【Pico汽車示波器診斷】2014年 賓士 Benz E300 Hybrid 警告燈與跛行模式 Part 2

作者: Pico Auto | Ben Martins

延續第一部分的內容,在瀏覽了不同診斷工具之間的潛在差異後,我們最終從指導中得到兩個的故障代碼。他們指出增壓壓力問題是介於低壓渦輪壓力與MAP感知器。進一步調查我們找到低壓感知器與下方空氣過濾壓力感知器的插頭。在對調兩個插頭後獲取到正確的訊號,且故障碼清除車輛性能明顯改善。

然而,在路試期間確認修復,我們開始又重新得到問題。當駛離路口,警告燈再次亮起並且大量損失動力。電池電量表一樣在最大值。

再次掃描故障代碼我們得到一個新的故障碼:U0129:00 與剎車動能回充系統 (RBS) 控制模塊的通訊出現故障。

這讓我們開始另一個瘋狂尋找潛在的CAN故障,但我們知道當我們使用引擎與馬達駕駛車輛時,回充系統工作正常。我們花了一些時間檢查 CAN 網絡,但大致上看起來都很正常。不想忽視這個故障代碼,因為他肯定是有原因的,我們查看當警告燈亮起時的狀況。

我們知道,當車輛在電機輔助引擎駕駛車輛時,駕駛狀況良好,沒有警告燈且動力充足。我們可以透過選擇S模式來避免車輛進入電力模式並且記住不同的模式會影響車輛的駕駛性能,尤其是油電車。正如我們發現的那樣,這在檢修這類故障時非常有幫助。

當我們選擇Eco模式,引擎會關閉且車輛將選擇接近電力資源來使用純電行駛。然而,電機馬達提供給車輛的動力是有限制的。對於很多油電車受到車輛速度和輸入需求的限制,一旦達到設定限制,引擎將會重新發動來提供駕駛動力且電機同時提供輔助來滿足駕駛員的需求。

我們很快地開始意識到,每次車輛在電力模式下試圖重新啟動引擎時,都會跳出故障。為了捕獲發生的事情,我們決定連接Pico示波器到曲軸、油門踏板感知器和驅動車輛的高壓電流。

如你所見,當我們捕獲油門踏板來獲得WOT響應時,這本來是引擎重新啟動來滿足駕駛者需求但曲軸運動受限。

這看起來好像試圖啟動引擎但並沒有成功,警告燈同時亮起並且在停止車輛重新發動之前,車輛損失大量動力。

是時候進行一些關於系統運行時的背景工作了。當引擎從關閉狀態被啟動時,使用點火鑰匙,我們可以看到這項工作是電機來啟動引擎。這代表典型的使用12V啟動馬達來啟動柴油引擎是不存在的,啟動速度極快且噪音大大降低。當引擎開始運作,電機仍然連接著曲軸來允許引擎對高壓電池回充,如你在上方捕獲圖所看到。對於這輛車的純電行駛,一個濕式離合器被用來分離電機與曲軸之間的連結。這允許電機獨立驅動傳統自動變速箱。

當你在電力模式下需要重新動引擎,我們的問題就會出現。由於電機現在正在驅動變速箱且持續連接,因此要啟動引擎時他必須同時接合引擎和變速箱,這將產生巨大的衝擊,就像手排車輛突然啟動的顛簸一樣。為了避免這種情況,一個12V的啟動馬達也會被安裝來在靜止狀態下啟動引擎。一旦引擎被啟動,這個濕式離合器就可以被接合來連接引擎與變速箱。

我們後來發現如果使用12V啟動馬達無法重新啟動引擎,濕式離合器會嘗試接合變速箱與電機和引擎接合,以撞擊方式啟動引擎。這只會發生在特定的情況下並且導致車輛劇烈的震動。但他解釋了上述捕獲數據中曲軸的運動狀況。知道了發生哪些事情給了我們更多方向。診斷工具有一個主動測試,允許技術人員設置車輛來執行相對壓縮測試。這強迫引擎使用12V啟動馬達來執行測試。 由於不想錯失任何資訊,這邊是時候使用8通道的示波器。在這種情況下,八通道允許我們看到系統是如何互相作用,很像我們之前使用 8 通道示波器來查看 DAF 卡車上後轉向控制的操作。

  • 通道A連接曲軸位置感知器
  • 通道B是ABS泵的CAN H
  • 通道C是ABS泵的CAN L
  • 通道E是12V電池的電流
  • 通道H是高壓電池的電流

這裡我們可以看到當開始相對壓縮測試時12V的電流產生變化但曲軸訊號沒有改變。過了一段時間,HV電池輸出電流,他啟動了引擎,因為曲軸感知器有了訊號。我們這裡加入了CAN,因為故障碼指出當引擎試圖使用12V重新啟動時失去通信。

回顧解碼後的數據我們可以發現在這段期間沒有干擾或中斷的數據包,因此是時候更詳細的研究12V啟動馬達線路跟運作了。

這個啟動馬達運作使用啟動繼電器就像傳統的車輛。一個訊號被送到繼電器的接地引腳(第85腳),這使第85.86腳位產生電壓差從而造成電流流動。這個電流在線圈產生了磁場來使接觸器接合在一起。接觸器被連接到第87腳和30腳,87腳是正電供應腳,第30腳是被連接到啟動馬達的電磁開關。當引擎有重新啟動的需求時我們應該看到第85.86腳改變來切換電磁開關接合啟動馬達。使用8通道的示波器,我們也可以決定捕捉馬達上的三相電來看電機需要協助啟動引擎的時機點。

在上方的捕獲數據中,我們可以看到隨著電機負載增加,第85.86腳的電壓差發生變化。雖然這個端子的兩側都有電壓,但他們的電壓相等代表沒有電流。當這個電位差改變,我們可以預期電流會流動。這邊注意第87與第30腳,分別是通道A和B,因為在運作期間第87腳似乎有雜訊,而第30腳比較清晰,當繼電器通電時這個雜訊也傳送到通道A,並在繼電器斷電時消失。

在運行過程中仔觀察這兩個訊號,我們可以看到雜訊是相同的。代表接觸器被閉合且建立接合。有時雜訊也可以有幫助!

查看第87腳終端,我們看到沒有電壓。在點火開關打開的所有狀態下,當繼電器接合,應該要有12V電源來供應啟動馬達電磁開關。這可以推測到一個熔斷的保險絲,這對於12V啟動馬達為什麼沒有接合是有道理的。

在更換保險絲之後,我們決定跨接繼電器來看是否能觀察到任何啟動馬達的作動。我們使用跳線跨接了繼電器並加入一個電流鉗來觀察當我們供應啟動馬達電磁開關電力時的電流。

在上方的捕獲數據中,我們有一個從曲軸感知器的輸出和流經第87與30腳的電流。如你所見,曲軸還是沒有轉動,但有大量的電流流動。在此情況下高達50A,這肯定會燒斷保險絲。電磁開關沒有任何聲音也證實了這個捕獲數據並繼續下面進一步的診斷。我們需要接觸啟動馬達並檢查介於繼電器的第30腳和啟動馬達電磁開關的線路。可能是啟動馬達故障發生對地短路而造成電流消耗,或是線路可能被纏住或是與引擎缸體短路。這所有一切都需要侵入性的步驟才能進行檢查,由於車輛要返回,我向技術人員說明我們的發現。

我們聽到啟動馬達已經被拆除並進行機台測試,但無法運行,表示他確實故障。也將繼電器到啟動馬達的控制線進行短路測試,並沒有發現問題。訂購並安裝一個新的啟動馬達並且我收到一個確認影片來顯示當車輛以純電模式駛離路口時,可以聽到啟動馬達接合並啟動引擎的聲音。沒有警告燈顯示在儀表上且似乎已經恢復完整的車輛運作。

這是一個充滿曲折的案例,也是一個真正的挑戰。缺乏產品知識、不同診斷工具回報不同的故障碼以及相同的插頭彼此相鄰,這些都是我們這台故障車進入維修廠時遇到的問題。

了解這些事物的原理真的是相當重要,我必須感謝這裡的許多人,他們幫助指導與教導我這輛車的運作。HEVRA 的 Peter Melville憑藉著對所有高壓、油電與電力的知識,提供這次的資訊來源並且總是樂於幫忙,Ashley Giles擁有大量的產品知識並確保我了解應該發生的事情,Saqib Nazir 有機會在這輛車上工作並向我發送確認訊息。當然還有Steve Smith一起參與! 讓我分享最後一張圖片來展示使用八個頻道的樂趣。

回顧第一部分內容請參閱:https://hongtronics.com/benz-e300-hybrid-warning-lights-part1/