高级轿车电气系统故障诊断案例分析

案例：奥迪Q7发电机不发电。

故障现象：一辆新款奥迪Q7多功能运动车，行驶超过20000km。驾驶人反映车辆无法起动。

故障诊断：笔者赶到现场检查，发现此车蓄电池已经严重亏电，蓄电池没有电是车辆无法起动的直接原因。但是此款车作为奥迪最新款的车型之一，针对电能控制方面专门设计了一个功能强大的控制器——电能管理控制单元J644。此控制单元可以对蓄电池进行功能测试、记录过去供电状态的历史数据、调整检测发电机的功率、根据整车电网用电情况逐级切断各用电设备来保证车辆的起动性能。这些功能可以保证蓄电池一直可以保持一个良好的状态。因此，因蓄电池没电而导致车辆无法起动这种情况还是比较少见的。之所以出现这种情况，不外乎这几种可能：

1）蓄电池本身质量问题无法存电。

2）车辆自身静电流过大，电能消耗严重。

3）发电机发电不足导致蓄电池长期处于亏电状态。

首先应排除蓄电池自身问题，对蓄电池完全充电后用专用的蓄电池检测仪对蓄电池检测，显示蓄电池状态良好。然后用专用诊断仪V.A.S5051对车辆进行静态电流测试。结果显示，静态电流测试正常，无漏电现象。排除1、2两种可能存在的故障。读取电能管理控制单元的历史数据，显示此车的蓄电池存在多次长时间的大电流放电，并且一直无电流输入。从历史数据来看，此车故障应是发电机不发电引起。

奥迪Q7的发电机是VALEO生产的TG16，此发电机的主控制器是电能管理控制单元，电能管理控制单元通过一根专门的信号线（比特同步接口）BSS和发电机的调节器直接相连，如图5-56、图5-57所示。

图5-56 奥迪Q7电能管理电路图（一）

A—主蓄电池 J644—电源管理控制单元 J655—蓄电池断路继电器 J234—安全气囊控制单元

利用此信号线发送数字信号到发电机的调节器，调节器利用此信号来控制发电机的励磁电压和励磁电流，从而实现发电机的功率调节。

图5-57 奥迪Q7电能管理电路图（二）

B—起动机 C—三相交流发电机 C1—电压调节器

起动车辆，观察发电机指示灯，发现发电机指示灯常亮。作为奥迪最新款Q7多功能车，发电机指示灯的控制比较复杂。首先，发电机通过比特同步接口把发电机的状态信息发送给电能管理系统控制单元，此状态信息是发电机指示灯控制的基础。其中包含有发电机指示灯的信息。发电机指示灯控制的信息通过电源管理控制单元J644发送到舒适系统CAN总线上，并通过数据总线诊断接口（网关）把该信息置于组合仪表J285上，组合仪表内的控制单元读取来自仪表CAN的信息并控制发电机指示灯亮起或熄灭，如图5-58所示。(www.xing528.com)

图5-58 发电指示灯控制功能

通常发电机指示灯常亮时会有两类故障：

1）发动机运转并且发电机出现机械故障持续至少10s。

2）发电机或者BSS出现电气故障持续至少10s。

观察发电机的运转，发电机运转平稳，无异常噪声。排除发电机机械故障的可能。下一步使用V.A.S5051对“发电机电压控制元件测试”进行测试，如图5−59所示。检测结果显示发电机功能正常，排除第1种可能的故障。

既然发电机机械和电气部分都没有问题，那么发电机为什么不发电呢？难道是电能管理控制单元有问题？但是电能管理控制单元内没有任何故障记录，并且电能管理控制单元也不应该这么容易损坏。

再次查询所有控制单元诊断记录，发现在进入和起动授权控制单元J518内有故障记录：“继电器J694无信号”。资料显示，继电器J694指75X供电继电器即卸荷继电器。

图5-59 发电机电源控制元件测试

难道说卸荷继电器工作不良可以导致发电机不发电？带着此问题查阅了奥迪Q7的技术资料，资料显示奥迪Q7的卸荷继电器由进入和起动授权控制单元控制，同时在继电器的87号输出端子又引出一路线作为反馈信号线，如图5-60所示。进入和起动授权控制单元利用这根反馈信号线上的电位来评价卸荷继电器的执行情况。如果进入和起动授权控制单元J518未接到此反馈信息，则控制单元J518会认为此时卸荷继电器工作不正常，可能会导致在起动时无法切断部分用电器，影响起动性能。同时，进入和起动授权控制单元J518把此信息发送到数据总线系统上，各控制单元为保证起动，会切断大的用电器，这时电源管理控制单元J644也会阻止发电机工作。

图5-60 卸荷继电器J694功能原理图

J518—进入和起动授权单元 J694—电源管理控制单元 J329—15号接线柱供电继电器 J53—起动继电器 J695—起动继电器

弄清楚控制原理后，检查卸荷继电器，发现卸荷继电器果然卡在了吸合位置。更换继电器后，起动车辆，发电机指示灯工作正常。在外源起动接线柱上测量电压，发电电压为14.5V，正常。至此，故障彻底排除。