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故障现象
一辆2016款北京现代新名图轿车(车型简称CF), V I N为:LBECFAFB3GZ40****,行驶里程11 043km,搭载伽马1.6T-GDI发动机(发动机型号G4FJ)。车主**的是二手车,累计行驶总里程约11000km,现车主驾驶了2000km左右。车主反映:该车为事故修复车,最近行驶中发动机突然熄火,再次启动,启动按钮电源转换正常,但启动机不工作,发动机无法启动。
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故障诊断与排除
点火按钮处于“IG ON”状态时,钥匙防盗指示灯会常亮一段时间,初步说明SMK智能钥匙系统钥匙防盗工作正常。踩下制动踏板,制动开关处于“ON”状态时,按启动按钮启动发动机,观察仪表、音响和空调工作状态。仪表(IG1电源)持续供电,音响和空调(ACC和IG2电源)断开约15s后恢复工作,说明SMK智能钥匙模块启动信号输出正常,但启动机不工作,发动机无法启动。
用GDS Mobile诊断仪扫描车辆各系统故障代码。扫描ENGINE(发动机)系统时,提示通讯失败;AIRCON(空调)系统储存有三个故障代码B1672(APT传感器故障-CAN信号)、B1685(发动机转速故障-CAN信号)和B1687(发动机水温传感器电路-CAN信号);EPS(电子转向)系统储存有故障代码C1611(ECM CAN通信故障);AT(DCT双离合自动变速器)系统储存有两个故障代码U010087(与ECM/PCM通信故障)和U110087(高速CAN2通信应答延误);ABSESP(制动)系统储存有两个故障代码C1611(ECM CAN通信故障)和C1702(不同的代码故障),相关信息如图1所示。
图1 故障车各系统故障信息
根据上述故障信息可以看出,空调、转向、变速器、制动等系统均无法通过C-CAN通信获取各自所需的发动机ECM相关数据,说明发动机ECM未向AIRCON系统发送相关数据,可能是ECM自身出现故障,也有可能是传输线路存在故障。
考虑到该车SMK智能钥匙模块启动信号(启动机信号)输出正常,同时又是大事故修复车辆,为了进一步验证是线路问题还是发动机ECM故障,笔者首先检测了启动继电器在启动系统工作时的供电情况。
在启动操作时,启动机继电器绕组线圈由SMK控制,正极电压为12V;ECM控制负极,无搭铁控制;开关触点处电压为12V,启动继电器开关触点电压为0,启动机未得到供电,所以启动机不工作。
通过上述检测及故障分析,均说明发动机ECM处于故障状态(ECM自身故障或线路故障)。如果C-CAN通信故障,其它正常,发动机系统和启动系统能够独立工作,发动机可以启动运转。为慎重起见,笔者查阅了该车C-CAN网络结构图(图2),并通过车内诊断口和发动机诊断口分别测量了ECM内单独的终端电阻(120Ω,正常)和C-CAN系统电阻(60Ω,正常),这进一步缩小故障范围应该是在ECM自身故障或供电电源和搭铁断路故障导致。
图2 故障车C-CAN网络结构图
参考发动机控制系统电路图检查发动机控制系统的电源、搭铁、通讯状态(图3)。IG ON电源电压12V;记忆电源(常时电源)电压12V;通过发动机控制继电器控制线人工模拟控制时,继电器输入至ECM电源电压12V,且搭铁良好、C-CAN通讯电路状态均正常。
经过以上检测,可以排除线路故障,基本确定是发动机ECM内部故障。拆下ECM发现,ECM壳体正面、背面均有凹陷变形。考虑到该车曾出过事故,ECM壳体凹陷变形应该是事故造成的,但在事故车修复时未更换ECM,由此基本可以判断ECM损坏可能与壳体凹陷变形挤压有关。
图3 故障车ECM电源、搭铁、通讯电路
进一步拆解发动机ECM,发现ECM背壳的凹陷变形处挤压了40077 1627电脑电源IC芯片,且IC芯片的封装塑料已经破裂损坏(图4)。至此,故障原因已彻底查明。本着为车主节省的原则,笔者没有更换ECM总成,而只是更换了40077 1627电源IC芯片。装车后,通过GDS Mobile诊断仪检测,系统良好,启动发动机运转,并检测,均正常,故障被彻底排除。
图4 拆解故障车上的发动机ECM
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维修小结
该车因事故导致发动机ECM壳体凹陷变形,并挤压ECM内部的电源IC芯片,电源IC芯片的封装塑料当时已经破裂损坏,但芯片内部电路还没有完全断开,ECM可以正常工作。经过一段时间的用车,车辆频繁颠簸振动,并且芯片在通电控制工作过程中受热升温,最终导致芯片内部电路完全断开,ECM停止工作,从而引发车辆行驶中突然熄火。
专家点评
这是一篇很好的案例文章,作者对ECM通信失败的故障现象确认、故障原因分析、检查与排除都作了详细和精炼的描述。虽然表面上检测仪无法与ECM通信,但是作者通过与发动机有着相关信息共享的总线系统(AT、AC、EPS、ABS)的故障码检测和数据流分析,逆向证明故障原因在ECM,而且又根据CAN总线的工作原理,找到了ECM这个节点的电源供应问题。如果节点的电源供应电压低于阈值9.6V,这个节点就会在总线上失去通信。
另外,在故障排除上,作者对ECM内部电源IC芯片进行单独更换,节约了维修成本。这种修理方法对有着电脑维修条件的情况下是可行的,值得提倡。