基于一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)下偶發(fā)性無法啟動(dòng)故障診斷與探討

屈祥龍， 劉雙慶

（海馬汽車銷售有限公司， 河南 鄭州 450000）

1 車輛信息

海馬S5車輛配置1.5T+6MT+PEPS一鍵啟動(dòng)， 生產(chǎn)日期2016年， 行駛里程14080km。 車主反映車輛偶發(fā)性無法啟動(dòng)。

2 故障現(xiàn)象

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)車測試以及客戶問詢， 確認(rèn)以下故障信息：①該車輛已維修多次， 故障偶發(fā)且故障頻率以及觸發(fā)條件模糊； ②車輛偶發(fā)性可以上電ON擋， 但無法啟動(dòng)也無法下電， 且啟動(dòng)電機(jī)不轉(zhuǎn)。 另外， 據(jù)車主描述該車輛買車后半年左右出現(xiàn)該故障。

3 故障診斷

3.1 故障分析

該車輛故障表現(xiàn)形式較多， 可能的故障現(xiàn)象為上下電以及啟動(dòng)異常。 由于無法啟動(dòng)的前置條件過多， 需要同時(shí)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、 整車電氣系統(tǒng)、 防盜控制系統(tǒng)等。 鑒于該車輛也出現(xiàn)過上下電異常的現(xiàn)象， 可以先從此處進(jìn)行分析突破。 首先， 對整車進(jìn)行內(nèi)部與外部檢查并排除干擾，發(fā)現(xiàn)該車輛僅有外部加裝揚(yáng)聲器， 共計(jì)外接6根線。 其中，揚(yáng)聲器電源自蓄電池B+處飛線取電， 負(fù)極在后備廂就近車身處搭鐵， 其余4根加裝破線的如圖1所示。 圖1中B3/B4/B5/B6為DVD向外輸出針腳， X-10/X-16/X-17表示車輛線束的插接件， 沿圖示破線位置前后查找相關(guān)線路， 無其他破線和擠壓痕跡。 在對加裝線路調(diào)整， 移除相關(guān)附件后，試車故障依舊， 排除加裝故障。

圖1 車輛加裝線路圖示

由于該車輛已經(jīng)維修過多次， 故需要逐步驗(yàn)證。 查看整車電路圖， 車輛的供電回路除常電回路不經(jīng)過PEPS控制器外， 其余回路均經(jīng)過PEPS且有關(guān)聯(lián)控制。 首先， 根據(jù)車主描述， 該車輛在出現(xiàn)上述故障時(shí)， 車主曾嘗試按下雙閃警告燈開關(guān)， 有聽到 “滴答” 聲， 且燈光閃爍， 初步確認(rèn)雙閃燈線路連接正常。 其次， 在對該車輛試車時(shí)曾復(fù)現(xiàn)過該故障， 當(dāng)時(shí)車輛喇叭可以正常工作。 查詢電路圖可知，雙閃燈與喇叭工作均不經(jīng)過PEPS控制器， 兩者均處于常電回路中， 所以初步判斷該車輛蓄電池正、 負(fù)極連接正常。可以縮小排查范圍， 重點(diǎn)檢查PEPS控制的4個(gè)回路以及與控制邏輯關(guān)聯(lián)的零部件。 該車輛采用深圳南方德爾的PEPS控制器， 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。 其中B8/B9/B11/B12/C17/C18/C19/C20/C21均屬于PEPS控制器的針腳， 可以看出B8/B9/B11/B12 四個(gè)針腳分別控制ACC/IG1/IG2/ST4 個(gè)繼電器。 當(dāng)PEPS控制器根據(jù)內(nèi)部邏輯判斷符合吸合條件， 以ACC繼電器示例， 此時(shí)B9針腳會(huì)輸出12V高電壓控制ACC繼電器吸合， 整車ACC回路導(dǎo)通， 關(guān)聯(lián)附件開始供電。 與此同時(shí)， PEPS控制器通過C18檢測電壓變化， 當(dāng)電壓被拉高至12V后認(rèn)為ACC繼電器吸合正常。

圖2 PEPS針腳接線圖

3.2 故障調(diào)查

該車輛偶發(fā)性上下電異常， 具體表現(xiàn)為偶發(fā)性無法上電到ON擋或者上電到ON擋 （ON擋狀態(tài)下ACC/IG1/IG2三個(gè)繼電器同時(shí)吸合） 后無法下電OFF擋位 （ACC/IG1/IG2三個(gè)繼電器均斷開）。 配置PEPS系統(tǒng)車輛在進(jìn)行車輛上下電時(shí)會(huì)有一系列前置信號的采集。 圖3為整車配置的基本結(jié)構(gòu)，外部主要由天線與請求開關(guān)組成， 負(fù)責(zé)鑰匙的檢測與操作人員的動(dòng)作檢測。 車內(nèi)由PEPS 控制器、ESCL電 子 鎖、 SSB 啟動(dòng)開關(guān)組成， 通過硬線、 CAN 線、 LIN 線采集信號。 圖4為SSB針腳接線圖。

圖3 PEPS整車系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

圖4 SSB針腳接線圖

結(jié)合故障現(xiàn)象查詢故障碼， 使用診斷儀讀取PEPS系統(tǒng)故障碼： B151001 ESCL解鎖操作失敗， B151081 ESCL進(jìn)入防盜模式， 2個(gè)當(dāng)前故障碼均可以清除。 PEPS系統(tǒng)上下電控制邏輯較為復(fù)雜， 根據(jù)已確定的邏輯進(jìn)行梳理。 如果整車電源處于OFF狀態(tài)下， 按下SSB啟動(dòng)開關(guān)， 車輛的先后認(rèn)證過程如下： ①按下SSB啟動(dòng)開關(guān)后PEPS針腳A1、 A2同時(shí)高電位-低電位， PEPS認(rèn)為駕駛?cè)瞬僮饔行В?②PEPS控制器驅(qū)動(dòng)低頻天線查找鑰匙， 并進(jìn)行加密算法認(rèn)證， 判斷鑰匙合法后進(jìn)行下一步； ③PEPS 控制器通過LIN線與ESCL電子鎖進(jìn)行加密算法認(rèn)證， 認(rèn)證通過后BCM車身控制器與PEPS同時(shí)參與控制解鎖， 解鎖成功后進(jìn)行下一步； ④PEPS控制器判斷變速器擋位狀態(tài)與離合器狀態(tài)， 只有離合器未踩下時(shí)才可將電源由OFF切換至ACC， 若離合器踩下， 此時(shí)根據(jù)變速器擋位狀態(tài)決定是否直接啟動(dòng)或者直接切換到ON狀態(tài)；⑤PEPS控制器根據(jù)C18電壓變化的Feed Back反饋信號判斷ACC繼電器吸合成功， 如果此時(shí)繼續(xù)檢測到A1/A2有高電位-低電位的變化， 則認(rèn)為需要在ACC擋供電狀態(tài)下， 繼續(xù)吸合IG1/IG2繼電器到ON擋供電狀態(tài)； ⑥PEPS控制器通過CAN總線獲取車輛車速信號， 當(dāng)判斷車速小于5km/h時(shí)， 同時(shí)吸合IG1/IG2繼電器， 整車處于ON擋供電狀態(tài)。

由于我們并不能追溯到車主準(zhǔn)備上電到ON擋供電狀態(tài)時(shí)車輛之前的狀態(tài)， 所以該問題有兩種可能性： ①客戶進(jìn)行操作時(shí)系統(tǒng)電源位于OFF， 由于其他條件不滿足， 導(dǎo)致無法到ON擋； ②客戶進(jìn)行操作時(shí)系統(tǒng)電源位于ACC， 由于其他條件不滿足， 導(dǎo)致無法到ON擋。

由于以上兩種情況基本控制邏輯相同， 故不再考慮故障出現(xiàn)時(shí)車輛之前的狀態(tài)， 分類對比車主的操作方式： ①車主是手動(dòng)點(diǎn)觸SSB啟動(dòng)開關(guān)， 系統(tǒng)先從OFF-ACC， 然后再從ACC-ON進(jìn)行上電。 ②車主在手動(dòng)點(diǎn)觸SSB啟動(dòng)開關(guān)的同時(shí)觸發(fā)了離合器信號 （上述 “3.2 中第4 條” 的操作方法）， PEPS控制器認(rèn)為車輛有啟動(dòng)請求， 即整車電源直接由OFF到ST啟動(dòng)狀態(tài)。 此時(shí)， PEPS控制器會(huì)判斷擋位、 車速等前置信號是否符合要求， 決定切換到ST啟動(dòng)狀態(tài)還是ON狀態(tài) （不滿足ST的前置條件， 但滿足ON的前置條件）。

以上兩種操作的共同點(diǎn)就是， 車輛均會(huì)經(jīng)歷OFF-ON的認(rèn)證過程， 所以檢查思路可以統(tǒng)一， 無需考慮不同的操作工況。 著手查找相關(guān)零部件， 首先， 按照上述 “3.2中第1/2條” 的操作邏輯進(jìn)行排查， 檢查鑰匙電池電量符合要求，車輛使用周圍環(huán)境無干擾源， 排除鑰匙故障。 該車輛每次發(fā)生故障時(shí)， 車主均可以開車門進(jìn)入車內(nèi)， 可以排除PEPS控制器本身的電源與搭鐵以及圖3中所示的內(nèi)置天線1。 拆卸并檢查SSB啟動(dòng)開關(guān)， 內(nèi)外部無進(jìn)水痕跡 （離水杯托架較近）， 多次按壓開關(guān)并使用萬用表檢測針腳導(dǎo)通正常， 初步判斷開關(guān)本體正常。 觀察對接插件， 無擴(kuò)孔， 無挑線痕跡。為確保無誤， 連接插件后多次按壓SSB 啟動(dòng)開關(guān)并讀取PEPS數(shù)據(jù)流， 顯示信號輸入正常， 至此排除SSB啟動(dòng)開關(guān)-相關(guān)連接線路故障。

然后， 按照 “3.2中第3條” 的操作邏輯進(jìn)行排查， 依據(jù)圖5檢查LIN線通信情況， 使用萬用表在靜態(tài)下測量電壓12V， 解鎖操作時(shí)電壓有下拉10V附近， 信號正常。 此時(shí)儀表上提示有 “PEPS故障指示燈”， 再次使用診斷儀讀取故障碼發(fā)現(xiàn)： B151001 ESCL解鎖操作失敗， B151081 ESCL進(jìn)入防盜模式， 這兩個(gè)故障碼再次出現(xiàn)。 拆卸ESCL發(fā)現(xiàn)， 鎖芯有被拆卸痕跡， 防拆卡簧已脫離原來位置回彈至鎖舌附近 （圖6）。 該零部件不屬于可維修范圍， 為確保起見先行調(diào)換ESCL。 調(diào)換后進(jìn)行防盜匹配， 多次并多工況下試車，該故障碼未有再現(xiàn)。 檢查PEPS-ESCL 之間ESCL-Unlock-Conf 與ESCL-Lock-En 使能線連接無明顯異常， ESCLMotor-En電源線供電無明顯異常， 且故障出現(xiàn)時(shí)方向盤可以轉(zhuǎn)動(dòng)， 說明該處通信連接以及硬件正常， BCM車身控制器通過KL31控制ESCL搭鐵連接正常。 對圖2中的ACC-Relay以及周邊3個(gè)繼電器進(jìn)行復(fù)查未有發(fā)現(xiàn)異常。 至此， 可以初步確認(rèn)該車輛滿足ACC上電的前置條件。

圖5 PEPS-ESCL系統(tǒng)連接圖

圖6 ESCL防拆結(jié)構(gòu)說明

接下來對PEPS控制器以及其檢測系統(tǒng)電源狀態(tài)的線路復(fù)查， PEPS上連接有3個(gè)插接件， 編號分別為A/B/C， 然后對應(yīng)分配針腳， 如ACC饋線C18針腳對插就位于C插件。 在檢查過程中發(fā)現(xiàn)PEPS C插件有燒蝕痕跡分別為C19 ST繼電器饋線/C20 IG2繼電器饋線 （圖7）， 同時(shí)PEPS A插件有明顯挑線痕跡 （圖8）。 此時(shí)維修陷入困境， 無法確定該處的異常是否與故障有關(guān)， 且該插件屬于儀表線束， 直接進(jìn)行拆卸調(diào)換的話工程量巨大， 時(shí)間與配件上也不允許。 再次梳理已有信息， 檢查PEPS A插件雖然有挑線痕跡， 但挑線插件的線腳屬于驅(qū)動(dòng)天線相關(guān)線路。 而整車在啟動(dòng)環(huán)節(jié)是不進(jìn)行天線驅(qū)動(dòng)尋找鑰匙進(jìn)行驗(yàn)證， 且上述過程也分析過故障模式下駕駛員可以開車門進(jìn)入車內(nèi)， 故PEPS A插件外部被挑線與車輛故障無關(guān)。

圖7 C19 C20對接線燒蝕

圖8 C插件外部有挑線痕跡

檢查PEPS C插件， 除C19/C20對應(yīng)線腳有燒蝕痕跡外，其余線腳無擴(kuò)孔、 無松動(dòng)。 其中C19為ST繼電器信號反饋線， C20為IG2繼電器信號反饋線。 經(jīng)現(xiàn)場模擬， 將C20信號屏蔽時(shí)該車輛確實(shí)會(huì)發(fā)生無法啟動(dòng)的情況， 但此時(shí)車輛的組合儀表不會(huì)點(diǎn)亮， 與現(xiàn)場試車故障復(fù)現(xiàn)時(shí)現(xiàn)象不符，故障復(fù)現(xiàn)時(shí)組合儀表可以正常點(diǎn)亮。 據(jù)客戶描述， 故障出現(xiàn)時(shí)按下過雙閃警告燈開關(guān)， 在組合儀表上看到 “雙閃燈”閃爍， 故可以排除此處。 將C19信號屏蔽時(shí)模擬故障， 此時(shí)車輛雖無法啟動(dòng)， 但有啟動(dòng)電機(jī)吸合的聲音， 與故障現(xiàn)象不符， 故排除此處。 但為了排除干擾， 我們將線腳挑出處理后重新安裝， 并使用扎帶將插頭與PEPS控制器進(jìn)行加固處理。

最后， 故障的排除就需要按照 “3.2中第4條， 第6條”中控制邏輯進(jìn)行排查。 首先排除車速信號導(dǎo)致， 因?yàn)檐囁傩盘杻H作為OFF-ON電源擋位切換判斷的前置條件， 不作為啟動(dòng)的前置條件。 事實(shí)上， 該車輛在出現(xiàn)故障時(shí)是可以上到ON電源擋位， 故排除。 檢查該車輛的離合器開關(guān)， 通過對比數(shù)據(jù)流并多次測試該開關(guān)表現(xiàn)正常， 未出現(xiàn)錯(cuò)誤信號。從控制邏輯上講， 該開關(guān)即使出現(xiàn)故障也僅僅會(huì)導(dǎo)致無法啟動(dòng)， 不會(huì)導(dǎo)致無法從ON-OFF的電源擋位切換， 待定。 繼續(xù)排查該車輛變速器擋位開關(guān)， 該車輛變速器上有2個(gè)擋位開關(guān)， 倒擋開關(guān)與空擋開關(guān)。

該車輛使用較勤， 新車期間在外部更換過變速器油。該車型變速器油加注孔位置較深， 拆卸時(shí)需要拆卸周邊附件。 該車空擋開關(guān)有明顯拆卸痕跡， 對其進(jìn)行故障模擬后，車輛故障現(xiàn)象終于穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)， 即能上電到ON擋但是無法啟動(dòng)， 這是因?yàn)檐囕v無法確定車輛的擋位狀態(tài)， 出于安全的考慮。 同時(shí)， 能上電到ON擋后也無法下電到OFF擋， 下電的前置條件中有對于正常N擋信號的判斷。 對空擋開關(guān)的安裝行程排查正常， 故障鎖定在空擋開關(guān)本體以及附帶插頭。

更換空擋開關(guān)與儀表線束后， 故障排除。

4 總結(jié)

該車輛故障屬于偶發(fā)性， 在進(jìn)行逆向分析時(shí)存在一定驗(yàn)證的難度， 因?yàn)闊o法準(zhǔn)確使車輛處于一直故障狀態(tài)， 然后去檢測各個(gè)輸入輸出信號與標(biāo)準(zhǔn)的差異， 所以適合用正向驗(yàn)證。 通過逐一梳理整個(gè)邏輯鏈， 并一一驗(yàn)證排查。 在處理具有多個(gè)故障現(xiàn)象的問題時(shí)， 可以先對其中一個(gè)典型故障進(jìn)行突破， 有進(jìn)展后再去關(guān)聯(lián)驗(yàn)證其他故障現(xiàn)象。 同時(shí)， 也需要把握各個(gè)環(huán)節(jié)的有用信息， 便于縮小排查范圍。