朱福成,王學軍
(1.吉林化工學院汽車工程學院,吉林 吉林 132102;2.吉林石化公司動力二廠,吉林 吉林 132021)
針對汽車電動車窗故障如何建立系統化維修思維
朱福成1,王學軍2
(1.吉林化工學院汽車工程學院,吉林 吉林 132102;2.吉林石化公司動力二廠,吉林 吉林 132021)
建立系統化的維修思維,了解過程控制中的各個關鍵因素,正確分析電路,遵循由簡入繁、由淺入深的原則逐項排查,便能更快找出故障原因。對如何培養系統化維修思維,用捷達轎車電動車窗故障維修案例的形式進一步說明。
電動車窗;故障診斷;電路分析;維修思維
汽車車窗升降器控制技術發展至今,雖然在功能和應用技術方面有了非常大的進步,比如利用LIN總線或者CAN總線實現電動車窗玻璃升降器的集中控制、單觸式自動開(關)功能、車窗鎖止功能、防夾保護功能、鎖車自動升窗功能、無鑰匙電動車窗功能等,但其基本結構并沒有大的變化。電動車窗控制系統的基本結構包括:電動車窗升降電動機、電動車窗升降器開關(主控開關和分控開關)、控制單元或電動車窗控制繼電器、電動車窗控制熔斷絲和連接導線等。電動車窗系統組成及位置如圖1所示。
電動車窗系統的主要控制功能包括:在接通點火開關時,按動前門升降器相應開關,可以實現車窗自動全開或者自動全閉功能及手動上升和下降功能。上升過程還未到頂時有防夾功能;按動后門升降器相應開關,可使相應升降器手動上升和下降,下降到底時有軟停止功能;童鎖按鈕按下時,后門升降器開關被禁止。在斷開點火開關時,車窗玻璃升降有延時功能等。
熟悉了電動車窗系統的基本結構和功能,還要懂得電動車窗系統的工作原理,掌握檢修的基本方法,積累經驗,還必須正確分析電動車窗系統電路圖,讀懂并且能夠正確分析電路圖是迅速排除汽車電氣系統故障的保障。對電動車窗系統故障進行診斷,要熟悉電動車窗系統的電路結構,仔細分析其工作過程,通過故障現象和故障代碼,分析出是軟件還是硬件有故障,分析出是哪個部件、是公用電路還是支路電路有故障,然后用排除法縮小故障范圍,通過檢查準確地找出故障點或損壞的器件,找出故障原因并徹底排除故障。
有了好的汽車電動車窗系統結構認識和對系統電路圖正確的分析,建立系統化維修思維,任何故障基本上都能迎刃而解。
根據事物內在的、本質的、必然的聯系,站在整體的立場上,對事物進行分析研究和落實處理,從而認知事物和處理事物的思維理念稱為“系統化思維”。
系統化維修思維,簡單地說就是做維修工作時,不是有辦法對付一個問題就算了事,而是要解決一類型的問題,并且找出最優的解決方案。
2.1 樹立5個觀念
1)整體觀念將研究對象作為系統來認識,即始終將研究對象放在系統之中加以考察和把握。還必須將整體作為認識的出發點和歸宿。
2)結構觀念將系統科學的結構理論作為思維方式的指導,強調從系統的結構去認識系統的整體功能,并從中尋找系統最優結構,進而獲得最佳系統功能。
3)層次觀念系統思維方式是一種開放型的立體思維。它以縱橫交錯的現代科學知識為思維參照系,使思維對象處于縱橫交錯的交叉點上。
4)動態觀念系統的穩定是相對的,系統內部諸要素之間的聯系及系統與外部環境之間的聯系都不是靜態的,都與時間密切相關,并會隨時間不斷地變化。
5)綜合觀念要求在考察對象時要從縱橫交錯各個方面的關系和聯系出發,從整體上綜合地把握對象。傳統的“分析程序”是:分析→綜合,兩者被劃分為先后相繼的兩個環節,因而是一種單向思維。而“系統綜合程序”是:綜合→分析→綜合,相互之間存在著反饋,是雙向思維。
2.2 建立過程控制的理念系統化地考慮故障
要建立過程控制的理念,所謂過程控制就是自動控制,所有過程控制都包含以下幾個概念:①控制部件;②執行部件;③負載部件;④檢測反饋部件。通過這4個部件來形成一個流程的閉環控制系統。
系統化是指采用一定的方式,對已經制定頒布的規范性文件或者流程進行歸類、整理或加工,使其集中起來作有系統的排列,便于使用的活動。以系統化的觀點看待故障,防止陷入維修死角誤區。
3.1 故障診斷基本流程
系統化維修思維,從某種程度上來說,便是謀劃、預測、實施、反饋。以大眾捷達轎車電動車窗控制系統故障診斷為例,在進行故障診斷時,一般過程如下。
1)問診通過對車主的詢問了解故障癥狀,為后面的診斷工作提供詳實的第一手資料。
2)功能檢查確定故障是否屬實,還有哪些部件不能正常工作。
3)目測檢查檢查是否有明顯損壞的部件。
4)確定電路是否具有正確電路圖?年款、車型、發動機代碼是否一致?備用檢測設備(萬用表、示波器、模擬器、驅動器、診斷測試儀、檢查輔助套件等)。
5)劃分電路分析電路,提出假設,確定檢查項目并檢測。
6)修復驗證對故障點進行修復以及對修復后的結果進行驗證。如果驗證的環節證明假設的故障點不成立,則返回到前一個環節提出新的假設,然后再去驗證,直至發現真正的故障點為止。
7)查找故障最終原因找到故障產生的內部原因和外部原因,消除故障發生的根本原因,杜絕故障再次重新發生的可能性。
3.2 系統結構
捷達轎車電動車窗控制系統結構經過多次改變,各控制單元型號如圖2所示。
1)捷達伙伴采用實線連接控制及2線普通電機,電路圖為優化線束電路圖Jetta2008年型電路圖(CIX)及Jetta2006年型EOBD車型電路圖(CIX)。
2)Jetta AT新內飾控制單元采用2個控制插頭18+18a,零件號為L 1GD 959 875,左前門升降器開關為14線帶鎖止開關,電路圖為Jetta AT新內飾2001-電路圖。
3)2004、2005年型捷達控制單元采用2個插頭15+23,零件號為L 1GD 959 875 A和L 1GD 959 875 B(帶防夾功能),前門電動玻璃升降器電機為5線,后門玻璃升降器電機為4線,組合升降器開關為9線負觸發帶鎖止開關,帶室內燈控制,非LIN線控制。電路圖為2004年型捷達(二次優化線束后)電路圖及Jetta 2005年型電路圖。
4)2005年型捷達控制單元采用2個插頭15+23,零件號為L 1GD 959 875 C(帶遙控中央門鎖控制)、L 1GD 959 875 CG(有點動升降功能和鎖車自動升窗功能)及L 1GD 959 875 D(有點動升降功能和鎖車自動升窗功能,取消遙控門鎖控制單元,遙控功能整合到中央門鎖/電動車窗控制單元),帶遙控中央門鎖控制單元,組合開關為14線正觸發,電動玻璃升降器電機為5線,采用LIN總線通信,具備K線診斷功能,遙控器匹配型號不同(遙控器零件號為L 1GD 959 753的遙控器,配合使用零件號為1GD 962 258的控制單元;遙控器零件號為L 1GD 959 753 A的遙控器,配合使用零件號為1GD 959 875 D的控制單元)。
5)Jetta(CIF-GIF-AT)2006 EOBD型控制單元插頭為15+23和15+23+24,零件號為L 1GD 959 875 E(不帶遙控器)及L 1GD 959 875 F(帶遙控器),取消LIN控制點動升窗功能、電動車窗防夾功能,采用5線帶繼電器的電機,組合開關為9線開關負觸發帶鎖止開關,電路圖為Jetta 2006年型EOBD車型電路圖。
6)Jetta(CIF-GIF-ATF)2010年型控制單元型號為L 1GD 959 875 G,組合開關15線,單開關5線,取消點動功能,有15km/h自動落鎖功能,電路圖為Jetta 2008年型電路圖。
3.3 電動車窗常見故障
電動車窗常見故障有:①所有車窗都不能升降;②某車窗不能升降或只能一個方向運動;③其他故障(卡滯、設定等)。
3.3.1 案例1捷達轎車左后門電動車窗不受組合開關控制
3.3.1.1 故障現象
一輛一汽大眾汽車有限公司2008年10月11日生產的捷達前衛轎車(型號為GIF),行駛里程為21萬km,出現左后車門電動玻璃升降器不受組合開關控制,但操作左后門上的電動玻璃升降器開關,玻璃升降器工作正常,其他3個門的電動玻璃升降器工作正常。
3.3.1.2 故障分析
經檢查,該車生產日期為2008年10月,舒適性控制單元的零件號為L 1GD 959 875 E,對應車型電路圖為Jetta(CIF-GIF-AT)2006年型EOBD車型電路圖,左前車門電動玻璃升降器組合開關電路圖如圖3所示。
左后車門電動玻璃升降器開關電路圖原理分析:電路圖中組合開關上的左后門電動玻璃升降器開關采用一根線傳輸“上升”和“下降”兩種信號。原車電路圖中,每個門上的電動玻璃升降器開關按鈕開關簡化成并聯的形式,這種簡單并聯后無法形成信號線上的不同電壓值,不能區別信號線上的信號是上升還是下降。實際上,開關信號是通過電壓編碼提供給舒適性控制單元J386的,控制單元結構及電路原理如圖4所示。
控制單元內部有一個接在5 V上的電阻,在車窗升降器開關內部有2個不同阻值的電阻,由控制單元內的串聯電阻和車窗升降器開關內2個不同阻值電阻組成的分壓器承擔分壓編碼功能。分壓器電壓編碼原理如圖5所示。
控制單元信號輸入端處的電壓值大小由當前通電線路的電阻值決定。
當開關按下或者拉起時,分別接通這2個電阻,產生不同電壓值,輸入微控制器,控制單元內部信號處理電路根據輸入電壓值來區分送來的信號是升還是降以及開關是否按下。
3.3.1.3 故障檢修
首先選擇檢測J386作為排除故障的切入點,測量J386連接器端子T23/14,對應導線顏色為藍/紅線,采用背插式,從J386插接器背面測量。經過檢測,當不按組合開關上的左后門電動玻璃升降器開關時,端子T23/14電壓為5.2V;當按下下降開關時電壓為5.2V,按下上升開關時電壓為5.2V。檢測結果說明J386沒有接收到來自組合開關上的上升和下降信號,分析認為可能是組合開關上的左后門電動玻璃升降器開關或者信號線路有故障。
經過對開關及線路檢查,發現果然是左前門拐彎處的藍/紅色信號線斷開,線束位置如圖6所示,確定是多次彎折引起的“疲勞斷裂”。修復線路后,再次檢測,當不按開關時端子T23/14電壓為5.2 V,按下上升按鈕時電壓為2.26V,按下下降按鈕時電壓為0.38V,左后門電動玻璃升降器的控制恢復正常。
3.3.1.4 故障總結
此車的左前門組合電動玻璃升降器開關控制線路的信號為一根信號線承載“上升”和“下降”兩種功能。不同的電壓值代表不同的信號性質,此種設計精簡了線路,降低了復雜性,提高了系統可靠性。
左后門電動玻璃升降器受組合開關的控制流程為開關E53產生信號,送至J386,再由J386送出信號控制電動機運轉。J386輸入的是一根信號線,而輸出的是兩根信號線,分別控制電動玻璃升降器的上升和下降。4個車門電動玻璃升降器的控制原理相同。
舒適性控制單元J386所處的位置便于檢測,通過對其端子的檢測結果分析,能確定接下來的檢查方向是組合開關及組合開關與J386之間的線路,而不是去檢查J386及J386與電動機之間的線路,縮小了故障范圍。
由于左前門是開關次數最多的車門,從車門到車身部分的線束在多次彎折后,很容易斷開,由此引起的故障案例最為常見。筆者排除多起防盜器及中控鎖故障,故障點都是該處導線因彎折而斷開,為提高故障排除工作的效率,遇到與這段線束有關的故障時,可優先檢查此處的導線。
因為捷達車的門線束在車門和車身走線的孔比較小,造成線束被固定在孔內,當開關車門時就對線束形成了一個90°的扭折力,這樣長期的扭折就易使線束折斷。如果將捷達車門線束走線的孔加大一點,加大線束防塵膠套,讓開關車門時產生對線束的扭折力在孔內的膠套中有一定的擺動量,這樣就減小了對線束過大的扭折,提高線束的使用壽命,降低設計上所造成的故障率。
3.3.2 案例2捷達轎車多次燒毀左前門玻璃升降器電動機
3.3.2.1 故障現象
一輛一汽大眾汽車有限公司2009年5月21日生產的捷達春天轎車(型號為CIF),行駛里程為16萬km,該車電動玻璃升降器都不工作。經過檢查,發現電動玻璃升降器電動機供電熔斷絲燒毀,熔斷絲燒毀原因為左前門電動玻璃升降器電動機燒毀。經詢問車主,該車已經是第3次燒毀電動機。
3.3.2.2 故障分析
該車生產日期為2009年5月,玻璃升降器電動機為裝帶繼電器的電動機(圖7),左前門玻璃升降器零件號為1GD 837 399 D,舒適性控制單元的零件號為L 1GD 959 875 E,對應車型電路圖為Jetta(CIF-GIFAT)2006年型EOBD車型電路圖。捷達電動玻璃升降器電動機部分電路圖如圖8所示。
左前車門電動玻璃升降器電動機部分電路工作原理分析:玻璃升降器電動機上有5根線,其中有2根電源線(分別為電源正極和負極),2根控制線(上升、下降各用一根信號線),還有一根是過載電流檢測信號線,用于過載保護。各引線作用如下。
1)電源線為電動機提供電流的導線,其中正極接通過S111(30A熔斷絲)接到常電源30線上。負極集中到一起搭鐵。
2)“上升”或“下降”的信號線為負觸發控制信號線,當某一根線對搭鐵接通時,則執行相應的動作,電動機不動作時,兩線上的電壓為電源電壓。
3)過載保護信號線當電動車窗玻璃運行到最高處、最低處或者卡死在某一位置時,由于電動機堵轉,過載保護信號線上會出現5V左右的信號,此信號輸入J386后,J386會自動切斷玻璃升降器電動機工作的執行指令,切斷電動機的電流,停止電動機的動作,防止電動機燒毀。
該車電動玻璃升降器采用的電動機為可逆性永磁有刷直流電動機。一般情況下電動機燒毀的原因有:①負載過大;②電壓過高或者過低;③電刷與換向器接觸不良;④本身品質不過關。
如果過載保護信號線路出現斷路故障,J386接收不到過載信號,電動機就不受保護。另外,J386本身故障及控制線路故障也會導致電動機燒毀。
3.3.2.3 故障檢修
在安裝新的玻璃升降器電動機之前,首先對相關線束各部分進行檢查。根據維修經驗,先檢查左前門折頁處線路是否有折斷(過載保護信號線斷路),未發現有斷路現象。接下來用萬用表測量左前門玻璃升降器電動機連接器端子T6m/1至J386連接器端子T23/2間電阻,為0.2Ω,數值在規定范圍內。至此,說明過載保護信號線路無斷路故障。
安裝一個新的玻璃升降器電動機,接通點火開關,從電動機插接器背面測量玻璃升降器電動機連接器端子T6m/5及T6m/6電壓為12 V。當操作“上升”按鈕時,端子T6m/5紫色線上的電壓下降為0V,當玻璃升到最高處時,端子電壓變成12V;當操作“下降”按鈕時,端子T6m/6紫/白線上的電壓下降為0 V,當玻璃下降到最低處時,端子電壓變成12V。反復操作玻璃升降器開關,電動玻璃升降器工作正常。
此故障為間歇性故障,再次詢問車主,發現這幾次電動機燒毀都是在車窗關閉的情況下發生的,于是決定檢查“上升”信號控制線路及過載保護信號線路。仔細檢查升降器線束,發現左前門收放機嗽叭旁一根紫色線與車門摩擦,有微小的破損,此線正是控制升降器上升的信號線。當開關左前車門時,線束被拉動,紫色線與車體產生間歇性接觸(與搭鐵短路)。如果玻璃已經升到最高處,而此時信號線對搭鐵接通,即使不操作“上升”按鈕,電動機也會有電流流過,電動機產生堵轉,雖然過載保護信號已經送給J386,但J386無法對電動機進行有效的控制,電動機必然會被燒毀。為再現故障現象,操作左前門玻璃升降器開關,將玻璃停在中間位置,人為將紫色線破損處與車門接觸時,升降器上升。
修復破損的導線,重新固定線束,在開關車門時,使線束與車門不發生摩擦,故障排除。
3.3.2.4 故障總結
此車故障是間歇性故障,故障時有時無。對于此類故障,如果維修人員借鑒5W2H分析法,從用戶那里得到一些有用的信息,就可以有效地提高間歇性故障維修的一次修復率。由于故障發生在冬季,玻璃升降器大多處于關閉狀態,左前車門的每一次開關,都可能導致破損的線路搭鐵,當某一次關閉車門后,控制信號線搭鐵,就會導致玻璃升降器電動機長時間堵轉而燒毀電動機。
系統化維修思維的培養是提高汽車維修技術的必由之路,系統化維修思維的形成是在理論知識的基礎上,在汽車維修工作中反復實踐的結果。
維修工作大忌沒有頭緒地眉毛胡子一把抓,應該冷靜下來,根據故障現象判斷與哪個控制單元或器件有關聯,再通過測試來最終確定故障。當然,維修工作是個經驗性很強的工種,充分與大家溝通交流,并善于總結,通過總結經驗和教訓,找出規律,以此來開拓維修者的檢修思路,進而能舉一反三,觸類旁通地去解決更多、更深層次的問題,使維修者的檢修水平全面提高,可以更快地排除故障。
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[5]田政.系統的工程項目管理解析[M].北京:中國發展出版社,2010.
(編輯 楊景)
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,助理講師,從事汽車教學及維修工作;王學軍(1969-),女,技師,從事質監工作。