卡車制造端的電氣故障分析與排除（四）

于彥權(quán)，高恩壯，劉從萍，王 猛

（一汽解放汽車有限公司，吉林 長春 130011）

1 前言

本文將繼續(xù)采用上篇的敘述布局，按照試制車型基本信息簡介、不同階段的故障現(xiàn)象、分析及排除方法的順序展開全文，讓讀者對卡車制造階段的電氣故障的處置有更深入的認知。

2 故障分析與排除

本篇選取分析的故障案例車型是一臺內(nèi)飾升級的牽引車，增加了多項配置，試裝過程中遇到了一定的困難，電氣故障也較多，很有代表性，值得分析和學習。案例車型簡介見表1。

表1 案例車型簡介

2.1 下線時的電氣故障

2.1.1 故障現(xiàn)象

車輛無法起動，按下危險警報開關(guān)或車鑰匙鎖車按鈕時，起動機會有瞬間動作；駕駛室熔斷器盒內(nèi)19、67及81號等3處熔斷絲熔斷。

2.1.2 原因分析

1）無法起動和起動機異常動作原因分析

按照常規(guī)思維，危險警報開關(guān)和車鑰匙鎖車按鈕跟起動是沒有關(guān)系的，何況鎖車開關(guān)產(chǎn)生的是無線信號。認真思考后發(fā)現(xiàn)此二開關(guān)被按下后，汽車的轉(zhuǎn)向燈會閃爍，莫非是轉(zhuǎn)向燈的供電接入了起動機？而起動機的瞬時動作則可能是由起動機端緩嚙合繼電器的保護作用導致的。為驗證想法，須先查看圖紙后再作分析。

2）熔斷絲熔斷故障原因分析

結(jié)合熔斷絲熔斷及起動異?，F(xiàn)象來看，二者原因可能是出于同一故障點，而且試制車型出現(xiàn)設計問題的概率較高，因此也須從圖紙方向入手。

2.1.3 排除過程

1）無法起動和起動機異常動作故障排除過程

查詢該車圖紙，先找到起動機控制端的輸入去向，發(fā)現(xiàn)該線來自于駕駛室熔斷器盒的起動繼電器，經(jīng)過儀表板電線束和底盤電線束的對接處，最終去往底盤的起動機控制端。然后檢查儀表板線束與底盤線束對接處的圖紙，發(fā)現(xiàn)二者對接的插接器內(nèi)所有接線線序完全顛倒，如圖1所示。

圖1 儀表板與底盤對接處插接器接線示意圖

插接器中的1x2號線為常電，5x6號線為ON電，3x號線為左前照燈的供電，7x1號線為前橋左側(cè)的制動蹄片磨損報警，6x號線為起動機控制端，5x號線為左轉(zhuǎn)向燈供電。

由于兩個插接器的線序完全顛倒，當按下危險警報開關(guān)或鎖車按鈕時，車身控制器向左右轉(zhuǎn)向燈輸出的供電進入了起動機控制端，導致起動機動作的奇怪現(xiàn)象。

2）熔斷絲熔斷故障排除過程

熔斷器盒輸出的常電經(jīng)1x2號線直接接入了制動襯片磨損報警，相當于搭鐵（本系列文章的首篇已分析過襯片磨損警報的接線原理，本文不再贅述），導致該導線所在的19號熔斷絲熔斷。5x6號線本是燃油粗濾器水位警報開關(guān)的供電，此時接入了前照燈，雖不搭鐵，但底盤端3x號線的線徑比5x6號線的大，則后者過流，也導致81號熔斷絲熔斷。

查看圖紙發(fā)現(xiàn)，67號熔斷絲所在的1x9號線并不在上述插接器內(nèi)，因此需檢查1x9號線的來龍去脈。發(fā)現(xiàn)該線為熔斷器盒輸出至左組合開關(guān)2號管腳的ON電，調(diào)取左組合開關(guān)的圖紙，將其與儀表板線束圖紙對比。發(fā)現(xiàn)左組合開關(guān)的管腳定義為：pin2為GND，pin3為ON電，而儀表板線束的標注為：pin2為ON電，pin3為GND，如圖2所示。因此線序顛倒，1x9號線搭鐵，67號熔斷絲熔斷。

圖2 線束端與開關(guān)本體管腳定義對比

將儀表板與底盤線束對接的插接器線序修復，并與設計師確認左組合開關(guān)的管腳定義后，將儀表板線束端線序重置，再將熔斷絲重新更換，故障排除。

2.2 靜檢時的電氣故障

2.2.1 故障現(xiàn)象

無法掛擋行駛，儀表提示變速器換擋手柄信號丟失；按下低溫預熱開關(guān)，駕駛室熔斷器盒內(nèi)的40號熔斷絲熔斷；儀表提示ECAS故障燈。

2.2.2 原因分析

1）無法掛擋行駛及變速器故障原因分析

本車配備VCU和AMT，采用旋鈕式換擋手柄，換擋信號通過LIN線傳輸。LIN線也是車輛總線系統(tǒng)中一種較為常見的通信網(wǎng)絡，通常作為CAN總線的輔助性網(wǎng)絡。換擋信號的傳輸路徑為換擋旋鈕至VCU，且換擋旋鈕本身也是一個小型控制器，內(nèi)部包含有DC-DC電路、主控電路及LIN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，其供電、搭鐵、信號等也須正常才能完成換擋，因此可從換擋旋鈕處接線入手排查。

2）按下開關(guān)后熔斷絲熔斷故障原因分析

低溫預熱開關(guān)用于控制加熱控制器和電磁泵加熱器工作狀態(tài)的切換，開關(guān)被按下時二者進入工作模式。供電路徑是由駕駛室熔斷器盒輸出的常電經(jīng)該開關(guān)輸出至負載，如果發(fā)生熔斷絲熔斷，可能是線路搭鐵、電流過大或者熔斷絲規(guī)格錯誤。

3）ECAS故障原因分析

儀表提示ECAS故障，則后續(xù)的高度傳感器標定工作將無法進行，可用診斷儀讀取控制器的故障信息再作判斷。

2.2.3 排除過程

1）無法掛擋行駛及變速器故障排除過程

將換擋旋鈕取下，查看其接線未見異常；用萬用表測量其供電、PWM信號和搭鐵均正常，但LIN信號電壓為0，正常情況下應為12V左右。然后將換擋旋鈕插接器和VCU插接器分別拔下，找到LIN線對應的孔位，用萬用表測量其通斷，發(fā)現(xiàn)電阻為無窮大，表明該條信號線處于斷開狀態(tài)，如圖3所示。將該線修復，再次上電后，故障消失，車輛可以正常掛擋行駛。

圖3 換擋旋鈕及導線通斷測量

2）按下開關(guān)后熔斷絲熔斷故障排除過程

更換一枚同規(guī)格的熔斷絲后，按下低溫預熱開關(guān)，熔斷絲再次熔斷，需將排查方向轉(zhuǎn)向線路故障。調(diào)取圖紙，查看40號熔斷絲所在6x0號、5x6號線的走向及線束總成對接處的線序情況，未見異常。

然后根據(jù)接線原理測量該導線的對搭鐵通斷，6x0及5x6號線接線原理如圖4所示。將低溫預熱開關(guān)的插接器拔下，測量5x6號線對搭鐵通斷，發(fā)現(xiàn)該線對搭鐵導通，但是電磁泵加熱控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為預熱電阻，其兩端分別為5x6線和搭鐵，因此此處測得5x6線對搭鐵導通并不能說明5x6線一定搭鐵。

圖4 6x0與5x6號線走向簡圖

先將電磁泵加熱器的插接器拔下，再用萬用表測量5x6號線對搭鐵通斷，發(fā)現(xiàn)該線對搭鐵并不導通。再測量電磁泵加熱器的電阻，約為20Ω，與標準值接近，由此認為5x6號線也不存在搭鐵點。

將40號熔斷絲取出，在開關(guān)處測量6x0號線的對搭鐵通斷，發(fā)現(xiàn)該線也不搭鐵。至此，預熱開關(guān)的上下游的接線都已排查，且并未見搭鐵點，因此懷疑此開關(guān)存在故障，可更換一個開關(guān)進行驗證。將預熱開關(guān)和40號熔斷絲更換，按下開關(guān)后熔斷絲再次熔斷，表明此類型開關(guān)內(nèi)部接線存在問題。

調(diào)取開關(guān)的設計圖紙，其接線原理如圖5所示。由圖5可知，開關(guān)按下時5號管腳6x0號線與2號管腳5x6號線接通，其他兩路供電5x5和3x都去往開關(guān)內(nèi)部的指示燈，因此不存在原理性錯誤。

圖5 低溫預熱開關(guān)及接線原理圖

將開關(guān)取下，用萬用表測量管腳2和管腳5的通斷情況。開關(guān)不被按下時，測得兩管腳不導通；開關(guān)按下時，二管腳導通。然后保持管腳5內(nèi)的表針不動，將管腳2內(nèi)的表針插入管腳3，開關(guān)無論按下與否，測得二者均不導通。最后測量管腳5和管腳4的導通情況，發(fā)現(xiàn)開關(guān)按下時，二者導通。至此熔斷絲熔斷的原因被查明，即開關(guān)按下時，6x0號線在開關(guān)內(nèi)與搭鐵線接通，該開關(guān)內(nèi)部接線不符合設計要求。

安裝合格的低溫預熱開關(guān)后，熔斷絲不再熔斷，故障消除。

3）ECAS故障排除過程

診斷儀讀取ECAS控制器的故障信息為電磁閥故障。電磁閥的11口為進氣口，22口接右側(cè)氣囊，23口接左側(cè)氣囊，3口對外界排氣。

先檢查氣路，未見異常，考慮檢查電磁閥的電路。電磁閥上僅有一個插接器，如圖6所示，4個管腳的接線均通往ECAS控制器，分別對應中心3/2電磁閥、后軸右電磁閥、后軸左電磁閥及24V供電，3個電磁閥采用并聯(lián)連接。

圖6 電磁閥及插接器

將插接器取下，測得管腳4電壓為25.23V，表明電壓正常。再測量電磁閥內(nèi)部閥體的電阻，將表針固定于管腳4內(nèi)，分別測量其他3個管腳對管腳4的電阻，測量結(jié)果見表2。

表2 電磁閥電阻測量值

結(jié)果表明，管腳2對應的后軸右電磁閥電阻異常導致ECAS系統(tǒng)故障。更換電磁閥總成后，故障消除。

2.3 動檢時的電氣故障

2.3.1 故障現(xiàn)象

坡道起步輔助功能失效；雨刮器低速擋和間歇擋不工作，高速擋工作，但不能復位；車道偏離預警LDW和前防碰撞預警系統(tǒng)FCW開關(guān)失效。

2.3.2 原因分析

1）坡道起步輔助功能故障原因分析

配備AMT的車輛通常具備坡道起步輔助（以下簡稱坡起）功能，該功能常見的實現(xiàn)形式有如下兩種，一種是通過改造制動氣路，在常規(guī)制動氣路中增加坡起功能電磁閥、雙路閥等原件，當坡起開關(guān)被按下時，氣壓經(jīng)過電磁閥2口進入雙路閥，從雙路閥2口輸送至中后橋制動模塊4口，該模塊的2口則向中后橋制動氣室輸出氣壓，從而產(chǎn)生制動力，同時儀表上會提示“坡道起步輔助開啟”，如圖7所示。

圖7 坡起提示及控制原理圖

另外一種坡起功能則通過防抱死系統(tǒng)（ABS）閥體的增壓過程實現(xiàn)制動，即坡起功能開啟時，ABS獲取該信號并控制制動閥體向制動氣室輸出氣壓實現(xiàn)制動。

該車的坡起功能實現(xiàn)形式為第2種，排查時可先查看ABS控制器是否有故障。

2）雨刮功能故障原因分析

雨刮器的擋位控制通常包括低速擋、高速擋、間歇擋及復位控制等4種形式，有些雨刮器的間歇擋還被劃分成不同間歇時長的擋位。高低速繼電器為五腳形式，這一特點區(qū)別于車輛熔斷器盒內(nèi)的絕大多數(shù)繼電器（通常為四腳），常見五腳繼電器還有緊急斷電繼電器，通常安裝于危險品運輸車，如圖8所示。如果雨刮器不工作，可先檢查繼電器的型號是否正確。

圖8 普通繼電器（左）和雨刮繼電器（右）

3）LDW/FCW開關(guān)故障原因分析

LDW和FCW開關(guān)可實現(xiàn)其功能的手動開啟和關(guān)閉，車輛每次上電時，這兩項功能是默認開起的。如果攝像頭和雷達都已完成標定，而這兩個開關(guān)卻失效，那應該檢查儀表配置項，確認參數(shù)配置是否正確。

2.3.3 排除過程

1）坡道起步輔助功能故障排除過程

診斷儀連接ABS控制器，讀取故障為未知故障，清除后仍然存在。因此將車輛駛?cè)肼吩嚺艿?，在車輛動態(tài)條件下再次讀取故障信息為后橋左輪輪速傳感器信號故障。

檢查后橋左輪處的輪速傳感器接線，未見異常。由于輪速傳感器接線的另一端為ABS控制器，接線還經(jīng)過底盤與儀表板線束對接，對照圖紙，將對接處包含輪速傳感器接線的插接器拔下，發(fā)現(xiàn)儀表板端的傳感器接線彎折，如圖9所示。將其修復后，故障排除，坡起功能恢復。

圖9 插針彎折

2）雨刮功能故障排除過程

打開駕駛室熔斷器盒，找到雨刮器高速和低速擋繼電器，發(fā)現(xiàn)高速擋繼電器為四腳繼電器，而低速擋繼電器為五腳。將其更換為五腳繼電器后，雨刮器功能恢復正常。雨刮器控制原理如圖10所示。

圖10 雨刮器控制原理

當高速雨刮繼電器被錯誤地安裝為四腳繼電器，撥至低速擋時，低速擋繼電器吸合，但高速擋繼電器至雨刮電機的輸入中斷，因此雨刮電機無低速擋；同理撥至間歇擋，BCM控制低速繼電器的吸合與斷開，但高速擋繼電器至雨刮電機的輸入也是中斷，因此也無間歇擋。

撥至高速擋時（低速擋開關(guān)也閉合），高速雨刮繼電器至雨刮電機的輸出正常，因此雨刮器可在高速擋工作，但BCM輸出的復位信號仍然在高速雨刮繼電器處中斷，因此雨刮器無法復位。

表3中總結(jié)了另外兩種繼電器被錯誤安裝情形下的雨刮器工作情況，有興趣的讀者可以結(jié)合原理圖進行比對分析。

表3 兩種雨刮繼電器故障形式總結(jié)

3）LDW/FCW開關(guān)故障排除過程

診斷儀連接儀表控制器讀取基本信息，發(fā)現(xiàn)LDW和FCW功能配置項均為“無”，錯誤的配置導致這兩項功能被屏蔽，如圖11所示。重新配置后，開關(guān)功能恢復正常。

2.4 分析小結(jié)

表4為該車輛各階段故障及成因統(tǒng)計。

表4 案例車故障及成因統(tǒng)計

3 總結(jié)

車輛配備整車控制器將成為一種趨勢，它在車輛網(wǎng)絡架構(gòu)中扮演了中樞的角色。EOL檢測時，分布在動力CAN、底盤CAN、舒適CAN等總線上的節(jié)點，都需要通過VCU的路由功能來轉(zhuǎn)接，因此學習和分析VCU的功能對相關(guān)從業(yè)人員快速、準確地排查電氣故障，提升自身技能將大有裨益。