夏正強(qiáng)

（金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司豪華車技術(shù)部，江蘇 蘇州 215026）

1 問題背景

據(jù)客戶反饋，車輛在行駛過程中，乘客門會自動打開，這涉及到行車安全，問題很嚴(yán)重，于是自然想到可能的原因就是門系統(tǒng)故障，比如機(jī)械機(jī)構(gòu)異常、防夾開關(guān)失效，甚至門泵氣路堵塞或漏氣等，于是在公司內(nèi)部找來同類型車輛進(jìn)行動態(tài)模擬比對，卻一直未能復(fù)現(xiàn)客戶所述故障現(xiàn)象，甚至有同事懷疑客戶反饋信息的真實(shí)性，故障原因依然是個謎。但客戶持續(xù)反饋這個問題，并引起高層重視。

2 故障分析

后來經(jīng)過與客戶進(jìn)一步溝通，客戶提到的一個奇怪的現(xiàn)象引起了筆者的思考，即在駕駛員開車過程中調(diào)大音響音量時，時而出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。因此，我們先來看看這款車的門系統(tǒng)電路（圖1），從門系統(tǒng)電路以及整車電路來看，這個現(xiàn)象又解釋不通，因?yàn)橐繇懴到y(tǒng)和門系統(tǒng)似乎毫不相干；通過圖紙文件綜合分析，整車電路上，車門系統(tǒng)和音響系統(tǒng)唯一可能的聯(lián)系，就是各自回路通過不同的搭鐵點(diǎn)回到蓄電池負(fù)極。會不會音響工況改變，使得回路存在電壓差，從而導(dǎo)致開門信號異常觸發(fā)車門打開？帶著這個假設(shè)進(jìn)行反推，如果音響調(diào)高音量，從而音響電流增大，導(dǎo)致門系統(tǒng)受到干擾，這種可能性完全存在，因此進(jìn)一步去查看相關(guān)線束的工藝性及實(shí)際連接情況，詳見表1。從表1看到，音響系統(tǒng)和門控系統(tǒng)的搭鐵在同一組，這就給它們互相干擾提供了可能。

表1 各用電設(shè)備搭鐵線

圖1 門系統(tǒng)電路原理圖

這款車的電器系統(tǒng)的搭鐵方式比較特別，由于之前采用內(nèi)聯(lián)及手工壓接方式，導(dǎo)致內(nèi)聯(lián)點(diǎn)不固定，且存在連接點(diǎn)壓降大，容易發(fā)熱導(dǎo)致燒線事故的原因，SCANIA要求采用外部合壓的方式：即將同一回路的導(dǎo)線連接點(diǎn)放到插接器處，這樣易于查找故障，如圖2所示。

圖2 外部合壓方式

根據(jù)分解圖及連接順序文件，搭鐵線壓接順序如下。

搭鐵螺栓—35E（2.5平方，搭鐵）—35M（1.5平方，駕駛員窗加熱）—35M2（1.0平方，電源預(yù)留）—35N（1.0平方，點(diǎn)煙器）—35P（1.0平方，降壓器輸入）—35Q（1.0平方，降壓器輸出）—35R（1.0平方，后視鏡調(diào)節(jié)）—35S（1.0平方，后視鏡加熱）—35T（1.0平方，音響）—35U（1.0平方，除霜器控制）—35V（1.0平方，12V電源）—35W（1.0平方，門控制器）—35X（0.75平方，門遙控）—35Y（0.75平方，倒車監(jiān)視器）。

帶著假設(shè)進(jìn)行理論推導(dǎo)后，基本確定了故障原因，于是，我們決定召集各部門業(yè)務(wù)骨干組成調(diào)查組，趕赴現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察驗(yàn)證并幫客戶解決這一問題。

3 實(shí)車檢查

我們來到SCANIA位于墨爾本的售后服務(wù)站，在其維修車間，首先看到了0031號車，恰巧該車也是客戶前期反饋的故障車之一，當(dāng)時該車正在充電（據(jù)客戶反映新到港的車輛普遍存在蓄電池饋電現(xiàn)象；推測大概率是未關(guān)閉電源總開關(guān)且海運(yùn)時間長導(dǎo)致蓄電池饋電），盡管已經(jīng)充了電，當(dāng)時蓄電池電壓也僅有18.9V，嚴(yán)重低于蓄電池額定電壓。

在此時未發(fā)動的情況下，我們和服務(wù)站工作人員按此前客戶反饋的情況進(jìn)行試驗(yàn)，目的首先要復(fù)現(xiàn)故障現(xiàn)象，然后進(jìn)行測量分析。圖3為音響處電壓測試，我們打開車上所有燈、后視鏡加熱、音響等用電器，并快速反復(fù)調(diào)節(jié)音量，同時測量音響輸入搭鐵與儀表臺處搭鐵間的電壓差，測量結(jié)果：該電壓差在2.31～13.95V間波動。

圖3 音響處電壓測試

更換充足電的完好蓄電池，然后發(fā)動車輛，蓄電池電壓顯示25.2V，再次進(jìn)行測量，音響搭鐵線與搭鐵電壓在6.6V左右，門控制器電源電壓在19～25.2V之間波動，在調(diào)節(jié)音響的過程中，音響自帶熔斷絲（10A）熔斷。

更換音響熔斷絲后，再次進(jìn)行測試，在發(fā)動機(jī)發(fā)動和不發(fā)動的情況下反復(fù)測試，發(fā)現(xiàn)除了音響熔斷絲易燒斷和搭鐵電壓差不同外，在不發(fā)動的情況下，車輛出現(xiàn)2次自動開門現(xiàn)象。從測試情況可以看出，蓄電池電量是否充足，對客戶反饋的故障現(xiàn)象是有影響的。

隨后對0003號車進(jìn)行了測試，首先測試蓄電池電壓，顯示24V，在未發(fā)動車輛的情況下，隨后按上述方法測試，音響搭鐵線電壓降到17V后，音響突然停止工作，車門自動打開；發(fā)動車輛后，重復(fù)測試，音響開到最大，調(diào)節(jié)后視鏡等，電壓降仍可達(dá)到約5～7V，但未有自動開門現(xiàn)象；測試音響電流，在2～15A之間波動，當(dāng)電流達(dá)到15A時，超過熔斷絲容量，故熔斷絲熔斷。圖4為0003號車音響處電參數(shù)測試。

圖4 0003號車音響處電參數(shù)測試

能夠復(fù)現(xiàn)故障現(xiàn)象，就前進(jìn)了一步，為驗(yàn)證假設(shè)提供了依據(jù)。為了得到更多的信息，我們繼續(xù)查看了0006號車，不過該車客戶自行加裝了電視機(jī)（電動翻轉(zhuǎn)）、路牌等設(shè)備。該車測試未出現(xiàn)開門現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)開關(guān)處搭鐵線、門控制器處搭鐵線與音響搭鐵線并未串接在一起；隨著音量調(diào)整，音響處電流約在2～4A波動。為排除音響系統(tǒng)本身對測試參數(shù)的影響，調(diào)換故障車輛0003號車的音響總成到正常車輛0006號車上，測試結(jié)果與此前一樣，音響處幾乎沒有電壓降，該車線束與0003號車的線束不同，0003號車的搭鐵線連接與線束廠家提供的文件不符，音響搭鐵線與開關(guān)搭鐵線相連；0006號車的音響搭鐵線與開關(guān)搭鐵線未連接，說明此前0003號車開門故障及測試參數(shù)異常，不是音響系統(tǒng)造成的，而是線束差異造成的。

根據(jù)以上測試結(jié)果分析，廠家提供的線束并未按他們的工藝文件制作，搭鐵線串接比較隨意。當(dāng)線束搭鐵線串接太多時，大功率設(shè)備同時工作，造成搭鐵壓降增大，此時若調(diào)高音響音量，因音響額定輸出功率一定，當(dāng)此電壓降低時，為達(dá)到額定功率，音響就要盡力吸收電流，當(dāng)電流超過其負(fù)載能力或熔斷絲承載能力時，音響死機(jī)或熔斷絲熔斷。在音響故障發(fā)生的同時，由于車門控制器（圖5）本身先天不足，對于搭鐵電壓波動缺乏足夠的抗干擾能力，此時容易導(dǎo)致車門控制器8號引腳輸出錯誤開門信號而使車門打開；在蓄電池電壓不足時，加劇了該故障發(fā)生的幾率。

圖5 車門控制器

為進(jìn)一步證實(shí)此分析，我們找到未采用串接搭鐵線的車輛0013號車，該車已運(yùn)行了40多萬公里，在未發(fā)動車輛的情況下，進(jìn)行故障模擬，未有音響死機(jī)或燒熔斷絲現(xiàn)象，更無車門自動打開的情況發(fā)生。隨后進(jìn)行測試，如圖6所示，音響處電壓無壓降，電壓穩(wěn)定，調(diào)節(jié)音響音量，測試電流在1～5A之間隨音量大小而波動；無論現(xiàn)象還是測試參數(shù)都正常。

圖6 0013號車音響處電參數(shù)測試

繼續(xù)擴(kuò)大測試范圍，找到0012號車，該車客戶已自行加裝了攝像頭、路牌等設(shè)備，在未發(fā)動車輛的情況下，打開音響并調(diào)節(jié)音量，測試副儀表臺處開關(guān)的搭鐵線電流，電流在0.3A左右，變化不大，說明該車音響搭鐵線沒有和此處開關(guān)搭鐵線串接在一起。測試門控制器處電壓，同時調(diào)節(jié)音響音量，控制器電源電壓在22～24V之間波動，變化不大，測試此處電流，在0.1～0.83A之間波動，變化也不算大。開后視鏡轉(zhuǎn)向及加熱，門控制器處電流在2.0～6.3A之間波動。調(diào)節(jié)音量，測試門控制器搭鐵線電流，為0.22A，門控制器處電流無變化，說明音響搭鐵線和門控制器搭鐵線未連接。再測副儀表臺開關(guān)處搭鐵線電流，為0.08A，不隨音量變化而變化。開后視鏡，門控制器處電流有變化，說明門控制器的搭鐵線和后視鏡搭鐵線串接，調(diào)節(jié)音響控制器處電流無變化，說明門控制器搭鐵線和音響搭鐵線不相連。圖7為0012號車音響處電參數(shù)測試。

圖7 0012號車音響處電參數(shù)測試

繼續(xù)測試0009號車，如圖8所示，該車音響接口搭鐵線為單根線，即未進(jìn)行串接，音響處搭鐵線為起點(diǎn)或終點(diǎn)，或?yàn)閱为?dú)搭鐵線。經(jīng)測試，該車音響搭鐵線無壓降，電流在約2.0～4.8A之間波動，正常。

圖8 0009號車音響處電參數(shù)測試

然后和服務(wù)站工作人員一起測試了0010號車，用前述方法進(jìn)行測試，測得音響壓降范圍在24.3～24.9V，幾乎無變化，隨著音量變化，電流在1.2～4.8A之間變化，在測得音響處搭鐵線與儀表臺搭鐵處電壓降為0.1V，結(jié)果正常。

對于老搭鐵方式（結(jié)構(gòu)類似于圖12a）的車0001號車進(jìn)行測試，如圖9所示，音響搭鐵處電壓變化為0.36V，電流變化為2～4.3A。

圖9 0001號車音響處電參數(shù)測試

為進(jìn)一步查證，在服務(wù)站工作人員協(xié)調(diào)下，客戶送來了前期反饋的故障車0002號車。首先測量了蓄電池電壓，顯示為25.4V。查看該車狀況，客戶自行加裝了路牌、監(jiān)控系統(tǒng)等裝置，雜物盒下加裝了熔斷絲、監(jiān)控設(shè)備主機(jī)、模塊等，儀表臺搭鐵螺栓處有額外增加的搭鐵片。進(jìn)行音響搭鐵處壓降測試，無變化。拆除客戶自行安裝的搭鐵線，再測試音響搭鐵線與儀表臺搭鐵間電壓，隨著音響音量調(diào)節(jié)，再打開后視鏡加熱，此時車門自動打開、音響熔斷絲燒斷。再測量音響搭鐵線與哪些電器的搭鐵線串接情況，此車的音響搭鐵線與門控制器、后視鏡、門開關(guān)等搭鐵線相串接。拆除門控制器，再調(diào)節(jié)音響音量，測得音響處壓降在音量達(dá)到最大時疊加打開后視鏡加熱，音響電源電壓降低到4V多，此時音響死機(jī)，但門未自動打開，基本可以判斷開門的錯誤信號是從車門控制器發(fā)出的。用準(zhǔn)備的車門控制器測試搭鐵線接入線束，使得門控制器搭鐵線單獨(dú)搭鐵，再次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)音響處無電壓降，車門也未自動打開。

SCANIA瑞典工程師及服務(wù)站擔(dān)心此前讓他們改制的方案還會有其它隱患，擬對線束進(jìn)行進(jìn)一步測量。還是對0002號車進(jìn)行測量，該車經(jīng)服務(wù)站臨時改制，已增加了音響搭鐵線、門控制器搭鐵線和遙控器搭鐵線。在此車未發(fā)動的情況下，測量電源電壓，顯示為24.4V，調(diào)節(jié)音響音量，如圖10所示。

圖10 0002號車音響處電參數(shù)測試

音響搭鐵與儀表臺搭鐵螺栓之間壓降為0.1V，音響電源電壓在23.8～24.2V間波動。

遙控器搭鐵與儀表臺搭鐵螺栓之間壓降為0.1V，遙控器電源電壓在23.8～24.1V間波動。

車門控制器搭鐵與儀表臺搭鐵螺栓之間壓降為0.1V，門控制器電源電壓在24.2～24.4V間波動。

后視鏡加熱搭鐵與儀表臺搭鐵螺栓之間壓降為0.3V，后視鏡加熱電源電壓在23.6～24.3V間波動；雨刮器電源電壓在24.3～24.4V間波動。

以上說明經(jīng)改制方案是安全有效的。

4 故障確認(rèn)

第2天和SCANIA瑞典工程師一起進(jìn)行相關(guān)測試，如圖11所示，還是在0031號車上，斷開車門控制器上二極管，證明異常開門信號是從車門控制器的8號腳輸出的。為進(jìn)一步確認(rèn)，斷開車門控制器插件，只保留電源、搭鐵及開門輸出信號，再次測試，門能夠異常打開，說明錯誤開門信號是從該處輸出，而不是從其它引腳串入的。盡管如此，SCANIA瑞典技術(shù)人員同意這不是車門控制器本身問題，主要由于串接搭鐵方式造成搭鐵電阻和壓降過大，使得車門控制器工作異常。

圖11 0031號車音響處電參數(shù)測試

5 改善措施

由于這種搭鐵方式不良，線束制作的不一致以及車門控制器性能不佳，蓄電池時有饋電，導(dǎo)致該故障發(fā)生及隱患存在，故對于后續(xù)改善措施如下。

1）在用車，采用增加額外搭鐵線的方法。

2）對于后續(xù)生產(chǎn)車輛，如果SCANIA仍堅持保留此種搭鐵方式，需線束廠工藝進(jìn)行調(diào)整，對于音響、后視鏡加熱、車門等大功率或關(guān)鍵用電器進(jìn)行單獨(dú)搭鐵或所有串搭鐵線節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行限制，如不超過3個，且必須保證制作一致性。

3）如SCANIA取消此種搭鐵方式，恢復(fù)到樹狀搭鐵方式，但在內(nèi)部實(shí)行超聲波焊接，并用雙層熱宿管進(jìn)行密封防護(hù)。此種接線方法的優(yōu)點(diǎn)在于：①減少導(dǎo)線用量，減少線束體積和質(zhì)量，節(jié)約材料成本；②降低線路阻抗，避免過熱；③機(jī)械性能更牢靠，提高電氣可靠性；④減少線束制作的工時。超聲波焊接內(nèi)聯(lián)樹狀結(jié)構(gòu)如圖12所示。

圖12 超聲波焊接內(nèi)聯(lián)樹狀結(jié)構(gòu)