车载电网型电源电路例解.doc

车载电网型电源电路例解字数：3214 字号:大 中 小 在检测车载电网型电源电路时，类似“面对电路故障，首查电源正极线与搭铁”、“查找电路故障，就如顺藤摸瓜，要紧抓电流流经的电路这个藤”这样经典的维修宝典，难免显得有些牵强和不足。车载电网控制单元将电源的使用对象和电流路径由“固态”变成了“动态”，凸显用电的智能化和安全性，电源正极、搭铁和电流流经的查找和分析都异于以前。以下结合实际电路，以大众奥迪车系为例，解析此类电路的特点和检修思路。 一、车载电网型电源电路分析思路 随着车上各种控制单元的增多和不同种通信协议数据总线(多媒体对应的MOST总线。传感器、执行器对应的LIN总线，组合仪表、诊断、驱动、舒适便捷等功能对应的CAN总线等)的共存，乘车者享受更多功能的同时，耗电量多了，维修也更复杂了。为了便于各个控制单元之间信息共享、科学安全地使用电能和检测诊断各个控制单元，数据总线诊断接口控制单元(简称网关)J533、车载电网控制单元J519(奥迪Q7上有两个车载电网控制单元J519和J520)和电源管理系统J644的诞生已成必然。网关J533的好坏决定了不同的总线、控制单元和网络相互之间通信的好坏，它能接收一个网络的信息，编译后发送给另外的网络。车载电网控制单元J519的作用包括：电气负荷管理、外部灯光控制、转向信号灯、挡风玻璃刮水器控制、后窗玻璃加热控制、车内灯光控制、电源总线端控制、燃油泵预先运行控制、发电机预先触发控制等。具体因车而异。J644能将蓄电池的有关现况和历史信息实时发布到汽车网络上，供各个控制单元参考；维修人员通过读取J644内部储存的数据和历史记,录，帮助免拆查找故障点。 分析这类电源电路时，可以分两步走：先对待修车辆的整车电控网络进行整体分析，再对目前检修电路相关的控制单元涉及的开关、执行器件、线路连接和控制机理进行具体分析。 1.对整车电控网络进行整体分析 通过对整车电控网络进行整体分析，从全局掌握所修车辆的控制原理和电路分布，为检修思路的确立打好基础。车上的许多开关和按钮正逐步在扮演传感器的角色，开关的打开、关闭或置于不同挡位，仅仅是向对应的控制单元传递不同的控制信息，不再直接控制执行器。控制单元将接收到的信息进行编译和处理后有时直接控制执行器动作，有时通过继电器控制执行器动作，有时产生新的信息并通过网络传递给其他控制单元，由其他控制单元来产生新的控制信号或控制执行器。从维修角度讲，对整车电控网络进行整体分析的直接目的就是找出由开关到执行器之间的信息传递路径。进而找出执行器的动作电流路径和判断故障点可能出现的范围，使检修思路站到全局高度。图1所示为奥迪Q7的整车电控网络图，它详细地展现了各个控制单元、控制装置和电控元件之间的信息传递方法。 2.以车载电网控制单元及其他具体控制单元为中心进行分析 分析的目的在于掌握从车载电网控制单元至其余相关电控单元、开关、执行器间的具体导线走向、导线颜色、中间插接器针脚号等，为接下来使用图纸来检测和诊断做好准备。就迈腾而言，在左侧仪表台下方有一个带继电器的控制单元，就是此车的车载电网控制单元J519。 二、车载电网型电源电路供电总端的供电原理 在车载电网型电源电路中，供电总端包括：供电总端15、供电总端30、供电总端75X、供电总端50等，它们对应的供电继电器直接受控于车载电网控制单元，不再直接受控于点火开关，从而彰显了车载电网控制单元功能的强大。下面以速腾为例进行详述。 1.供电总端15正电的形成 如图2所示，点火开关D被置于“ON”或“START”挡位时，点火开关的15号端子都会将12V的电送到转向柱电子控制单元J527的F位12孔插头的第12针脚(T12F，12)上，经J527处理，J527产生一个相应的控制信号，经T20D/17脚传到车载电网控制单元J519的G11脚，再经J519处理并产生一个驱动继电器J329线圈的电压。来控制J329常开触点闭合，使30号正电经J329闭合的触点输出，形成供电总端15的正电。 2.S触点正电的形成 如图2所示，只要点火锁中有钥匙，无论钥匙处于OFF位、ON位或START位，点火开关D中的S触点闭合，S端子输出12V电信号，经导线传送到J527的T12F/9端子(此时，P端子虽然也会将12V电信号输入J527，但无效)，经J527处理，再由J527的T20D/9端输出一路12V的电信号，即S端子控制信号，此信号直接通向舒适系统(或辅助电器)的控制单元，此时音响等工作，同时遥控装置失效；有些车型，J527还会通过CAN舒适便捷数据总线，将S触点闭合的信息“告知”J519、防盗控制单元J518和与舒适便捷功能有关的控制单元等，J519收到S触点闭合的信息，会通过控制J329闭合，使供电总端15保持有电，其他控制单元也会执行相应的功能。 3.供电总端75X正电的形成 如图3所示。点火开关D被置于“ON”挡位时，D的端子向J527的T12F/10端子传输一个12V的控制信号，J527对此信号进行处理，通过CAN数据总线向J519传输一条控制信息，J519根据此条控制信息会输出一路控制电压至J59的线圈，此线圈产生磁力使J59的常开触点闭合，30号正电经J59闭合的触点输出，形成75X号(X卸荷)正电。 4.供电总端50正电的形成 如图4所示，点火开关D被置于“START”挡位时，D的50号端子向J527的T12F/7号端子输送一个12V的启动控制信号，J527对此信号进行处理，并通过其T20D/18号端子将这一启动信息传递给J519的G1端子，接下来，J519会向X卸荷继电器J682的线圈输出一个控制电压，线圈产生磁力，使J682的常开触点闭合，30号正电经此触点输出，形成供电总端50的正电。 5.停车正电的形成 如图5所示，当点火钥匙被拔下，点火开关D中的S触点断开，此时P端子将12V电信号输入J527的T12F/11端子，经J527处理，J527会通过CAN舒适便捷数据总线，将P触点闭合的有效信息“告知”J519和车上其他控制单元，J519收到P触点闭合的信息，会通过控制J329闭合一段时间，使15号正电总端保持一段时间有电。同时，车上其他控制单元也会利用这一信息来进行工作或改变状态：给防盗器供电，控制落锁进入防盗；给驻车灯供电；使系统由唤醒进入休眠等等。 三、发电机管理和蓄电池管理 1.发电机管理 发电机外部有B+、L和DFM三根线：发电输出线B+，直接与蓄电池正极相通；发电电压监控线L，通向车载电网控制单元J519，经J519处理，再经CAN数据总线和仪表控制单元J285，控制充电指示灯的点亮与熄灭；DFM线，输出发电机的负荷信号(占空比信号)，通向发动机控制单元J220，检修中通过读取发动机控制单元的数据流01-08-53等4位数值(带百分号)，可读取发电机的负荷信号。 2.蓄电池管理 以奥迪A6、Q7为例，它有一个控制单元电源管理系统J644，负责管理蓄电池，维修人员可以从电源管理系统中了解到许多蓄电池使用中的信息；也可以尝试断开一些控制单元或用电设备，通过观察电流的变化来判断它们是否工作等。发挥J644的功能，是免拆寻找故障点的一把利剑。J644的功能具体如下： (1)央速静态电流测量 在引导型故障查询或引导功能中，可通过J644-电源管理系统在“61-蓄电池控制-静态电流测量”下进行快速静态电流测量。此时，电源管理系统在约15min后确定当前静态电流。如果出现静态电流上升，可以直接从此检测程序开始故障查找程序。 (2)读取历史数据 通过“61-蓄电池控制”下的引导型故障查询或引导功能读出下列历史数据记录：静态电压历史数据、静态电流历史数据、临界电能平衡、断路等级历史数据、蓄电池更换记录、最后5次行驶的电能平衡、最后5次驻车时间的电能平衡和组合仪表上的日期/时间编程。 静态电压历史数据 在静态电压历史数据下可以读出低于12.5V、12.2V和11.5v蓄电池电压阀值的时间，每种情况总是给出最后4条记录。 测量136h总时段内的较高静态电流 测量较高静态电流的条件为：总线端15至少关闭2h，CAN舒适便捷功能处于睡眠模式，电流消耗大于50mA。 临界电能平衡 该数据记录只在车辆电能处于临界状态时(停驶危险)才会记录。当电源管理系统识别到“车辆无法启动”状态时，就开始记录数据。 断路等级历史数据 在断路等级历史数据内记录了最后15个断路等级。断路等级历史数据的表示形式如下：2*2*-12.50*30*2003-10-31*10:10:25*0-0-0-0-0-0*06.5*，此段数据中每块数字的含义为：2-设定的断路等级为2；2-断路等级的触发原因(不良蓄电池状态)；-12.50-在设定的断路等级内平均总放电电流，单位A；30-蓄电池充电状态；2003-10-31-日期；10:10:25-时间；0-报警信号灯关闭(1-报警信号灯打开)；0-驻车灯关闭(1-驻车灯打开)；0-停车灯关闭(1-停车灯打开)；0-近光灯关闭(1-近光灯)；0-前雾灯关闭(1-前雾灯打开)；0-远光灯关闭(1-远光灯打开)；06.5-总线端15打开时间，单位h(发动机在该时间内关闭)。 蓄电池更换记录 在蓄电池更换记录中存有储蓄电池更换前的数据记录，此记录是通过电源管理系统的编码实现的。平时拆装蓄电池。不要改变此编码；在真正安装了一个新蓄电池时，才对电源管理系统J644重新编码，编码会删除以前旧蓄电池的所有历史数据。 其它数据 通过快捷图标“其它数据”可读取下列信息：最后5次行驶的电能平衡，最后5次驻车时间的电能平衡和组合仪表上的时间编程。 四、典型车载电网型电源电路分析例解 下面以速腾为例，对电气负荷(电能)管理、灯光管理进行讲解。 1.电气负荷(电能)管理 电气负荷(电能)管理的功能主要就是负责使蓄电池中总是存有足够量的电能来启动汽车。如图6所示，J519时刻监控着发动机转速、蓄电池电压和发电机负荷，结合有关接通的高电流用电器的信息，会通过缩短接通时间对电源负荷进行分析，J519可以利用这个分析结果要求发动机控制单元提高发动机转速。还可以要求关闭相关舒适性用电器，以保证技术安全功能。电气负荷管理主要有以下3种运行模式。 运行模式1：总线端15接通，发电机激活，如果蓄电池电压低于12.7V时，J519要求提高发动机转速；如果蓄电池电压低于12.2V时，将关闭可加热座椅、可加热风挡玻璃、可加热车外后视镜、方向盘加热、脚部空间照明、车门内把手照明等电器，并降低和关闭自动空调、关闭预先警告系统和信息娱乐系统。 运行模式2：总线端15接通，发电机不工作，如果蓄电池电压低于12.2V时，将关闭脚部空间照明、车门内把手照明、下车灯、离家照明灯等电器，并降低和关闭空调、关闭预先警告系统和信息娱乐系统。 运行模式3：总线端15断开，发电机不工作，如果蓄电池电压低于11.8V时，将关闭脚部空间照明、车门内把手照明、下车灯、离家照明灯、室内照明灯等电器，并关闭预先警告系统和信息娱乐系统。 3种模式下的关闭区别在于关闭用电器的顺序，此外运行模式3下可以同时关闭几台用电器。 有时有些负载不能工作，就要确认是负载、电路本身有故障，还是处于电能管理状态，这样可以避免检修中走歪路。 2.灯光管理 (1)转向信号灯控制 快速点动按压转向信号灯开关一次，通过激活J519，控制转向信号灯闪烁三个周期，再次按下开关，将增加转向信号继续闪烁三个周期。这种功能被称为高速公路转向信号。 (2)监控车灯开关位置 车灯开关由蓄电池直接供电，因此，它会在每一个位置上都向车载电源控制单元发送一条确定的可信度信号。当确定的信号可信度因某一故障，比如电缆断开等发生了改变，这些信号则被认为是不可信的，同时车载电源控制单元会启动紧急车灯。 (3)紧急车灯控制 点火开关打开时，如果车载电源管理单元识别到故障出现，将接通停车灯和近光灯。 (4)灯泡监控功能 无论灯泡处于关闭状态或接通状态，灯泡始终被J519所监控：灯不亮时，点火开关接通后，各灯泡都会接通500ms的少量电流四次，J519可以通过电流值识别灯泡是否损坏；灯亮时，利用安装在J519中的半导体元件监控各个灯泡，实时识别灯泡是否存在过载、短路或断路。当识别到故障后，会在故障存储器中留下记录，并在组合仪表中显示。 (5)灯泡的辅助功能 各种灯泡均可调节亮度，此时的工作电压是占空比可调式脉冲直流电，并承担其它辅助功能，当需要用到主要功能时，则优先使用主要功能。 五、维修实例 1.维修实例一：速腾遥控钥匙失效 故障现象 一辆1.8TAT速腾，行驶里程38397km，底盘号为LFV2A21K873008768，发动机型号为BPL。遥控钥匙有时失效，车辆熄火10s后才能使用遥控钥匙，拔出点火钥匙10s后收音机才能关闭。 故障诊断与排除 从故障现象分析，该车可能是点火开关上S触点信号传输延时。参阅图2，点火开关S触点信号传输延时可能的原因有以下几点：(1)点火开关故障；(2)点火开关座机械回位困难；(3)相关线束连接不良；(4)控制单元有故障(转向柱电子控制单元J527、车载电网控制单元J519)。 使用VAS5051检测系统无故障记录，读取数据流16-08-003-p，S，75X，15，50，后5个数字块分别对应点火开关的5个输出端子的状态。例如第1个数字块对应于点火开关的P端子，读数据流时，第1个框的位置如果显示“1”，表示P端子有信号输出；如果显示“0”，表示P端子无信号输出。当点火钥匙拔出后，第2个数字块位置显示“1”，即S触点信号没有中断，应该是S触点问题。使用万用表测量S触点电阻为64，正常值应为45。更换点火开关，故障排除。 2.维修实例二：速腾空调偶尔不制冷 故障现象 一辆1.6L手动速腾，行驶里程36013km，底盘号为LFV2A11K173059362，发动机型号为BWH。试车中发现，车辆空调有时失效，匀速行驶好些，遇到颠簸路面易出现空调失效。 故障诊断与排除 用PC版5053对各控制单元进行故障查询，J519中存有两个故障代码：01333车门控制单元-左后-J388无信号/通讯(偶发)；01598驱动蓄电池电压(偶发)。而空调和其它控制单元无故障代码，由此说明，此车曾经进行过用电负荷管理。 检查01-08-53，进行数据块读取，第三区为13.7V，第四区为45.1，蓄电池电压为13.7V，发电机负荷45.1。正常。检查01-08-50，进行数据块读取，