在一起,诊断仪可通过不同的地址码访问不同的控制单元。这样做虽然线路结构简单,但弊端是无法避免多个电脑系统通讯的互相干扰。尤其是当其中一个控制单元出现故障或者K线的某处出现对地断路或对正极断路后,很有可能导致整个通讯都不正常。想到这里,笔者突然灵机一动想到了计算机故障诊断中常用的最小系统法和逐步添加法。因为车上各个电控单元之间是通过K线联系的,其实这个结构与我们日常用的计算机网络非常相似,我们将各个电控单元的K线断开,然后每个控制单元单独与诊断仪连接不就可以确定各个控制单元是否正常了吗?
  于是笔者将K线从节点处断开,然后只将防盗ECU连接到诊断仪,结果无法通讯。单独连接ABS控制单元,仍然无法通讯。于是再次测量防盗控制单元的电源和搭铁,使用万用表测量发现,电源电压竟然为15.7V!于是就想会不会是电压过高导致控制单元过压保护呢?于是就将充一个小时电的蓄电池接上,将启动电源换下发现竟然顺利与防盗控制单元通讯成功。于是将线路恢复后测试通讯正常,清除发动机ECU中的故障码后试车,启动两次后顺利着车,故障原因终于清楚了!
  开始无法启动是因为给发动机ECU供电的S41保险插入位置不正确导控制单元无电不工作所致。恢复后无法启动及不能通讯是因为接上启动电源后,由于启动电源质量不过关,导致输出电压过高致使电控单元过压保护而停止工作造成的。
  那么刚开始试车时为什么有时排气管还能突突两声呢?后来分析才明白原来学校周边正在大规模拆迁,导致电压不稳,时常过低。当试车时外部电压低所以启动电源输出电压会下降,加上启动时起动机工作导致启动电源电压进一步下降,结果电压进入控制单元的工作电压范围内所以会工作。但是一旦松开启动开关,电压又会上升,导致控制单元又进入过压保护不工作了。我们用诊断仪连接时,由于车辆处于静态,所以电压始终高于15V,故诊断仪与控制单元也始终无法通讯。
  由这个故障总结的教训就是在确定电控单元电压时,一定要用万用表确定具体电压数值,不能只用试灯试试有电与否。电控单元的电压过低不能工作,电压过高同样也会导致不工作,而且有烧毁控制单元的危险,一般来说,普通车辆电控单元正常工作电压在9~14V之间。我们在汽修教学中广泛使用的启动电源,由于长时间大电流使用后,输出电压会变得不稳定。因此我们要在每次使用之前,一定要用万用表确定一下输出电压是否在正常范围之内,以免造成意想不到的故障或意外损失。
  [责任编辑:丁艳]

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