检修描述:一辆行驶里程约3.6万km、配置4G63T汽油发动机、6速手动变速器的2015年哈弗H5。用户反映:该车行驶中,发动机故障灯突然点亮,靠边停车熄火后再次启动时,车辆无法启动。
故障检测:启动发动机测试,启动机“咔”的一声,运转一下就停止,持续时间不到2s,启动机不能连续转动,发动机无法启动着车。
诊断仪进入发动机系统,无当前故障码,历史故障码(如图1所示)为U0073 CAN总线关闭,P0616启动机继电器低电压,U0426防盗器认证失败,U0167防盗器无响应,进入防盗系统,无故障码。

启动机在启动时,转动困难,从现象看怀疑是由于蓄电池亏电后各控制单元供电电压过低导致报故障码,所以先清除故障码。测量蓄电池电压为12.2V,启动电压为8.2V,电压虽然偏低,但驱动启动机运转应该没问题。实际情况是每次启动时,启动机只转动一下就停止,感觉像是蓄电池亏电或者搭铁不良。用电量充足的蓄电池搭电启动,无效。替换新的电量充足的蓄电池,安装后启动,无效。检查蓄电池至启动机火线及蓄电池与发动机搭铁无虚接,用蓄电池连接线同时跨接发动机、车身和蓄电池负极后启动测试,无效。
拔下启动继电器,打开点开关,短接启动继电器30号脚和87号脚,启动机可以连续转动,但没有着车迹象。测试点火线圈能够跳火,拆卸火花塞,发现火花塞都已经淹缸,替换4个新火花塞,再次短接继电器启动,还是无法着车。短接启动继电器后,虽然启动机可以连续转动,但感觉启动转速还是略低,发动机转动困难,怀疑由于启动机无力,启动时发生了堵转导致ECU停止继续驱动启动机,所以替换新的启动机测试,故障依旧。
拆卸发动机前部附件的皮带,用手转动发电机,转向助力泵,压缩机等各附件的皮带轮,均没有卡滞抱死的现象,用扳手转动曲轴皮带轮,也没有卡滞抱死的现象,检查发动机正时皮带及正时点,均未发现异常。 拔下曲轴位置传感器插头后启动,启动机可以持续转动,而且启动转速有所提高,怀疑曲轴位置传感器有问题,替换后无效。
哈弗H5启动机由发动机ECU通过启动继电器进行控制,踩下离合器,点火开关到启动挡时,点火开关的启动信号传至发动机ECU C21针脚,发动机ECU接收到启动信号后,控制C70针脚输出电源至启动继电器,启动继电器吸合后控制启动机转动,着车后发动机ECU接收到转速信号后,停止电源输出,启动机停止运转,如果不着车,发动机ECU会控制启动机一直运转6s左右停止,如图2所示。

拔下一个喷油器插头,连接二极管试灯准备测试一下发动机ECU是否能正常控制喷油器动作,启动时发动机突然着车,但怠速很低勉强维持,而且可以听见主继电器和燃油泵继电器在反复的“嗒、嗒……”吸合、断开。此时诊断仪无法读取发动机系统数据流,稍微一加油门,发动机立即熄火,反复启动几次后又恢复原状态,反复模拟之前的操作,发动机又可以启动,而且发动机转速恢复正常,加速也恢复正常,每一次都可以顺利启动,故障突然消失了。为了让故障重现,将车辆停在室外(冬季气温-20℃左右),每隔1h左右测试一次,每次均能顺利启动。
由于车辆暂时恢复正常,没有其他线索,于是重新梳理排查过程中的异常点,发现之前排查过程中,车辆每启动几次后,发动机系统都会报与之前相同的故障码,由于故障没有找到突破口,思路再次回到这4个故障码上。这4个故障码中“U0426防盗器认证失败和U0167防盗器无响应”,这两个为防盗故障码,说明在启动过程中,发动机ECU与防盗器失去了通信不能完成防盗认证。故障码“U0073 CAN总线关闭”,说明在启动过程中,发动机ECU不能进行通信。
故障码“P0616启动机继电器低电压”,说明启动过程中,发动机ECU监测到启动机继电器的电压发生中断或者短路。分析以上4个故障码,怀疑发动机ECU在启动过程中,出现电源或搭铁虚接中断,导致ECU不能正常工作,停止控制启动继电器吸合,同时也不能进行防盗认证和CAN通信,也有可能是由于ECU本身原因。在启动过程中,虽然电源和搭铁没问题,如果ECU内部短路或者虚接也会导致ECU不能正常工作,出现相同的现象。
为了使故障再现,决定将车辆停放在室外冻一宿之后再进行测试,为了在故障发生时,快达测量启动过程中发动机ECU的供电和搭铁情况,尽可能地减少触碰线束插头,防止故障消失,所以事先在发动机ECU插头的后部将电源线和搭铁线引出(如图3、图4所示),逐个进行标记,以便快速测量,发动机ECU C01针脚为常电,C03为IG电,C06和C22为主继电器供电,C73为搭铁线,其中C62为主继电器控制端,当点火开关在on和start挡时,C62控制主继电器吸合后给C06和C22供电。


第二天早上进行启动测试,故障再现,拔下启动继电器(如图5所示),在继电器C70针脚引出导线后插上继电器,启动时,用试灯测量C70电源在启动机转动时,试灯点亮正常,试灯熄灭后启动机立即停止转动,说明是ECU停止了电源输出导致启动继电器断开,所以启动机停转。

启动过程中用试灯对ECU的供电情况逐个进行测量,常电C01正常,IG电C03正常,试灯均能持续点亮,无忽明忽暗的现象,主继电器供电C06和C22也能够点亮,但当启动机停止转动瞬间,发现试灯熄灭一下之后又恢复点亮,说明主继电器断开,而主继电器又是由发动机ECU控制的,给这两根线直接跨接电源再启动,依然无法启动。
发动机ECU在启动过程中,常电、IG电、搭铁没有发生变化,异常点在于主继电器供电在启动机停止转动瞬间短暂消失,与启动继电器C70电源断开是同步的,主继电器C06、C22针脚以及启动机继电器C70针脚的电源都是由发动机ECU控制的,也就是说在启动过程中,ECU不能完成以上控制,所以怀疑发动机ECU内部有间题。
故障排除:替换发动机ECU,匹配防盗,启动成功,装上原车ECU,又无法启动,反复测试3次后,确认为发动机ECU故障。更换发动机ECU后,车辆可以顺利启动,路试一切正常,没有出现故障码,故障排除。
维修小结:由于发动机ECU内部故障,启动过程中,ECU C70针脚不能持续给启动继电器线圈供电,发动机ECU不能控制启动继电器和主继电器正常工作,也不能与防盗系统通信,所以会出现发动机偶尔无法启动的现象,分析可能原因为发动机ECU内部电源在启动瞬间发生虚接导致故障的发生。
故障排查中还发现,踩下离合器踏板,只要发动机ECU收到点火开关启动信号,就会控制启动继电器吸合,与防盗认证无关,也和曲轴位置传感器信号无关,即使拔下曲轴位置传感器插头和防盗器插头,启动机也会正常运转,而此故障现象是启动机运转1-2s就停止,故障码也有防盗故障码,很容易让人误以为是由于防盗系统没有认证成功而导致的发动机无法启动,实际上启动机的控制与防盗系统是没有关系的,而且恰恰是这两个故障码,说明在启动过程中,发动机ECU是异常的,不能完成防盗认证的。
启动过程中,发动机ECU C21针脚收到瞬间的12V点火信号,如果不着车,启动机会一直运转6s左右,而不应该运转一下就停止,排除了启动机、启动线路方面的原因,根源在于发动机ECU的C70针脚断开了给启动继电器的供电,而启动过程中,发动机ECU的常电、IG电、搭铁都是正常的,启动控制也没有其他的限制条件,这是判断ECU有问题的一个依据。
另外,启动过程中,发动机ECU的C06和C22针脚,在启动机停止运转的瞬间,电源会有瞬间的断开,这两个针脚是由ECU C62针脚控制主继电器吸合后产生的电源。正常情况下,无论点火开关在on挡还是start挡,这两个针脚都会有电源供给,不会出现断开的现象,如果断开了,说明ECU在那个时刻没有控制主继电器吸合,这也是判断发动机ECU有问题的一个依据。