任务1 起动机不运转的故障诊断与排除
一、任务描述
某车辆，起动发动机时起动机不运转，发动机无法起动。请在规定的时间内对车辆进行维修，并填写诊断报告。
二、任务分析
要想完成该故障的诊断与排除，需要具备下列知识和技能：
1.相关知识
1）发动机起动系统的结构与原理。
2）发动机起动系统的检测与诊断。
3）驻车防盗控制系统的结构与原理。
4）驻车防盗控制系统的检测与诊断。
5）发动机控制原理线路图。
6）数据通信系统原理线路图。
2.相关技能
1）万用表、示波器、故障诊断仪等常见设备的使用。
2）维修资料的查阅、线路原理图的识读和分析。
3）常见故障的诊断与排除。
4）5S管理和操作。
三、故障分析
1.初步分析
基于起动机的控制原理（图1-1所示为起动控制线路原理图）和故障树的诊断逻辑，当出现起动发动机时起动机不运转的故障时，故障原因一般应从起动机控制、起动机电源和起动机本身进行诊断。
（1）用正确的方法检测+B，确保+B符合要求
1）将前照灯打开3min，以去除蓄电池的浮电，获得真实的测试结果。如果蓄电池存放一段时间，这些浮电就会自动消失。
2）用汽车专用万用表测试蓄电池正负极接线柱之间的电压。
注意：测试时需要用正确的方法校验万用表，并正确连接万用表的正负表笔。
图1-1 起动控制线路原理图
3）根据表1-1判断蓄电池静态技术状态。
注意：这些参数是在10℃时的技术参数。随着温度下降，蓄电池的电压会稍微下降。
表1-1 蓄电池静态技术参数
（2）在打开点火开关和起动发动机的过程中，观察或感受与起动相关的信息
包括转向盘是否正常解锁（适用于只有打开点火开关转向盘方能解锁的车型），仪表显示是否正常点亮，发动机控制单元EPC灯是否点亮。图1-2所示为组合仪表ON档时正常显示状态图。
图1-2 组合仪表ON档时正常显示状态图
1）如果仪表不能正常点亮，结合系统工作原理（图1-3所示为组合仪表电源及通信线路原理图）判断，故障可能原因有：
①仪表供电或本身异常。
②至仪表数据通信线路故障。
③车载电网控制单元J519供电、通信线路以及本身异常。
④进入及起动系统接口J965供电、通信线路以及本身异常。
⑤点火开关及其线路故障。
⑥车内空间的进入及起动系统天线或其线路故障。
图1-3 组合仪表电源及通信线路原理图
2）如果仪表上的EPC指示灯一直熄灭（别的仪表指示灯正常），说明组合仪表控制单元与发动机控制单元J623之间通信异常，也就是组合仪表控制单元没有接收到来自发动机控制单元的信号。图1-4所示为组合仪表控制单元与发动机控制单元J623之间线路原理图，从中可以看出，故障原因可能为：
图1-4 组合仪表控制单元与发动机控制单元J623之间线路原理图
①组合仪表控制单元与发动机控制单元J623之间CAN总线线路存在故障。
②发动机控制单元或其电源线路存在故障。
③发动机控制单元没有接收到来自J519的15#信号。
注意：点火开关只有一个档位，其对于起动指令的识别是通过点火开关（J519给J623的15#信号、J965给J623的起动许可信号）、制动开关、档位开关的信号综合判断的结果，所以除了检查点火开关以外，还要检查制动踏板和档位两个信号。
（3）起动发动机过程（按住点火开关）中
踩下制动踏板，观察仪表上是否有“踩下制动踏板”的提示，同时观察车后部的制动灯是否点亮。图1-5所示为制动信号线路原理图，如果仪表提示“踩下制动踏板”，故障可能在于：
1）发动机控制单元到制动开关之间线路故障。
2）制动开关自身故障。
3）制动开关电源线路故障。
注意：本步骤是在上一步的基础上进行的诊断，由于仪表上的EPC指示灯正常点亮，说明发动机控制单元与组合仪表控制单元之间通信正常。
图1-5 制动信号线路原理图
（4）检查变速杆是否位于P位或N位，并观察仪表上档位显示和实际变速杆位置是否统一
图1-6所示为变速杆信号传递线路原理图，从中可以看出，造成仪表上档位显示错误的原因有：
1）变速杆控制单元E313自身或其电源线路故障。
2）变速杆控制单元E313与J533之间的驱动CAN总线存在故障。
注意：本步骤是在上一步的基础上进行的诊断，由于仪表上的EPC指示灯正常点亮，说明J533与组合仪表控制单元之间通信正常。
图1-6 变速杆信号传递线路原理图
如果某一项出现异常，应结合其结构和工作原理检查相关信号、部件电源、熔丝、线路以及部件本身。
2.DTC分析
现在汽车一般都具有自诊断功能，即使通过故障现象可以明确故障范围，但最好首先读取故障记忆，因为这有利于检查之前的分析是否正确，还可以帮着缩小故障范围。
系统控制单元会实时监测特定的电压信号，如果受监测的元器件、数据通信以及线路的电压信号出现波动或异常，在设定时间内控制单元将确认此元器件、数据通信以及线路是否出现故障，随即在ROM中调取一个与电压以及异常信号相对应的代码，存储于控制单元RAM中，这就是故障代码，即DTC。
如果有故障代码，应清楚故障代码的定义和生成条件，验证故障代码的真实性，并基于此展开诊断和故障检修；如果没有故障代码，则基于系统的结构和工作原理对系统进行诊断。
连接故障诊断仪器，扫描网关列表，读取故障代码，实测过程中会遇到3种情况：
1）诊断仪器可以和发动机控制单元J623正常通信，但系统没有故障记忆，在这种情况下只能根据故障现象按照无故障代码的诊断方法进行诊断。
2）诊断仪器可以和发动机控制单元J623正常通信，并可以读取到系统中所存储的故障代码，此时应结合故障代码信息进行维修。
3）诊断仪器不能和发动机控制单元J623正常通信。图1-7所示为诊断通信线路原理图。从中可以看出，诊断仪器通过连接线（或无线或蓝牙通信）、OBD-Ⅱ诊断接口、CAN总线与发动机控制单元或其他控制单元进行通信。
如果诊断仪器无法进入车辆所有系统，则可能是故障诊断仪、诊断连接线、无线或蓝牙通信、OBD-Ⅱ诊断接口、CAN总线中的一个或多个系统出现故障；如果只是某个控制单元无法进入，则可能是该控制单元或其电源线路、相邻的CAN总线区间出现故障。
如果只是发动机控制单元无法进入，而能进入其他系统，则可能的故障原因是：
图1-7 诊断通信线路原理图
1）发动机控制单元电源线路故障。
结合发动机电源供给线路（图1-8所示为发动机控制单元电源线路图），可以看出发动机控制单元电源主要由记忆（30#）电源、主电源和15#信号电源三条线路供给：
①记忆（30#）电源。记忆（30#）电源由熔丝SB17（7.5A）提供，如果该线路出现故障，将导致发动机控制单元内部RAM存储的信息消失，如：故障代码、节气门的匹配参数、发动机和变速器的匹配参数等，造成发动机运行出现异常；同时还会导致起动机不能运转等。具体测量过程按本案例中“实施维修”提供的发动机控制单元记忆（30#）电源检测步骤进行。
图1-8 发动机控制单元电源线路图
②15#信号电源。通过车载电网控制单元J519端子T73a/14提供点火开关电源，如果出现故障，将导致发动机控制单元无法被点火开关激活，动力总线系统会长时间进入休眠状态。具体测量过程按本案例中“实施维修”提供的发动机控制单元点火开关电源检测步骤进行。
③主电源。主电源通过蓄电池正极到主继电器J271触点，再经过SB3 15A熔丝来提供。如果出现异常将造成发动机控制单元电源功率丧失，无法执行内部设定的传感器信号分析、执行器功能控制等操作。具体测量过程按本案例中“实施维修”提供的发动机控制单元主电源检测步骤进行维修。
2）CAN总线系统局部故障。
CAN总线系统局部故障，会导致发动机控制单元无法正常通信，此时利用故障诊断仪读取CAN总线系统故障，故障诊断仪会显示“发动机无法进入”的故障。
3）发动机控制单元自身故障。
在确定元件或线路都正常的情况下，只能通过更换匹配过后的发动机控制单元进行实验。
利用故障代码进行故障诊断时按以下步骤进行：
①读取故障代码，查阅资料了解故障代码的定义和生成条件。
②验证故障代码的真实性，验证的方法也分两步。
a.清除故障代码，模仿故障车辆运行工况，再次读取故障代码。
b.通过数据流或在线测量值来判定故障代码的真实性，并由此展开系统测量。
注意：要充分理解故障代码的生成逻辑和原车设计者思维可能存在的偏见性，要充分认识到故障未必就在故障代码指定的元器件上，也可能存在与逻辑判断中的另外一个参照上。
3.无码分析
如果没有故障代码显示，那就需要技术人员结合故障现象，分析系统线路图，列举故障可能，并按照正确的流程利用合适的测试设备进行正确的测量，从而发现故障所在。
基于起动机的控制原理，当出现起动发动机时、起动机不运转的故障时，具体故障原因应从起动机控制、起动机电源和起动机本身进行诊断。
由于起动机受控于两个起动继电器，而起动机继电器又受控于发动机控制单元，因此要想起动机能正常工作，除了起动机本身及其电源线路正常以外，还要保证起动机的控制线路工作正常，即发动机控制单元能正常控制两个继电器电磁线圈的接地，从而向起动机发出正常的控制信号。而要想让发动机控制单元能发出正常的继电器控制信号，除了具备单元工作所需要的电源以外，还需要发动机控制单元能接收到起动信号指令，这些指令包括来自J965的起动许可信号、来自J285的防盗接触信号，否则起动机都无法工作。因此，对于起动机控制系统无法正常工作的故障，一般重点考虑四大影响因素。
1）围绕起动继电器及其线路可能存在的故障。
2）围绕发动机控制单元及其电源线路可能存在的故障。
3）围绕发动机控制单元是否被激活可能存在的故障。
4）围绕起动条件或发动机控制单元输入信号可能存在的故障。
图1-9所示为点火开关线路原理图，当打开点火开关，点火开关信号会输送给J965，后者瞬间唤醒舒适总线并问询总线系统中的J285是否需要15电信号，J285接收到该信号后会回问系统车内是否多了一把合法钥匙，此时J965通过室内天线发出低频信号，钥匙接收到低频信号后，一方面其指示灯会闪烁，另一方面对接收到的信号进行甄别，符合约定则以高频信号发送给J519，以传送钥匙ID信息。J519或J285确定钥匙身份合法后，会执行以下4种工作：
1）传送验证结果给J764，让转向盘解锁。
2）激活舒适CAN总线，组合仪表点亮，可以正常进行自检，并正确显示故障和系统状态信息。
3）通过15#信号激活J623，以促使J623等动力系统控制模块与J285彼此进行身份验证，然后经J271及J538激活油泵运转一定的时间，以再次蓄压。
4）J519通过提供电源给J329，驱动J329继电器电磁线圈，使继电器工作。
图1-9 点火开关线路原理图
这样发动机控制单元就可以被激活进入工作准备状态，燃油供给系统也同样进入工作准备状态，等待驾驶人的起动指令然后起动发动机。
图1-10所示为制动信号线路原理图，从中可以看出，由于点火开关打开，踩下制动踏板，通过制动灯开关F→J623（通过动力CAN）→J533（通过舒适CAN）→J285的路径，可以使仪表上的制动灯熄灭；同时，通过F→J623（通过动力CAN）→J533（通过舒适CAN）→J519-制动灯的路径，车辆后部的制动灯会点亮；同时可以在仪表上显示变速杆位置，另外一路从动力CAN到变速杆锁机构，变速杆解锁，使变速杆可以切换不同的档位。
结合图1-11可以看出，在发动机控制单元接收到起动信号时，会同时给起动继电器1、起动继电器2的控制线圈提供接地信号，使两个继电器同时闭合，这样起动机就会接收到控制信号，同时发动机控制单元可以通过T9 1/6 7得到有关起动机控制的反馈信号。
如果碰到起动机不运转的故障，读取故障代码后没有发现故障信息或手头没有故障诊断仪，则建议先从起动机的控制信号着手进行测量，以区分故障出在起动机控制系统，还是出在起动机及其供电系统，诊断测试具体方法见表1-2。
图1-10 制动信号线路原理图
图1-11 起动控制线路原理图
注意：按照故障树，应该从测量起动机的A1端子对地电压开始，但有时为了测量方便，可以从SB23熔丝处进行测量，但因为步骤有跳跃，所以需要给予必要的思路说明。
表1-2 诊断测试具体方法
（续）
注意：空载电压是指万用表在正负表笔没有形成回路的情况下屏幕上显示的电压值，这个和真正的零电压有本质的区别，测试时要特别注意，不同的读数所反映的故障可能完全不同。
四、诊断流程
面对发动机起动系统所发生的各种故障，诊断及处理失误将给企业和个人造成相当大的损失。正确的诊断及处理不可能来自于盲目的主观臆断，而应该建立在获取与故障有关信息的基础上，依据起动系统的工作原理以及控制结构，运用科学的分析方法，按照合理的步骤进行综合分析，去伪存真、舍次取主，排除故障受害者，找出故障肇事者，这才是提高故障诊断准确性的关键所在。为了便于分析，不至于被众多杂乱无章的信息扰乱思路，需要结合线路原理图，根据表1-3进行诊断维修。
表1-3 诊断流程
（续）
五、实施维修
1.根据故障代码提示进行维修
利用解码器读取故障代码，按照本书提供的针对每个故障代码制订的诊断流程进行故障诊断。
2.线路检测
根据系统的结构原理，对起动继电器1、起动继电器2、起动允许控制单元、发动机控制单元、起动机等线路进行检测，检测方法参照本书的相关内容。
3.部件检测
根据系统的结构原理，对起动继电器1、起动继电器2、起动允许控制单元、发动机控制单元、起动机等元器件进行检测，检测方法参照本书的相关内容。
六、总结拓展
技术报告：参照高职大赛工作页完成诊断报告，教师应根据需要设置好故障点，也可根据本课件中提供的实际案例制定标准答案。
拓展实训：教师可以在车辆给学生设置相类似的其他故障，让学生独立完成，以考核学生的掌握水平。