大众迈腾启动后冷却风扇异常高速运转

2015-09-04 09:11

摘要： 本文从一辆迈腾 1.8TSI 在启动后，冷却风扇异常高速运转的案例进行分析，说明PQ35/PQ46 平台中，以目标水温为主导的冷却风扇控制的基本原理及策略。

一辆行驶里程约1.5万Km的迈腾 1.8TSI轿车。该车启动后冷却风扇一直异常高速运转。

故障诊断：

一、用 VAS5052A 对车辆系统进行自诊断，无故障码。

二、启动发动机，读取发动机数据流。发现水温在较低的情况下，风扇控制 1 占空比 77.3％。但正常车在相同的工况下风扇控制 1 占空比 9.4%，此时冷却风扇不会转动。如下图：

三、由于迈腾发动机管理系统采用了双水温传感器对发动机温度进行监测(见图 2)，因此，它的冷却风扇控制策略与其它车有所区别。冷却风扇控制原理参看图 3。发动机使用两个电动风扇来散热，风扇运转由发动机控制单元根据需要来控制。

发动机控制单元 J623 向冷却风扇控制单元 J293 发出需要风扇工作的占空比信号，于是 J293根据此信号通过占空比控制两个风扇转速。

冷却风扇由蓄电池正极(经 SA3-50A 保险丝)供电，由 J293 通过占空比控制转速(即散热能力)，J293 的工作电源由 J271 供给。

关闭点火开关后， J623 仍工作。当 J623 检测到水温过高需要冷却时，向 J293 发出信号，J293 也可继续工作。

四、冷却风扇控制原理。

根据图 4，可判断冷却风扇工作异常高速转动的原因有以下几点：

1. 水温传感器 G62/G83 故障

2. 空调控制单元 J255 故障

3. 发动机负荷：空气流量计 G70 及电子节气门 J338 故障

4. 发动机控制单元 J623 故障

5. 车速传感器不正常(即 J104 故障)

6. 冷却风扇控制单元 J293 及其线路故障

五、根据以上分析，对此故障进行诊断和排除。

a. 从数据流中看到，风扇控制1 的占空比为77.3%，这个控制信号由发动机控制单元J623和冷却风扇控制单元 J293 发出。将 J293 断开，故障仍没有解决，并且其线路正常，可确认 J293 工作正常。

b. 从数据流中可看到， G62(发动机出口温度)、 G83(散热器处出口温度)均正常，并且确认没有开空调， J623 也没有接收到空调开关信号。

c. 怀疑发动机控制单元 J623 故障。更换后风扇控制 1 占空比仍为 77.3%。

d. 从图 5 可看到，进气温度 G42 是 21℃；车速为 0；空调压缩机处于关闭状态，没有向发动机系统发出请求冷却风扇工作的信号。

e. 根据图 4，在 G70 中带有 G299(进气温度传感器 2)，作为内部计算进气温度，并且数据流不提供此数据，有故障时不一定报故障码(与发动机控制单元软件版本号有关)。更换 G70 后故障仍没有解决。但当对 G70 电路进行检测时，发现 G70 的 1 脚-G299进气温度传感器 2 的信号线断路。修复后，故障解决。

故障处理：修复空气流量计中的进气温度传感器 2 的信号线。

案例点评：

1.与冷却风扇相关元件的失效保护：

a. 当所有相关元件正常时，根据相关信号风扇控制 1 为约 10%(不工作)~约 90%(最高速工作)

b. 当 G42/G299 有故障，风扇控制 1 为 77.3%(较高速工作)。当有这两个进气温度传感器的故障记忆时(注意： G299 有故障不一定会显示故障码，但 J623 会记忆此故障)，冷却风扇也可能出现异常较高速转动的情况，此时需要清除故障记忆后， J623 判断传感器正常后才正常控制冷却风扇。如果没有进气温度/外界温度的信号，为防止发动机舱内温度过高， J623 控制冷却风扇较高速工作。因此，当空气流量计偶尔有故障或线路偶尔接触不良时， J623 会记忆此故障，就算在发动机继续运转时此故障已修复，由于 J623 还不确认故障已修复并且故障码仍没有清除，所以冷却风扇可能会保持异常的低速运转。

c. 当 G62 有故障，风扇控制 1 为 77.3%(较高速工作)。

d. 当 G83 有故障，风扇控制 1 为约 90%(最高速工作)

e. 关于 G70。当发动机控制单元检测其故障后，数据流会显示 364.1g/s，发动机控制单元会以转速/节气门开度/进气温度等计算出替代值来控制，此时风扇 1 仍按正常的控制；当 G70 有偏差但仍在合理范围时，可能会出现负荷偏大的假象而使冷却风扇长期低速运转。

f. 当电子节气门 J338 有故障(节气门位置传感器 G187/G188 故障、节气门太脏而开度太大)时，由于发动机计算到负荷过大，会使冷却风扇异常低速常转。

2.发动机负荷与水温/冷却风扇转速的关系。

图 8. 发动机负荷与水温的关系恰当的发动机水温能提高发动机性能。发动机负荷与发动机水温必须相一致。部分负荷时，温度高95~110℃：提高性能，这样就可以降低燃油消耗、降低有害物质排放全负荷时，温度低85~95℃ ：提高功率。由于进气加热作用较小，达到增加动力输出。

3.目标水温的控制策略发动机控制单元储存了目标水温的特性曲线图(MAPs)。第一个特性曲线图：其中发动机负荷是主要的因素。目标水温根据发动机负荷(进气量)和发动机转速计算得出。第二个特性曲线图：根据车速和外界温度计算出目标水温。此特性曲线最主要的原因是水温传感器检测到的水温与发动机水套处的水温有一定的差值。例如：在高温低速(例如在热带沙漠)与在低温高速(例如东北的冬季)行车，可能水温传感器检测到的温度是一样，但发动机水套处和发动机舱的温度是不同的，高温低速行车的温度要高很多。所以要检测车速和外界温度的数值，用作计算出目标水温。一般来说，车速越低和外界温度越高，目标水温要适当降低(2~5℃左右)。发动机控制单元对比两个特性曲线图，取最低值来控制冷却风扇的工作。当超过目标温度后，冷却风扇就开始工作。一般情况下，在正常工况时该目标水温约为 93℃，即达到水温 93℃后冷却风扇开始工作。

冷却风扇的转速控制应使实际水温接近目标水温，并与发动机转速有关。为了更好地散热，散热器/节温器的必须工作正常。

a. 在 G62 在正常的水温范围(例如<98℃)但 g83="">

b. 在G62在正常的水温范围(例如>98℃)但G83检测到水温较低时，说明节温器故障(不能打开)，此时为保护发动机正常工作而控制冷却风扇高速运转。

4. 维修疑难故障时，必须首先清楚其工作原理及控制方法，然后根据数据流进行分析并缩小其故障范围。

5. 关于节温器。一汽-大众部分发动机(例如：新宝来/速腾 BWH、速腾 BJZ 等)。具体规范请参阅相关维修手册)中规定，节温器的环形凸起必须处于垂直位置，如图 11。经某次测试的结果如下：

因为环形凸起与节温器座的凸起必须相配合， 否则会造成孔径较小使冷却水循环不良而水温过高。

6. 另一个案例是有关发动机控制单元故障的。此车是速腾1.8TAT，故障是冷却风扇偶尔高速转。在其它工况正常的情况下， G62 在 90℃时 G83 已下降至 48℃时，发动机控制单元 J220 仍向 J293 发出 89.4%的冷却风扇高速转信号，此时可确认是 J220 故障(上面第 3 点已作说明)。

7. 冷却风扇控制单元 J293 工作原理

J293 工作时，在 T4i/3 脚发出 12V 电压， J623 根据目标温度在 T94/28 脚产生占空比(又名

PWM)接地信号，用于控制冷却风扇的转速：控制接地的占空比率越高，需要冷却风扇的转速越低；反之一样。为了防止此信号线对地短路或对正极短路， J293 作了失效保护，即检测到 0V 或 12V 时， J293 会控制冷却风扇高速常转。

说明：当发动机控制单元检测到 G42/G62/G83/G299 有故障时，为确认再次起动时判断到正常的水温/进气温度信号，会在关闭点火开关后控制冷却风扇转动 1 分钟至 15 分钟。

8. 对 PQ35/PQ46 平台的冷却风扇异常转动的故障诊断流程：

9. 早期根据水温被动控制的冷却风扇控制方式。此系统的冷却风扇通过两路控制：

a. 发动机控制单元根据单水温传感器控制冷却风扇控制，或采用水温开关直接控制冷却风扇。

b. 空调通过压力开关或压力传感器的信号，控制冷却风扇。

冷却风扇是保证空调系统(制冷系统)和发动机(冷却系统)正常工作的基本前提。如果没有冷却，冷凝器的性能就会降低。空调系统的就不能正常工作。在空调系统中，通常使用两档或三档的冷却风扇。

这冷却风扇能够向散热器和冷凝器提供所须的新鲜空气流。

冷却风扇控制单元 J293 根据水温和制冷系统的压力，来调节风扇的运转。

相应的控制温度绝对数值总是因车而异的。