一辆行驶里程超28万km的德国原装的奥迪A8高级轿车,品牌型号:奥迪A84E80DH,发动机型号:BBJ型,发动机排量:3.0L,变速器型号:01J型8速变速器,。用户反映车辆在高速公路行驶中发动机冷却液温度指示正常,在服务区停车时发动机冷却液温度指示到红格了。
故障诊断:车辆入厂,维修技师确认故障现象,在发动机怠速运转时开空调的情况下,观察冷却液温度表指针指示到1307,维修技师打开发动机舱盖,检查冷却液补液罐内的液面在2个刻线’之间,正常。检查发动机散热器及进出水管连接,无渗漏现象。检查散热器风扇时发现只有1个风扇(右侧)在运转,打开或关闭空调系统另一个散热器风扇(左侧)没有反应,将发动机熄火后重新启动发动机,散热器风扇(左侧)还是不运转。检查散热器风扇(左侧)电动机线束连接器,连接牢固、无脱落或松动现象;转动检查散热器风扇(左侧)电动机,电动机轴承无松旷、卡滞现象,转动平稳。维修技师连接道通708诊断仪,检测发动机控制单元系统故障码,检测到1个“18080-散热器促动电路1,断蹿对地短路-无信号/通讯”故障码。检查确认了发动机怠速运转和压缩机工作时冷却液温度表指示过高达到红线130℃、散热器风扇(左侧)不工作。
1.奥迪BBJ型发动机散热器风扇系统的组成及工作原理
1)奥迪轿车BBJ型发动机散热器风扇控制系统的组成
散热器系统由发动机控制单元ECU(J623)、传感器和执行器组成。
控制单元由发动机控制单元EC U (J623)和2个散热器风扇控制模块组成(控制模块与风扇电动机集成一体)。
传感器部分主要由发动机进气温度传感器、空气流量传感器、发动机出液口温度传感器、散热器出液口温度传感器、发动机转速传感器、车速传感器、环境温度传感器、空调系统相关传感器等组成。
执行器部分由2个散热器风扇电动机(与风扇控制模块集成一体):散热器风扇电动机-1(V7)和散热器风扇电动机-2(V177)组成。
2)散热器风扇控制方式分析
在散热器风扇控制系统中,发动机控制单元ECU (J623)取最低值来控制风扇。一般情况下,正常工况时该目标冷却液温度约为93℃,即达到93℃后风扇开始工作。当冷却液温度传感器G62有故障时,发动机控制单元信号占空比约为77.3%;当冷却液温度传感器G83有故障时,发动机控制单元信号占空比约为90%;当G62在正常的冷却液温度范围,但G83检测到冷却液温度较低,说明散热器温度不高,散热器风扇工作的作用不大,因此降低风扇转速。当G62检测到冷却液温度较高,但G83检测到冷却液温度较低,说明节温器有故障,因此为保护发动机而控制风扇高速运转。
为了防止发动机控制单元ECU(J623)产生的PWM信号线对搭铁或电源短路,当冷却风扇单元检测到PWM信号线上的电压是0V或12V时,散热器风扇控制单元会控制风扇以最高速常转。当断开点火开关后,发动机控制单元仍能工作,当发动机控制单元检测到冷却液温度过高而需要降温时,向散热器风扇控制单元发出PWM信号,散热器风扇仍可继续工作,防止发动机气缸垫等受到高温的破坏。
散热器风扇的具体运转情况是由发动机控制单元ECU (J623)利用占空比(PWM)形式进行精准控制的。发动机控制单元ECU(J623)根据各传感器提供的信号,利用内部存储的目标冷却液温度特性曲线和散热器风扇转速特性曲线,计算出最佳的散热器风扇运转转速,并将散热器风扇转速数据转换成占空比数据,然后向散热器风扇控制单元发出PWM信号,散热器风扇控制单元根据接收到的发动机控制单元ECU (J623)占空比信号,根据占空比控制散热器风扇,以一定的转速运转。正常情况下,发动机控制单元ECU (J623)向散热器风扇单元发出的占空比控制信号为10%~90%,当散热器风扇控制单元接收到此区间的占空比信号时,就会根据占空比的大小,控制散热器风扇的转速。
3)散热器风扇供电及控制电路
奥迪轿车BBJ发动机散热器风扇供电保险丝,右A柱主保险丝座的布置如图1所示,S42、S104为散热器风扇电动机供电。SC21为J271继电器和发动机控制单元(J623)供电(如图2所示)。发动机控制单元(J623)散热器风扇控制信号电路中,发动机控制单元(J623)104端子为散热器风扇-2 (V177右侧)的控制信号;发动机控制单元(J623) 66端子为散热器风扇-1(V7左侧)的控制信号(如图3所示)。