【Pico汽車診斷案例】2010款Audi Q5引擎故障燈異常亮起

一、故障現象說明

一輛2010年式Audi Q5,搭載 CDA 引擎,車主反映行駛過程中引擎故障警示燈異常亮起
經診斷儀讀取故障資訊,顯示故障碼 P008800,系統判定為油軌壓力過高

二、故障診斷

接車後讀取該車之引擎數據流(圖 1),發現:

  • 期望油軌壓力:4 MPa

  • 實際油軌壓力:17,480 kPa(約 17.48 MPa)

可明確確認實際油軌壓力遠高於期望值

圖1 故障車怠速時的引擎數據流

造成油軌壓力過高的可能原因包含:

  • 油軌壓力感測器(G247)訊號異常

  • 燃油壓力調節閥(N276)故障

  • 高壓燃油泵異常

  • 高壓燃油泵驅動凸輪正時錯誤

經分析判斷,G247訊號失真的可能性較低。假設實際油軌壓力僅為4 MPa,J62卻依據17.48 MPa(由 G247 )回傳進行燃油壓力控制,理應導致實際燃油量不足,使混合氣過稀,進而造成引擎運轉不穩甚至熄火,與目前車況不符。

三、量測與波形分析

為了快速確認燃油壓力調節閥 N276 的控制狀態,以及高壓油泵驅動凸輪的運作是否正常,本次診斷使用宏虹 Pico Car Oscilloscope搭配 WPS500X 壓力感測器,同步量測低壓燃油壓力、N276 控制訊號,以及曲軸位置感測器訊號,藉此比對各訊號之間的對應關係。

由故障車輛在怠速狀態下的量測結果(如圖 2 上半部)可觀察到,N276 控制訊號為 PWM(脈衝寬度調變)形式,每次控制脈衝的持續時間約為 35 ms。相較之下,正常 CMV 引擎在怠速時的 N276 控制訊號(如圖 2 下半部)則呈現為脈寬明顯較短的 PWM 訊號,每次控制的持續時間約為 5 ms

圖2 故障車與CMV引擎怠速時之相關波形對比

進一步放大觀察 N276 控制訊號(圖 3),可發現其電壓變化異常,控制訊號先由 9.5 V 降至 0 V,隨後再上升至 14.5 V,顯示供電狀態並不穩定。

圖3 N276控制訊號局部放大圖

查閱 N276 的控制電路(圖 4)可知,B+ 電源是由發動機零組件供電繼電器 J757 提供,當 J623 發動機控制單元吸合 J757 後,電源經由熔絲 SB5 供應至 N276;同時,J623 也會向 N276 提供搭鐵控制訊號,使其開始作動。

圖4 N276控制電路

在正常情況下,N276 的控制線路僅會出現兩種電壓狀態:當 J623 提供搭鐵訊號時,端子電壓為蓄電池電壓;當未提供搭鐵訊號時,電壓應為 0 V。然而,本案例中 N276 的供電狀態異常,導致其作動不良,使高壓油泵輸出的燃油壓力異常升高。

如圖 5 所示,J757 繼電器與熔絲 SB5 均安裝於駕駛側儀表板內的繼電器座與保險絲座上。同步量測 N276 端子與熔絲 SB5 兩側的供電波形(圖 6)後發現,兩者的供電電壓會同步變化:當 J623 控制 N276 作動時,電壓約在 5 V 左右波動;而當未控制 N276 作動時,電壓卻異常升高至 9 V 左右,顯示供電狀態存在異常。

圖5 J757與熔絲SB5的安裝位置

圖6 於N276端子1與熔絲SB5處量測之供電波形

隨後同步量測 J757 的輸入端與輸出端供電波形(圖 7),確認 J757 輸入端供電正常,為 12 V 直流電;但輸出端卻出現供電異常,因此判斷J757 繼電器接點接觸不良,導致供電不穩。

圖7 自J757輸入端與輸出端量測之供電波形

四、故障排除

最終拆解 J757 後,確認其內部接點燒蝕。更換 J757 後再次試車,發動機故障燈未再異常亮起,燃油壓力恢復至正常範圍,故障排除。

五、故障總結

為何 N276 供電虛接會導致燃油壓力過高?經實際測試發現,當拔除 N276 導線接頭後,高壓油泵輸出的燃油壓力約為 18.13 MPa(如圖 8 所示),顯示此時高壓油泵已處於最大負載運作狀態,且引擎運轉噪音明顯增大。當 N276 供電出現虛接時,其內部電磁作動力不足,導致工作電流下降,無法有效執行洩壓控制,使燃油壓力調節機構趨近於失效狀態,最終造成油軌壓力持續偏高。

圖8 拔除N276導線連接器後的引擎數據流

完成維修後再次量測相關波形(如圖 9 所示),可觀察到在引擎控制單元 J623 控制 N276 作動期間,其 PWM 控制訊號電壓穩定於 0 V 與 13.7 V 之間切換;當停止控制 N276 作動時,會瞬間產生約 41 V 的感應電壓,隨後迅速回落至約 13.7 V,屬於電磁元件正常的感應現象。整體波形顯示 N276 控制與燃油壓力調節皆已恢復正常,故障確實排除。

圖9 維修後的相關波形

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