卡車制造端的電氣故障分析與排除（三）

高恩壯， 于彥權(quán)， 王鵬理， 鄭治華

（一汽解放汽車有限公司， 吉林 長(zhǎng)春 130011）

制造端的車輛電氣故障分析與排除是電氣工藝技術(shù)人員的一項(xiàng)重要工作。 本文以商用車生產(chǎn)制造活動(dòng)為背景， 實(shí)車故障案例為主線， 圍繞電氣故障分析及排除方法來展開全文。

1 汽車電氣故障的特點(diǎn)

1） 隱蔽性， 不易察覺。 汽車上各類導(dǎo)線通常以線束總成的形式合件裝配， 線束捆裹在保護(hù)層內(nèi)， 當(dāng)導(dǎo)線出現(xiàn)斷點(diǎn)、 磨壞時(shí)難以發(fā)現(xiàn)。

2） 關(guān)聯(lián)點(diǎn)多， 迷惑性強(qiáng)。 汽車的一個(gè)電氣故障點(diǎn)， 可能會(huì)引起多個(gè)控制器生成故障代碼， 容易誤導(dǎo)技術(shù)人員的分析方向。

3） 排查難， 處置易。 汽車儀表臺(tái)內(nèi)線束被螺栓壓穿引發(fā)電氣故障， 可能需要拆卸大量的零部件， 消耗工時(shí)長(zhǎng)，而處置壓穿故障卻很簡(jiǎn)單。

4） 汽車運(yùn)行狀態(tài)不同， 故障現(xiàn)象不同。 車輛的ABS輪速傳感器出現(xiàn)故障， 有時(shí)車輛靜止?fàn)顟B(tài)下卻無(wú)法發(fā)現(xiàn)， 必須行車狀態(tài)才能顯現(xiàn)。

5） 汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)在電氣故障排查過程中得到廣泛的應(yīng)用。 車輛電子電氣功能日益豐富， 技術(shù)日趨復(fù)雜，依托檢測(cè)與診斷技術(shù)開發(fā)的各類設(shè)備為工藝技術(shù)及維修人員快速鎖定和排除電氣故障創(chuàng)造了條件。

6） 電氣故障的排除在生產(chǎn)制造活動(dòng)中的順序相對(duì)靠后， 通常是在車輛下線之后， 有些甚至是在完成車輛路試動(dòng)檢后進(jìn)行的， 同時(shí)對(duì)車輛裝配的完整性有較高的要求。

2 案例分析與故障排除

生產(chǎn)過程中， 預(yù)批量車型通常采用試制形式生產(chǎn)， 具有車輛量產(chǎn)前的先期驗(yàn)證屬性， 因此該類車型的電氣故障率通常要高于量產(chǎn)車型。 筆者結(jié)合工作實(shí)際， 重點(diǎn)剖析該車型故障案例及處置方法。

2.1 下線時(shí)的電氣故障

2.1.1 故障現(xiàn)象

一輛6×4牽引車裝載6DM2-46E52發(fā)動(dòng)機(jī)、 12TAX210M變速器、 油箱防盜報(bào)警、 電控空氣懸架ECAS、 四方位影像、 車身控制器、 ABS+軸間差速鎖。 點(diǎn)火開關(guān)撥至ST擋時(shí)， 起動(dòng)機(jī)無(wú)動(dòng)作， 診斷儀無(wú)法連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元EMS；駕駛室熔斷器盒內(nèi)一熔斷絲熔斷， 儀表顯示ABS故障燈、冷卻液溫度報(bào)警燈。

2.1.2 原因分析

1） EMS的工作狀態(tài)會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和CAN通信， 該車的EMS與起動(dòng)、 主繼電器的接線如圖1所示。 冷卻液溫度信號(hào)由EMS 經(jīng)通信CAN 發(fā)送至儀表， 冷卻液溫度報(bào)警燈（水溫過高時(shí)除外） 可以作為判斷通信CAN是否存在故障的依據(jù)， EMS又是通信CAN和診斷CAN這兩組總線的終端。通過上述故障現(xiàn)象分析， EMS可能未正常工作。

圖1 起動(dòng)、 主繼電器及EMS接線簡(jiǎn)圖

2） 熔斷絲熔斷時(shí)通常先更換上備用熔斷絲， 看是否還會(huì)熔斷， 以此判斷該段電路是否存在搭鐵點(diǎn)， 同時(shí)也應(yīng)根據(jù)熔斷器盒提示標(biāo)簽和圖紙查看該熔斷絲所經(jīng)過的負(fù)載，以便鎖定排查范圍。 對(duì)于ABS故障， 應(yīng)先用診斷儀讀取其控制器的故障信息， 輪速傳感器的安裝和插頭對(duì)接是故障常發(fā)點(diǎn)。

2.1.3 排除過程

1） 檢查發(fā)現(xiàn)主繼電器不能吸合， 繼電器的控制端供電正常， 繼電器也未損壞， 表明控制端負(fù)極不能拉低。 根據(jù)圖紙接線原理， 將底盤熔斷器盒的H插接器拔下， 發(fā)現(xiàn)有一端子縮線 （主繼電器控制低端）， 如圖2所示。 處置后重新插接，主繼電器恢復(fù)工作， 發(fā)動(dòng)機(jī)可以起動(dòng)， 冷卻液溫度報(bào)警燈熄滅。

圖2 端子縮線示意圖

2） 檢查熔斷器盒的標(biāo)簽發(fā)現(xiàn)該熔斷絲為ECAS控制器供電。 重新安裝備用熔斷絲后再次熔斷， 表明存在搭鐵點(diǎn)。通過查看圖紙發(fā)現(xiàn)ECAS控制器與ABS控制器安裝位置鄰近，且ECAS控制器Ⅰ號(hào)插接器與ABS控制器Ⅱ號(hào)插接器的外觀和孔位布局完全相同， 實(shí)車查看發(fā)現(xiàn)二者插接器被反接，重新插接后， 故障排除。

圖3顯示， ECAS控制器2x6號(hào)線為ON擋電， 8x7號(hào)線為搭鐵。 ABS控制器Ⅱ號(hào)插接器2x3和2x7號(hào)線分別為右前和左前輪速傳感器的輸入， 二者的公共搭鐵端為ABSⅠ號(hào)插接器的8x7號(hào)線， 與ECAS的8x7號(hào)線相同。 在控制器內(nèi)部， 2x3和2x7號(hào)線與8x7號(hào)線是相通的， 因此通電后2x6號(hào)線通過2x3線搭鐵， 因此導(dǎo)致熔斷絲熔斷。 ABS控制器Ⅱ號(hào)插接器各管腳接輪速傳感器和電磁閥， 與ECAS反接后導(dǎo)致ABS故障。

圖3 ECASⅠ號(hào)（左）與ABSⅡ號(hào)（中）、Ⅰ號(hào)（右）插接器示意圖

2.2 靜檢時(shí)的電氣故障

2.2.1 故障現(xiàn)象

空調(diào)不制冷； 油箱防盜報(bào)警不工作； 轉(zhuǎn)向燈閃爍頻率異常； 四方位影像失效， 沒有畫面。

2.2.2 原因分析

1） 生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成空調(diào)不制冷的原因較多， 如發(fā)動(dòng)機(jī)灌裝的電控?cái)?shù)據(jù)、 電路接線 （包括壓力開關(guān)、 繼電器等）、 充氟量等都有可能導(dǎo)致空調(diào)不制冷。 空調(diào)制冷接線如圖4所示。

圖4 空調(diào)制冷接線簡(jiǎn)圖

當(dāng)輸氟管內(nèi)的壓力正常時(shí)， 壓力開關(guān)會(huì)閉合。 空調(diào)面板是空調(diào)的控制器， 向EMS發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)， EMS控制壓縮機(jī)繼電器吸合， 壓縮機(jī)電磁離合器結(jié)合， 開始對(duì)冷媒進(jìn)行壓縮做功。 冷媒在循環(huán)管路中發(fā)生相變， 降低周圍空氣的溫度， 鼓風(fēng)機(jī)將之吹入駕駛室內(nèi)， 就達(dá)到制冷的效果。 空調(diào)不制冷時(shí)， 可先讀取發(fā)動(dòng)機(jī)基本信息， 再檢查繼電器控制端與EMS的線路通斷、 繼電器控制端供電、 壓力開關(guān)的狀態(tài)以及EMS與控制面板的線束狀態(tài)等。

2） 油箱防盜報(bào)警器的基本原理： 按下車鑰匙的鎖車鍵， 車門閉鎖信號(hào)輸入給車身控制器BCM和油箱防盜控制器， 車門落鎖， 同時(shí)示廓燈閃爍兩次。 當(dāng)油箱底部的聲波雷達(dá)探測(cè)到有物體接近并停留數(shù)秒時(shí)， 防盜控制器會(huì)控制喇叭繼電器吸合， 電喇叭發(fā)聲。 如圖5所示。

圖5 油箱防盜報(bào)警系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖

防盜功能失效的常見表現(xiàn)形式是電喇叭不響， 這類情況應(yīng)先檢查電喇叭是否正常， 如電喇叭正常， 再排查防盜控制器的供電、 搭鐵、 線序孔位及插接器連接狀態(tài)等。

3） 由于車輛配備BCM， 該控制器為車輛多個(gè)燈具供電， 轉(zhuǎn)向燈也由其驅(qū)動(dòng)。 轉(zhuǎn)向燈閃爍頻率異常是因BCM驅(qū)動(dòng)的負(fù)載缺失導(dǎo)致的， 包括燈具損壞、 燈具未工作等。

4） 車載四方位影像系統(tǒng)主要包括視頻行車記錄儀、 車載信息服務(wù)終端 （VIST） 及其顯示屏、 前后左右4個(gè)攝像頭及各類視頻線和信號(hào)線， 其中后攝像頭為預(yù)留狀態(tài)。 行車記錄儀控制攝像頭的視頻錄制， 再將視頻信息傳遞至車載終端， 顯示器是車載終端的外接視頻設(shè)備。 正常狀態(tài)下，顯示屏?xí)@示前、 左、 右3個(gè)監(jiān)控畫面， 該系統(tǒng)的簡(jiǎn)單接線如圖6所示。

圖6 四方位影像系統(tǒng)線束圖

由接線可知， 不顯示畫面可從VIST至顯示屏、 行車記錄儀至VIST、 各攝像頭至行車記錄儀及電線束總成之間的對(duì)接點(diǎn)等方向入手排查。

由于該系統(tǒng)的各部件分布范圍廣， 線束對(duì)接點(diǎn)多， 也有可能是某個(gè)攝像頭接線問題引起的整個(gè)系統(tǒng)視頻信道干擾。 這類現(xiàn)象在車輛電氣故障中較為常見， 比如CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障， 可能導(dǎo)致整條總線工作異常。

2.2.3 排除過程

1） 先用診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)基本信息和故障代碼， 其電控?cái)?shù)據(jù)零件號(hào)和版本號(hào)均正確且無(wú)故障； 將空調(diào)壓縮機(jī)繼電器在熔斷器盒上的30和87腳短接 （即相當(dāng)于繼電器吸合）， 能聽到壓縮機(jī)電磁離合器結(jié)合的聲音， 表明繼電器到壓縮機(jī)這段電路沒問題。 測(cè)得繼電器控制高端電壓為25.15V， 供電電壓也正常， 壓力開關(guān)處電壓均為0， 表明該開關(guān)為閉合狀態(tài)。

根據(jù)圖紙測(cè)量空調(diào)繼電器負(fù)極控制線及空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)線的通斷。 這兩組接線均經(jīng)過儀表板與底盤線束對(duì)接處的棕色插接器。 拔下該插接器， 發(fā)現(xiàn)空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)線管腳缺失， 如圖7所示。 將該信號(hào)線修復(fù)后， 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)， 空調(diào)制冷功能恢復(fù)。

圖7 接線管腳缺失

2） 按下方向盤上的喇叭開關(guān)， 發(fā)現(xiàn)電喇叭正常工作，表明喇叭繼電器可正常吸合。 拔下防盜控制器的插接器，用萬(wàn)用表測(cè)量插接器端的供電、 搭鐵都正常。 查看圖紙發(fā)現(xiàn)喇叭繼電器的控制低端至防盜控制器間沒有接線， 實(shí)車上也沒有該線。 因此防盜控制器無(wú)法控制喇叭繼電器吸合，導(dǎo)致防盜功能失效。 接線完畢后， 重新測(cè)試， 油箱防盜報(bào)警功能恢復(fù)。

3） 進(jìn)入駕駛室開啟左轉(zhuǎn)向， 發(fā)現(xiàn)左轉(zhuǎn)向燈閃爍頻率明顯快于正常狀態(tài)。 檢查發(fā)現(xiàn)左前照燈旁的轉(zhuǎn)向燈不工作，測(cè)量該燈的供電和搭鐵均正常， 表明燈具損壞。 更換后，轉(zhuǎn)向燈閃爍頻率正常。

4） 以往經(jīng)驗(yàn)表明行車記錄儀和VIST通常不易出故障，因此根據(jù)接線原理和零件安裝位置采取如下步驟 （表1）。

表1 排查步驟

步驟5完成后， 表明左側(cè)攝像頭故障阻斷了整個(gè)系統(tǒng)的視頻信道， 仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)， 左側(cè)攝像頭的接線外皮被螺栓壓穿， 如圖8所示， 修復(fù)后四方位影像功能恢復(fù)正常。

圖8 接線損壞

2.3 動(dòng)檢時(shí)的電氣故障

2.3.1 故障現(xiàn)象

軸間差速鎖開關(guān)失效， 儀表不顯示其工作指示燈； 儀表顯示ABS故障燈、 發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈及排放故障燈。

2.3.2 原因分析

1） 如果按下軸間差速鎖開關(guān)， 儀表不顯示其工作指示燈， 但能聽到差速鎖電磁閥氣動(dòng)聲音， 說明電磁閥工作正常， 排除開關(guān)至電磁閥間的電路問題。 指示燈開關(guān)在橋殼內(nèi)部， 由氣缸觸發(fā)， 指示燈則是集成在儀表內(nèi)部。 軸間差速鎖與指示燈工作的原理如圖9所示。

圖9 差速鎖指示燈開關(guān)及原理簡(jiǎn)圖

2） 先通過診斷儀讀取ABS控制器故障信息， 看是否為輪速傳感器或者電磁閥等這類常見故障。

3） 發(fā)動(dòng)機(jī)故障和排放故障通常涉及后處理系統(tǒng)的各類傳感器， 原因也較為復(fù)雜， 應(yīng)當(dāng)用診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的故障信息。

2.3.3 排除過程

1） 先按照上述分析思路排除了氣路問題， 再拔下差速鎖指示燈開關(guān)插接器， 測(cè)量到一孔電壓為9.18V （標(biāo)準(zhǔn)電壓為10V）， 一孔對(duì)搭鐵導(dǎo)通， 則表明指示燈開關(guān)外部接線正常。故障原因可能是車橋內(nèi)部的氣缸工作異?；蛘咧甘緹糸_關(guān)損壞。 最終更換指示燈開關(guān)后， 軸間差速鎖指示燈恢復(fù)正常。

2） 診斷儀讀取ABS控制器故障信息如圖10所示， 排查該故障通常檢查對(duì)應(yīng)的輪速傳感器的安裝和插接器端子情況。 發(fā)現(xiàn)右側(cè)輪速傳感器對(duì)接不牢靠而脫開， 這樣就會(huì)導(dǎo)致控制器無(wú)法接收到該側(cè)的輪速信號(hào)。 重新插接后， 再次動(dòng)檢， 車速大于7km/h時(shí)， ABS故障消除。

圖10 ABS故障信息及插頭脫開

3） 診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障信息為： 大氣溫度傳感器電壓超上限， 這類描述通常是該傳感器未插接或插接不到位。 找到大氣溫度傳感器的位置， 發(fā)現(xiàn)傳感器未插接。 可能是安裝傳感器的操作空間較為狹窄， 且難以觀察， 容易被產(chǎn)線操作者忽略， 如圖11所示。

圖11 大氣溫度傳感器漏接

2.4 分析小結(jié)

試制車型電氣故障的成因既有自身的特點(diǎn)， 也有量產(chǎn)車的通病。 試制車的設(shè)計(jì)問題相對(duì)突出， 制件品質(zhì)、 生產(chǎn)操作等普遍性問題也會(huì)存在。 表2為案例車故障及成因統(tǒng)計(jì)。

表2 包裹材料的選用原則

表2 案例車故障及成因統(tǒng)計(jì)

3 總結(jié)

筆者總結(jié)了生產(chǎn)活動(dòng)中汽車電氣故障分析的一般方法。

1） 首先閱讀車輛隨車檢測(cè)單記錄的內(nèi)容， 不要僅限于電氣故障的描述， 因?yàn)殡姎夤收贤ǔＪ怯善湓驅(qū)е碌?，如裝配問題、 物料供應(yīng)問題。

2） 對(duì)車輛配置有一個(gè)整體了解， 比如確認(rèn)是何種排放等級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)， AMT還是MT等， 避免認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致重復(fù)作業(yè)， 甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。

3） 針對(duì)故障現(xiàn)象， 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知， 鎖定幾處可能的故障點(diǎn)， 借助診斷設(shè)備和圖紙， 進(jìn)一步排查。

4） 電氣故障排查應(yīng)當(dāng)本著 “先簡(jiǎn)單， 后困難， 先底盤， 后內(nèi)飾” 的原則， 即排查難度大的故障有可能是由簡(jiǎn)單問題導(dǎo)致的。 拆解內(nèi)飾總成時(shí)， 通常較為耗時(shí)， 所以不應(yīng)貿(mào)然對(duì)內(nèi)飾件 “出手”。

對(duì)于電氣故障的分析與排除， 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)具備一定的汽車?yán)碚撝R(shí)， 更重要的是要親身實(shí)踐。 對(duì)同一個(gè)故障點(diǎn)的排查方法也是智者見智， 可從不同的方向入手， 不是幾篇文章能講解完整的。