卡車制造端的電氣故障分析與排除（九）

于彥權(quán)，高恩壯，劉從萍，王 帥

（一汽解放汽車有限公司，吉林 長春 130011）

本篇是一款6×4危險(xiǎn)品運(yùn)輸牽引車，相關(guān)法規(guī)對其運(yùn)行安全提出了更高的要求，因此該車配置有緩速器、電子制動系統(tǒng)及全景影像等裝置，具體配置為：6DM3-56E6發(fā)動機(jī)、12TAX250M MT變速器、PS（一鍵起動）、VCU、DCM（車門控制器）、緩速器、AVM（全景影像）、EBS+ESC。

1 下線時的電氣故障

1.1 故障現(xiàn)象

起動異常；產(chǎn)線EOL檢測各項(xiàng)中，DCM及RCU檢測失?。黄饎雍髢x表顯示VCU故障燈。

1.2 故障原因分析與排除

1.2.1 起動異常

本車配備的是手動變速器和一鍵起動系統(tǒng)，起動發(fā)動機(jī)時需要駕駛員踩下離合器踏板。離合開關(guān)為常閉開關(guān)，踩下踏板時為斷開狀態(tài)。此時按下起動按鈕，PS將向VCU輸出起動請求信號，VCU控制起動繼電器吸合，起動機(jī)動作。具備PS功能的車輛常見異常起動形式是ACC擋起動，即ACC擋時EMS、VCU等控制器完成上電，不需要駕駛員按至ON擋和ST擋。起動控制接線原理如圖1所示。

圖1 起動控制接線原理

按下起動按鈕至ACC擋，此時按鈕指示燈為綠色，表明為起動狀態(tài)，經(jīng)過約2s時間后起動機(jī)開始動作，發(fā)動機(jī)起動。造成此現(xiàn)象的原因通常是離合信號被斷開，即VCU檢測到該信號中斷，認(rèn)為離合器踏板被踩下，滿足起動條件。之所以經(jīng)過2s才起動是因?yàn)檫@個時間段內(nèi)要完成ON擋的供電和起動信號的輸入。

檢查離合器開關(guān)發(fā)現(xiàn)接線正常，測得其供電為0，正常情況下供電端為24V。由于該開關(guān)為常閉型，此時其供電缺失等同于開關(guān)斷開。對比圖紙發(fā)現(xiàn)該供電來自于駕駛室前圍一處熔斷器盒的F1熔斷絲。檢查發(fā)現(xiàn)該熔斷絲缺失，重新安裝后，起動恢復(fù)正常。如圖2所示。

圖2 熔斷絲缺失

1.2.2 DCM及RCU檢測失敗

EOL檢測DCM無法通過時，應(yīng)當(dāng)查看該控制器所在的CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（圖3）。本車的DCM是舒適CAN總線（終端分別為儀表IC和BCM）上的節(jié)點(diǎn)，但EOL檢測設(shè)備需從診斷CAN（終端分別為OBD診斷接口和發(fā)動機(jī)控制單元EMS）接入，通過VCU接入底盤CAN（終端分別為VCU和BCM），再經(jīng)過BCM接入舒適CAN才能最終連接DCM。由于各總線之間線束連接點(diǎn)較多，生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)插接操作問題，如插接器插針彎折、退縮、連接不良等。

圖3 部分CAN總線拓?fù)鋱D

但本車EOL檢測中僅DCM檢測失?。ㄐ熊囉涗泝xTCO不參與檢測），因此可判定診斷CAN、底盤CAN的通信正常，舒適CAN在BCM至VIST段也是正常的（IC通過OBD直連動力CAN檢測）。DCM位于左車門線束，其右端與儀表板線束連接，所以該對接處與DCM本體是重點(diǎn)排查對象。

本車按照《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258—2017）的要求還配備有輔助制動裝置——緩速器，其控制單元RCU也參與EOL檢測，圖3的拓?fù)鋱D顯示其為底盤CAN上的節(jié)點(diǎn)，因此它與其他控制器之間的通信采用CAN總線。但是該RCU還存在另外一種通信總線，即K線，EOL檢測時該控制器就是通過K線完成的。

卡車的各個控制器中，除了RCU外，ECAS和ABS通常也有K線，產(chǎn)線EOL檢測時采用K線或者CAN線通信往往根據(jù)診斷開發(fā)測試階段對通信穩(wěn)定性、可靠性等因素的評估結(jié)果確定，各家車企不盡相同。通常OBD診斷接口的7號管腳為K線，電壓約為22V左右。排查時可測量RCU端的K線電壓是否正常，OBD端的K線電壓則由ECAS和RCU共同輸出。同樣值得關(guān)注的一點(diǎn)是應(yīng)當(dāng)查看EOL診斷工具的OBD插頭，尤其是確認(rèn)K線所對應(yīng)的7號插針是否完好。

由于DCM安裝在車門處，拆卸十分耗時，因此先排查儀表板線束與左車門線束對接處。拔下包含舒適CAN的插接器后發(fā)現(xiàn)，該處有插針彎折（圖4）。該插針正是舒適CANH，修復(fù)后故障排除。

圖4 插針彎折

用萬用表測量車輛OBD診斷接口的K線電壓，未見異常，再測量RCU處的K線電壓也是如此。對RCU作EOL復(fù)檢后正常通過，未見故障。通過調(diào)取初次檢測記錄發(fā)現(xiàn)當(dāng)時的故障信息為K線通信起動失敗，檢查產(chǎn)線的檢測設(shè)備發(fā)現(xiàn)其OBD插頭的7號插針已經(jīng)折斷，如圖5所示。更換插頭后檢測同類車型無故障。

圖5 OBD插頭插針折斷

1.2.3 VCU故障

VCU故障產(chǎn)生的原因有很多，有些故障會在發(fā)動機(jī)起動之后才顯現(xiàn)出來，如常見的EOL參數(shù)未設(shè)定故障，需先用診斷儀讀取故障再作判斷。

起動發(fā)動機(jī)后儀表即提示VCU故障燈，診斷儀讀取VCU故障信息：U130E00——多功能方向盤節(jié)點(diǎn)丟失故障，故障等級3級，但該車方向盤為普通方向盤，而非多功能方向盤。目前常見的多功能方向盤的左右兩側(cè)布置有2個功能開關(guān)，如圖6所示，主要是與儀表和車載終端作信息交互，有些還具備巡航控制功能，此功能開關(guān)通過時鐘彈簧的LIN線與VCU通信。還有的多功能方向盤的功能開關(guān)也可以與儀表和車載終端通信，但需借助一組硬線。硬線接入開關(guān)電路，不同的開關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)不同的功能，某車型多功能方向盤與儀表間的開關(guān)電路如圖7所示。

圖6 多功能方向盤功能開關(guān)

圖7 開關(guān)電路接線圖

先查看方向盤零件號、VCU電控?cái)?shù)據(jù)版本是否與生產(chǎn)信息配置一致，檢查后發(fā)現(xiàn)二者均正確。查看圖紙發(fā)現(xiàn)該車也無時鐘彈簧，因此更不會存在功能開關(guān)與VCU之間的LIN通信了。再檢查VCU中LIN線的去向，發(fā)現(xiàn)該線去往了前照燈和轉(zhuǎn)向燈組合開關(guān)，而且該開關(guān)還集成了巡航控制功能。

通過分析圖紙，該開關(guān)的巡航功能是通過LIN線向VCU輸出信號實(shí)現(xiàn)的。操縱該開關(guān)，其控制前照燈和轉(zhuǎn)向燈的開啟和關(guān)閉均無異常。讀取VCU的巡航控制動態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)其并不受巡航開關(guān)控制，表明該組合開關(guān)處可能存在異常。將該開關(guān)拆下后，發(fā)現(xiàn)其零件版本與生產(chǎn)系統(tǒng)配置的不一致，應(yīng)該安裝具有LIN功能的開關(guān)，實(shí)際裝了普通開關(guān)。更換正確組合開關(guān)后，故障排除。

表1是兩種組合開關(guān)的管腳定義（部分）對比，顯然二者定義是完全不同的，普通組合開關(guān)的巡航控制接線通往發(fā)動機(jī)控制單元。但從嚴(yán)格意義上講，該組合開關(guān)并不是方向盤的附件，表明讀取的VCU故障信息在解析方面并不準(zhǔn)確，這就需要工藝技術(shù)人員擁有更加豐富的經(jīng)驗(yàn)和圖紙解讀能力。

表1 兩種組合開關(guān)管腳定義對比

2 靜檢時的電氣故障

2.1 故障現(xiàn)象

儀表顯示冷卻液位報(bào)警燈；四方位影像的前向畫面呈黑白畫質(zhì)。

2.2 故障原因分析與排除

1）冷卻液位報(bào)警

儀表顯示冷卻液位報(bào)警指示燈時通常表明膨脹水箱內(nèi)的液位低于下限，可先查看水箱內(nèi)的存水量。該報(bào)警信號來自于水箱下部的液位報(bào)警開關(guān)，開關(guān)為常閉型。當(dāng)?shù)鸵何粫r，開關(guān)呈現(xiàn)高阻值，反之為低阻值，儀表檢測其電阻信號判斷液位的高低。該車儀表端的液位報(bào)警定義為：≥170kΩ時，點(diǎn)亮；≤130kΩ時，熄滅。液位報(bào)警開關(guān)接兩根線，分別為儀表輸入電壓（約5.85V）和信號搭鐵。冷卻液充足條件下，輸入電壓或者信號搭鐵缺失同樣會導(dǎo)致報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，或者報(bào)警開關(guān)本體損壞也可能產(chǎn)生這種故障。

檢查膨脹水箱處的冷卻液警報(bào)開關(guān)插接，未見異常，再測量其供電和搭鐵也正常。用導(dǎo)線直接短接供電和搭鐵孔位，發(fā)現(xiàn)此時冷卻液位警報(bào)燈熄滅。由此可斷定是膨脹水箱上的報(bào)警開關(guān)本體存在故障，重新更換后，故障排除。

汽車上的各類傳感器中，液位傳感器（如冷卻液、燃油、尿素等）、溫度傳感器（大氣、排氣、冷卻液、變速器油等）的管件定義通常為一路搭鐵和一路信號。本案例中采用導(dǎo)線短接傳感器管腳的方法判斷傳感器的性能，但不意味著其他此類傳感器也可用這種方法判斷，這要取決于儀表內(nèi)對傳感器信號的定義以及信號傳輸方式。如本車燃油表的分度線是燃油傳感器輸出的電阻信號，儀表中對該信號（分度線）的定義如表2所示。當(dāng)拔下燃油傳感器時，意味著電阻無窮大，再用導(dǎo)線短接時，電阻又遠(yuǎn)小于8Ω，這兩類情形均超出對應(yīng)的基準(zhǔn)電阻的誤差范圍，因此儀表會閃爍燃油指示燈，燃油表的分度線均指向了0，均無法達(dá)成檢查傳感器好壞的目的。

表2 燃油表分度線與電阻的關(guān)系

2）四方位影像故障

本車配備有高清晰度的AVM系統(tǒng)，筆者在生產(chǎn)過程中的確多次遇到過某個監(jiān)控畫面呈黑白畫質(zhì)的案例，從原理上判斷該路視頻信號傳輸線的電抗超范圍，排除方法主要以更換相關(guān)部件為主，基于此經(jīng)驗(yàn)還是考慮更換AVM控制器至前視攝像頭的視頻線。

檢查發(fā)現(xiàn)，前視攝像頭安裝在進(jìn)氣格柵中部，距離AVM控制器較遠(yuǎn)，采用主線接過渡線的連接方式。將過渡線更換后，故障仍未排除，表明過渡線應(yīng)該是正常的。而更換主線難度較大，考慮嘗試調(diào)換攝像頭。將左側(cè)攝像頭拆下替換前攝像頭，查看視頻監(jiān)控，前向畫面恢復(fù)正常，表明前視攝像頭本體出故障。更換過程中發(fā)現(xiàn)，因車輛剛完成淋雨試驗(yàn)，前視攝像頭處沾有雨水，也不排除是攝像頭進(jìn)水導(dǎo)致的故障。

3 動檢時的電氣故障

3.1 故障現(xiàn)象

空調(diào)不制冷；ESC無法標(biāo)定。

3.2 故障原因分析與排除

1）空調(diào)不制冷

本車采用VCU控制空調(diào)壓縮機(jī)繼電器，輸氟管處安裝有高低壓開關(guān)。低壓開關(guān)接空調(diào)面板，接收A/C開關(guān)信號，高壓開關(guān)接VCU，接收空調(diào)請求信號。正常壓力下，低壓開關(guān)處于閉合狀態(tài)，而高壓開關(guān)為斷開狀態(tài)。管內(nèi)氟壓過高或過低，都會向VCU輸出壓力異常信號，導(dǎo)致空調(diào)無法制冷。可先讀取VCU是否有故障信息，同時通過測量A/C開關(guān)信號電壓是否搭鐵，空調(diào)請求信號是否正常，檢查壓縮機(jī)繼電器是否完好，短接該繼電器時能否聽到空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器結(jié)合的聲音以及高低壓開關(guān)插接器連接是否牢靠等方式排查?？照{(diào)控制接線原理如圖8所示。

圖8 空調(diào)控制接線原理圖

首先用診斷儀讀取VCU故障信息，發(fā)現(xiàn)無故障，按下空調(diào)面板A/C開關(guān)，空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，至少可以斷定面板的供電是正常的。由于空調(diào)面板不容易拆卸，所以無法觀察其后面的接線。本著先易后難的思路，再檢查空調(diào)壓縮機(jī)繼電器。用導(dǎo)線短接該繼電器的觸點(diǎn)端時可以聽到壓縮機(jī)電磁離合器結(jié)合的聲響，表明繼電器到壓縮機(jī)的輸出電路正常。然后檢查底盤端的高低壓開關(guān)孔位也未見異常，將其插接器拔下，用萬用表測量各管腳電壓為24.25V、11.8V、0.35V和0V，按照定義來看應(yīng)該分別是高壓開關(guān)的輸入、低壓開關(guān)的輸入、VCU輸出的請求信號以及搭鐵。前兩個電壓數(shù)值是正常的，VCU輸出的請求信號通常在5.5V左右，正常情況下，當(dāng)其被VCU拉低時，壓縮機(jī)繼電器吸合，空調(diào)開始制冷。

根據(jù)圖紙檢查底盤與駕駛室電線束對接處發(fā)現(xiàn)有接線縮退，如圖9所示，該線正是VCU至高壓開關(guān)的空調(diào)請求信號線，修復(fù)后，故障排除。

圖9 接線縮退

2）ESC無法標(biāo)定

本車同樣遵循法規(guī)要求安裝有ESC，對于ESC無法標(biāo)定的原因在上篇文章中已經(jīng)作了較為詳盡的分析，在此不再贅述，可先用診斷儀讀取EBS故障信息再作判斷。

用診斷儀讀取EBS 故障信息如圖10所示，故障點(diǎn)指向了前、后橋電子制動模塊及ESC模塊等3處，至于記憶故障可采用診斷儀中的歷程控制并清除內(nèi)存的方式來消除。

圖10 EBS故障信息

清除內(nèi)存，但故障無法消除。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，前、后橋制動模塊出故障的可能性很小，因此重點(diǎn)排查ESC模塊。檢查發(fā)現(xiàn)ESC模塊被錯裝，正確版本為進(jìn)口品牌，實(shí)際安裝了某國產(chǎn)產(chǎn)品。雖然二者外觀相似，且插接器也通用，甚至接線管腳定義也相同，但是內(nèi)部電路、標(biāo)定數(shù)據(jù)等并不同，因此與EBS控制器、電子制動模塊等無法匹配，引發(fā)一系列故障，導(dǎo)致無法標(biāo)定。重新更換ESC模塊后，故障消除并完成標(biāo)定。

4 總結(jié)

重卡的配置日益豐富，各種功能的電控系統(tǒng)升級換代之快可謂日新月異，卡車制造端的電氣故障同樣也是復(fù)雜多變。這是本系列文章中第2次分析與PS相關(guān)的電氣故障，也是第2次分析ESC標(biāo)定方面的故障，這就需要工程技術(shù)人員多學(xué)習(xí)、多積累才能應(yīng)對生產(chǎn)端的挑戰(zhàn)。