针对汽车电动车窗故障如何建立系统化维修思维

2014-05-25 00:29朱福成王学军
汽车电器 2014年7期
关键词:升降器信号线电路图

朱福成,王学军

(1.吉林化工学院汽车工程学院,吉林 吉林 132102;2.吉林石化公司动力二厂,吉林 吉林 132021)

针对汽车电动车窗故障如何建立系统化维修思维

朱福成1,王学军2

(1.吉林化工学院汽车工程学院,吉林 吉林 132102;2.吉林石化公司动力二厂,吉林 吉林 132021)

建立系统化的维修思维,了解过程控制中的各个关键因素,正确分析电路,遵循由简入繁、由浅入深的原则逐项排查,便能更快找出故障原因。对如何培养系统化维修思维,用捷达轿车电动车窗故障维修案例的形式进一步说明。

电动车窗;故障诊断;电路分析;维修思维

汽车车窗升降器控制技术发展至今,虽然在功能和应用技术方面有了非常大的进步,比如利用LIN总线或者CAN总线实现电动车窗玻璃升降器的集中控制、单触式自动开(关)功能、车窗锁止功能、防夹保护功能、锁车自动升窗功能、无钥匙电动车窗功能等,但其基本结构并没有大的变化。电动车窗控制系统的基本结构包括:电动车窗升降电动机、电动车窗升降器开关(主控开关和分控开关)、控制单元或电动车窗控制继电器、电动车窗控制熔断丝和连接导线等。电动车窗系统组成及位置如图1所示。

电动车窗系统的主要控制功能包括:在接通点火开关时,按动前门升降器相应开关,可以实现车窗自动全开或者自动全闭功能及手动上升和下降功能。上升过程还未到顶时有防夹功能;按动后门升降器相应开关,可使相应升降器手动上升和下降,下降到底时有软停止功能;童锁按钮按下时,后门升降器开关被禁止。在断开点火开关时,车窗玻璃升降有延时功能等。

熟悉了电动车窗系统的基本结构和功能,还要懂得电动车窗系统的工作原理,掌握检修的基本方法,积累经验,还必须正确分析电动车窗系统电路图,读懂并且能够正确分析电路图是迅速排除汽车电气系统故障的保障。对电动车窗系统故障进行诊断,要熟悉电动车窗系统的电路结构,仔细分析其工作过程,通过故障现象和故障代码,分析出是软件还是硬件有故障,分析出是哪个部件、是公用电路还是支路电路有故障,然后用排除法缩小故障范围,通过检查准确地找出故障点或损坏的器件,找出故障原因并彻底排除故障。

有了好的汽车电动车窗系统结构认识和对系统电路图正确的分析,建立系统化维修思维,任何故障基本上都能迎刃而解。

1 什么是系统化维修思维

根据事物内在的、本质的、必然的联系,站在整体的立场上,对事物进行分析研究和落实处理,从而认知事物和处理事物的思维理念称为“系统化思维”。

系统化维修思维,简单地说就是做维修工作时,不是有办法对付一个问题就算了事,而是要解决一类型的问题,并且找出最优的解决方案。

2 如何建立系统化维修思维

2.1 树立5个观念

1)整体观念将研究对象作为系统来认识,即始终将研究对象放在系统之中加以考察和把握。还必须将整体作为认识的出发点和归宿。

2)结构观念将系统科学的结构理论作为思维方式的指导,强调从系统的结构去认识系统的整体功能,并从中寻找系统最优结构,进而获得最佳系统功能。

3)层次观念系统思维方式是一种开放型的立体思维。它以纵横交错的现代科学知识为思维参照系,使思维对象处于纵横交错的交叉点上。

4)动态观念系统的稳定是相对的,系统内部诸要素之间的联系及系统与外部环境之间的联系都不是静态的,都与时间密切相关,并会随时间不断地变化。

5)综合观念要求在考察对象时要从纵横交错各个方面的关系和联系出发,从整体上综合地把握对象。传统的“分析程序”是:分析→综合,两者被划分为先后相继的两个环节,因而是一种单向思维。而“系统综合程序”是:综合→分析→综合,相互之间存在着反馈,是双向思维。

2.2 建立过程控制的理念系统化地考虑故障

要建立过程控制的理念,所谓过程控制就是自动控制,所有过程控制都包含以下几个概念:①控制部件;②执行部件;③负载部件;④检测反馈部件。通过这4个部件来形成一个流程的闭环控制系统。

系统化是指采用一定的方式,对已经制定颁布的规范性文件或者流程进行归类、整理或加工,使其集中起来作有系统的排列,便于使用的活动。以系统化的观点看待故障,防止陷入维修死角误区。

3 案例分析

3.1 故障诊断基本流程

系统化维修思维,从某种程度上来说,便是谋划、预测、实施、反馈。以大众捷达轿车电动车窗控制系统故障诊断为例,在进行故障诊断时,一般过程如下。

1)问诊通过对车主的询问了解故障症状,为后面的诊断工作提供详实的第一手资料。

2)功能检查确定故障是否属实,还有哪些部件不能正常工作。

3)目测检查检查是否有明显损坏的部件。

4)确定电路是否具有正确电路图?年款、车型、发动机代码是否一致?备用检测设备(万用表、示波器、模拟器、驱动器、诊断测试仪、检查辅助套件等)。

5)划分电路分析电路,提出假设,确定检查项目并检测。

6)修复验证对故障点进行修复以及对修复后的结果进行验证。如果验证的环节证明假设的故障点不成立,则返回到前一个环节提出新的假设,然后再去验证,直至发现真正的故障点为止。

7)查找故障最终原因找到故障产生的内部原因和外部原因,消除故障发生的根本原因,杜绝故障再次重新发生的可能性。

3.2 系统结构

捷达轿车电动车窗控制系统结构经过多次改变,各控制单元型号如图2所示。

1)捷达伙伴采用实线连接控制及2线普通电机,电路图为优化线束电路图Jetta2008年型电路图(CIX)及Jetta2006年型EOBD车型电路图(CIX)。

2)Jetta AT新内饰控制单元采用2个控制插头18+18a,零件号为L 1GD 959 875,左前门升降器开关为14线带锁止开关,电路图为Jetta AT新内饰2001-电路图。

3)2004、2005年型捷达控制单元采用2个插头15+23,零件号为L 1GD 959 875 A和L 1GD 959 875 B(带防夹功能),前门电动玻璃升降器电机为5线,后门玻璃升降器电机为4线,组合升降器开关为9线负触发带锁止开关,带室内灯控制,非LIN线控制。电路图为2004年型捷达(二次优化线束后)电路图及Jetta 2005年型电路图。

4)2005年型捷达控制单元采用2个插头15+23,零件号为L 1GD 959 875 C(带遥控中央门锁控制)、L 1GD 959 875 CG(有点动升降功能和锁车自动升窗功能)及L 1GD 959 875 D(有点动升降功能和锁车自动升窗功能,取消遥控门锁控制单元,遥控功能整合到中央门锁/电动车窗控制单元),带遥控中央门锁控制单元,组合开关为14线正触发,电动玻璃升降器电机为5线,采用LIN总线通信,具备K线诊断功能,遥控器匹配型号不同(遥控器零件号为L 1GD 959 753的遥控器,配合使用零件号为1GD 962 258的控制单元;遥控器零件号为L 1GD 959 753 A的遥控器,配合使用零件号为1GD 959 875 D的控制单元)。

5)Jetta(CIF-GIF-AT)2006 EOBD型控制单元插头为15+23和15+23+24,零件号为L 1GD 959 875 E(不带遥控器)及L 1GD 959 875 F(带遥控器),取消LIN控制点动升窗功能、电动车窗防夹功能,采用5线带继电器的电机,组合开关为9线开关负触发带锁止开关,电路图为Jetta 2006年型EOBD车型电路图。

6)Jetta(CIF-GIF-ATF)2010年型控制单元型号为L 1GD 959 875 G,组合开关15线,单开关5线,取消点动功能,有15km/h自动落锁功能,电路图为Jetta 2008年型电路图。

3.3 电动车窗常见故障

电动车窗常见故障有:①所有车窗都不能升降;②某车窗不能升降或只能一个方向运动;③其他故障(卡滞、设定等)。

3.3.1 案例1捷达轿车左后门电动车窗不受组合开关控制

3.3.1.1 故障现象

一辆一汽大众汽车有限公司2008年10月11日生产的捷达前卫轿车(型号为GIF),行驶里程为21万km,出现左后车门电动玻璃升降器不受组合开关控制,但操作左后门上的电动玻璃升降器开关,玻璃升降器工作正常,其他3个门的电动玻璃升降器工作正常。

3.3.1.2 故障分析

经检查,该车生产日期为2008年10月,舒适性控制单元的零件号为L 1GD 959 875 E,对应车型电路图为Jetta(CIF-GIF-AT)2006年型EOBD车型电路图,左前车门电动玻璃升降器组合开关电路图如图3所示。

左后车门电动玻璃升降器开关电路图原理分析:电路图中组合开关上的左后门电动玻璃升降器开关采用一根线传输“上升”和“下降”两种信号。原车电路图中,每个门上的电动玻璃升降器开关按钮开关简化成并联的形式,这种简单并联后无法形成信号线上的不同电压值,不能区别信号线上的信号是上升还是下降。实际上,开关信号是通过电压编码提供给舒适性控制单元J386的,控制单元结构及电路原理如图4所示。

控制单元内部有一个接在5 V上的电阻,在车窗升降器开关内部有2个不同阻值的电阻,由控制单元内的串联电阻和车窗升降器开关内2个不同阻值电阻组成的分压器承担分压编码功能。分压器电压编码原理如图5所示。

控制单元信号输入端处的电压值大小由当前通电线路的电阻值决定。

当开关按下或者拉起时,分别接通这2个电阻,产生不同电压值,输入微控制器,控制单元内部信号处理电路根据输入电压值来区分送来的信号是升还是降以及开关是否按下。

3.3.1.3 故障检修

首先选择检测J386作为排除故障的切入点,测量J386连接器端子T23/14,对应导线颜色为蓝/红线,采用背插式,从J386插接器背面测量。经过检测,当不按组合开关上的左后门电动玻璃升降器开关时,端子T23/14电压为5.2V;当按下下降开关时电压为5.2V,按下上升开关时电压为5.2V。检测结果说明J386没有接收到来自组合开关上的上升和下降信号,分析认为可能是组合开关上的左后门电动玻璃升降器开关或者信号线路有故障。

经过对开关及线路检查,发现果然是左前门拐弯处的蓝/红色信号线断开,线束位置如图6所示,确定是多次弯折引起的“疲劳断裂”。修复线路后,再次检测,当不按开关时端子T23/14电压为5.2 V,按下上升按钮时电压为2.26V,按下下降按钮时电压为0.38V,左后门电动玻璃升降器的控制恢复正常。

3.3.1.4 故障总结

此车的左前门组合电动玻璃升降器开关控制线路的信号为一根信号线承载“上升”和“下降”两种功能。不同的电压值代表不同的信号性质,此种设计精简了线路,降低了复杂性,提高了系统可靠性。

左后门电动玻璃升降器受组合开关的控制流程为开关E53产生信号,送至J386,再由J386送出信号控制电动机运转。J386输入的是一根信号线,而输出的是两根信号线,分别控制电动玻璃升降器的上升和下降。4个车门电动玻璃升降器的控制原理相同。

舒适性控制单元J386所处的位置便于检测,通过对其端子的检测结果分析,能确定接下来的检查方向是组合开关及组合开关与J386之间的线路,而不是去检查J386及J386与电动机之间的线路,缩小了故障范围。

由于左前门是开关次数最多的车门,从车门到车身部分的线束在多次弯折后,很容易断开,由此引起的故障案例最为常见。笔者排除多起防盗器及中控锁故障,故障点都是该处导线因弯折而断开,为提高故障排除工作的效率,遇到与这段线束有关的故障时,可优先检查此处的导线。

因为捷达车的门线束在车门和车身走线的孔比较小,造成线束被固定在孔内,当开关车门时就对线束形成了一个90°的扭折力,这样长期的扭折就易使线束折断。如果将捷达车门线束走线的孔加大一点,加大线束防尘胶套,让开关车门时产生对线束的扭折力在孔内的胶套中有一定的摆动量,这样就减小了对线束过大的扭折,提高线束的使用寿命,降低设计上所造成的故障率。

3.3.2 案例2捷达轿车多次烧毁左前门玻璃升降器电动机

3.3.2.1 故障现象

一辆一汽大众汽车有限公司2009年5月21日生产的捷达春天轿车(型号为CIF),行驶里程为16万km,该车电动玻璃升降器都不工作。经过检查,发现电动玻璃升降器电动机供电熔断丝烧毁,熔断丝烧毁原因为左前门电动玻璃升降器电动机烧毁。经询问车主,该车已经是第3次烧毁电动机。

3.3.2.2 故障分析

该车生产日期为2009年5月,玻璃升降器电动机为装带继电器的电动机(图7),左前门玻璃升降器零件号为1GD 837 399 D,舒适性控制单元的零件号为L 1GD 959 875 E,对应车型电路图为Jetta(CIF-GIFAT)2006年型EOBD车型电路图。捷达电动玻璃升降器电动机部分电路图如图8所示。

左前车门电动玻璃升降器电动机部分电路工作原理分析:玻璃升降器电动机上有5根线,其中有2根电源线(分别为电源正极和负极),2根控制线(上升、下降各用一根信号线),还有一根是过载电流检测信号线,用于过载保护。各引线作用如下。

1)电源线为电动机提供电流的导线,其中正极接通过S111(30A熔断丝)接到常电源30线上。负极集中到一起搭铁。

2)“上升”或“下降”的信号线为负触发控制信号线,当某一根线对搭铁接通时,则执行相应的动作,电动机不动作时,两线上的电压为电源电压。

3)过载保护信号线当电动车窗玻璃运行到最高处、最低处或者卡死在某一位置时,由于电动机堵转,过载保护信号线上会出现5V左右的信号,此信号输入J386后,J386会自动切断玻璃升降器电动机工作的执行指令,切断电动机的电流,停止电动机的动作,防止电动机烧毁。

该车电动玻璃升降器采用的电动机为可逆性永磁有刷直流电动机。一般情况下电动机烧毁的原因有:①负载过大;②电压过高或者过低;③电刷与换向器接触不良;④本身品质不过关。

如果过载保护信号线路出现断路故障,J386接收不到过载信号,电动机就不受保护。另外,J386本身故障及控制线路故障也会导致电动机烧毁。

3.3.2.3 故障检修

在安装新的玻璃升降器电动机之前,首先对相关线束各部分进行检查。根据维修经验,先检查左前门折页处线路是否有折断(过载保护信号线断路),未发现有断路现象。接下来用万用表测量左前门玻璃升降器电动机连接器端子T6m/1至J386连接器端子T23/2间电阻,为0.2Ω,数值在规定范围内。至此,说明过载保护信号线路无断路故障。

安装一个新的玻璃升降器电动机,接通点火开关,从电动机插接器背面测量玻璃升降器电动机连接器端子T6m/5及T6m/6电压为12 V。当操作“上升”按钮时,端子T6m/5紫色线上的电压下降为0V,当玻璃升到最高处时,端子电压变成12V;当操作“下降”按钮时,端子T6m/6紫/白线上的电压下降为0 V,当玻璃下降到最低处时,端子电压变成12V。反复操作玻璃升降器开关,电动玻璃升降器工作正常。

此故障为间歇性故障,再次询问车主,发现这几次电动机烧毁都是在车窗关闭的情况下发生的,于是决定检查“上升”信号控制线路及过载保护信号线路。仔细检查升降器线束,发现左前门收放机嗽叭旁一根紫色线与车门摩擦,有微小的破损,此线正是控制升降器上升的信号线。当开关左前车门时,线束被拉动,紫色线与车体产生间歇性接触(与搭铁短路)。如果玻璃已经升到最高处,而此时信号线对搭铁接通,即使不操作“上升”按钮,电动机也会有电流流过,电动机产生堵转,虽然过载保护信号已经送给J386,但J386无法对电动机进行有效的控制,电动机必然会被烧毁。为再现故障现象,操作左前门玻璃升降器开关,将玻璃停在中间位置,人为将紫色线破损处与车门接触时,升降器上升。

修复破损的导线,重新固定线束,在开关车门时,使线束与车门不发生摩擦,故障排除。

3.3.2.4 故障总结

此车故障是间歇性故障,故障时有时无。对于此类故障,如果维修人员借鉴5W2H分析法,从用户那里得到一些有用的信息,就可以有效地提高间歇性故障维修的一次修复率。由于故障发生在冬季,玻璃升降器大多处于关闭状态,左前车门的每一次开关,都可能导致破损的线路搭铁,当某一次关闭车门后,控制信号线搭铁,就会导致玻璃升降器电动机长时间堵转而烧毁电动机。

4 结束语

系统化维修思维的培养是提高汽车维修技术的必由之路,系统化维修思维的形成是在理论知识的基础上,在汽车维修工作中反复实践的结果。

维修工作大忌没有头绪地眉毛胡子一把抓,应该冷静下来,根据故障现象判断与哪个控制单元或器件有关联,再通过测试来最终确定故障。当然,维修工作是个经验性很强的工种,充分与大家沟通交流,并善于总结,通过总结经验和教训,找出规律,以此来开拓维修者的检修思路,进而能举一反三,触类旁通地去解决更多、更深层次的问题,使维修者的检修水平全面提高,可以更快地排除故障。

[1]朱军.汽车故障诊断方法[M].北京:人民交通出版社,2008.

[2]李传志.汽车车身电子控制系统[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]杨志勇.捷达轿车维修手册[M].北京:化学工业出版社,2013.

[4]骆孟波.汽车总线控制技术与检修[M].北京:化学工业出版社,2011.

[5]田政.系统的工程项目管理解析[M].北京:中国发展出版社,2010.

(编辑 杨景)

How to Set up the Thought of Systematic Maintenance Aimming at Vehicle Power Window Troubles

ZHU Fu-cheng1,WANG Xue-jun2
(1.College of Automobile Engineering,Jilin University of Chemical Technology,Jilin 132102,China;2.Jilin Petrochemical Co.,Ltd.,Jilin 132021,China)

It is quick to find out trouble root cause after a systematic maintenance mindset is set up,process control key factors are understood,electric circuit is analyzed and checked step by step.This article tells how to train the thought of systematic maintenance with a maintenance example of power window trouble on JETTA.

power window;fault diagnosis;circuit analysis;maintenance thought

U463.853

B

1003-8639(2014)07-0041-05

2014-02-18;

2014-02-27

朱福成(1968-),男,助理讲师,从事汽车教学及维修工作;王学军(1969-),女,技师,从事质监工作。

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