高恩壯，于彥權(quán)，郭紅雷，劉從萍

（一汽解放汽車有限公司，吉林 長春 130011）

1 前言

本文選取的車型配備有整車控制器VCU，該控制器承擔了發(fā)動機控制單元的部分作用，也為各組CAN總線提供路由功能，將成為高端車型的標配，因此值得探究。

2 案例分析與排除

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

無法啟動；遙控鑰匙匹配失敗；儀表提示坡度傳感器未校準。

2.1.2 原因分析

1）無法啟動故障原因分析

PS控制器需在啟動前實現(xiàn)配電，按下啟動按鈕時先后吸合ACC繼電器和ON繼電器完成上電過程，期間將電子轉(zhuǎn)向柱鎖ESCL解鎖。AMT車型啟動時需擋位手柄在空擋，并踩制動踏板和長按啟動按鈕，這個過程是要獲取制動信號和發(fā)送啟動信號。VCU獲取啟動信號后控制啟動繼電器吸合，起動機動作，啟動控制的接線簡圖如圖1所示。

圖1 啟動控制的接線簡圖

無法啟動的故障原因較多，故障現(xiàn)象也不同，通常需讀取VCU故障信息作判斷。

2）遙控鑰匙匹配失敗故障原因分析

該型車輛下線后需對遙控鑰匙與PS控制器進行匹配，遙控鑰匙的電量、鑰匙制件品質(zhì)、天線信號都會影響匹配。隨車遙控鑰匙有兩把，若都無法匹配則天線故障可能性較大?？上扔迷\斷儀讀取PS控制器故障信息再作判斷。

3）坡度傳感器未校準故障原因分析

產(chǎn)線EOL檢測時要完成坡度傳感器校準，該傳感器的信號用于車輛載荷的計算，校準時要求安裝角度接近水平。該車的坡度傳感器安裝在駕駛室內(nèi)，產(chǎn)線作業(yè)時，需駕駛室在舉升狀態(tài)完成加注、汽車銘牌的安裝等工作，如果此時進行坡度校準就可能導致失敗。同時檢測完畢時，應當執(zhí)行下電操作，確?？刂破鲝臀徊⒈４鏀?shù)據(jù)，若斷電時間不夠，也會校準失敗，故障現(xiàn)象如圖2所示。

圖2 坡度傳感器待校準故障

2.1.3 排除過程

1）無 法 啟 動排除過程。按下啟動按鈕至ON擋，儀表完成自檢，發(fā)現(xiàn)儀表還提示前防碰撞預警故障、變速器故障和ABS故障，踩下制動踏板并長按啟動按鈕，儀表則滅屏斷電至OFF擋，車輛未啟動。診斷儀讀取VCU故障信息為：制動信號不可信。讀取ABS故障信息為：制動開關(guān)電流低于下限，似乎故障點都指向了制動方向。

由于該車采用AMT+ABS配置，車輛的坡道起步輔助功能由ABS實現(xiàn)，因此制動閥上還安裝有ABS壓力傳感器。該傳感器與制動開關(guān)安裝位置很近，有錯接的可能。將二者的插接器拔下，發(fā)現(xiàn)確實反接，從接線數(shù)量來看制動開關(guān)為4線，壓力傳感器為3線。將二者正確插接后，車輛恢復啟動，故障消除。

制動開關(guān)的管腳1為供電，2為搭鐵，不踩制動踏板時，管腳1與管腳4常閉合，VCU和PS獲取非制動狀態(tài)信號；踩下制動踏板時，管腳1與管腳4斷開后，與管腳3閉合，VCU和PS獲取制動信號，如圖1所示。由于制動開關(guān)被錯接，不滿足啟動條件，所以無法啟動。電子掃描雷達工作時也需要該信號，因此制動信號異常時儀表會提示前防碰撞預警故障。

2）遙控鑰匙匹配失敗故障排除過程。讀取PS故障信息為：車內(nèi)天線3信號故障。PS系統(tǒng)在駕駛室內(nèi)共安裝有5處天線，其主要作用有接收遙控鑰匙信號來控制車門控制器完成解閉鎖、探測遙控鑰匙的位置確定PS工作狀態(tài)。其中天線3安裝在啟動按鈕處，它會影響匹配過程。

檢查發(fā)現(xiàn)天線未插接，重新插接后，故障排除，鑰匙與控制器匹配成功。

3）坡度傳感器未校準故障排除過程。診斷儀連接VCU重新進行坡度校準，并順利完成。調(diào)取檢測日志發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)線校準時坡度傳感器呈一個較大角度，因此校準失敗，應該是當時駕駛室未完全落平導致的。

2.2 靜檢時的電氣故障

2.2.1 故障現(xiàn)象

儀表顯示VCU故障燈、制動系統(tǒng)氣壓過高；儀表顯示發(fā)動機故障燈和駕駛室翻轉(zhuǎn)警報燈；空氣懸架無法標定；前照燈及轉(zhuǎn)向燈控制開關(guān)失效。

2.2.2 原因分析

1）VCU故障、制動系統(tǒng)氣壓過高故障原因分析。本車采用VCU控制的智能APU（Air Process Unit），當制動系統(tǒng)氣壓超過12bar時，APU通過節(jié)能氣管向空壓機施加壓力反饋，空壓機卸荷，制動系統(tǒng)氣壓將不再升高?？上炔榭碫CU故障信息再作判斷。

2）儀表顯示發(fā)動機故障燈原因分析。引起發(fā)動機控制系統(tǒng)故障的原因有很多，需讀取發(fā)動機控制單元EMS故障信息再作判斷。值得注意的是本車為國VI排放系列發(fā)動機，GB 7258—2017中規(guī)定：關(guān)于具有電子控制單元（ECU）的汽車至少有一個ECU應記載有車輛識別代號等特征信息的要求對于除乘用車以外的其他汽車。如果產(chǎn)線進行數(shù)據(jù)灌裝時，因某些原因?qū)е耉IN未被寫入EMS，則儀表就會提示發(fā)動機故障燈。

3）駕駛室翻轉(zhuǎn)警告燈常亮原因分析。翻轉(zhuǎn)警告燈的接線原理（圖3）是儀表輸出10V電壓，警告開關(guān)閉合時該電壓被拉低，儀表顯示警告燈，儀表端的信號特征為低電平有效。警告開關(guān)位于液壓鎖附近，當駕駛室銷軸落入液壓鎖時，警告開關(guān)被斷開，翻轉(zhuǎn)警告燈熄滅。可先將警報開關(guān)拔下，測量來自儀表的輸出電壓是否正常。

圖3 駕駛室翻轉(zhuǎn)警報開關(guān)原理

4）ECAS無法標定故障原因分析。車輛下線后需完成ECAS標定，實際生產(chǎn)過程中一些故障將導致無法標定，基本可分為電、氣兩類，通常先讀取控制器的故障信息。

5）前照燈及轉(zhuǎn)向燈控制開關(guān)故障原因分析。本車的左組合開關(guān)集成有轉(zhuǎn)向和前照燈變光控制功能，采用光電耦合器（光耦）傳輸電信號，對于不熟悉光耦原理的人可能會將光電耦合器的供電忽略。當然轉(zhuǎn)向開關(guān)失效的原因也有車身控制器的因素，應當先仔細查看故障現(xiàn)象后再作判斷。光耦基本結(jié)構(gòu)如圖4所示，管腳1、2間串入發(fā)光二極管，3、4間為光控晶閘管，當有光照時，3、4間導通。

圖4 光耦基本結(jié)構(gòu)

2.2.3 排除過程

1）VCU故障、制動系統(tǒng)氣壓過高故障排除過程。診斷儀讀取到兩條VCU故障信息，如圖5所示，這表明APU未能使空壓機卸荷，導致制動系統(tǒng)壓力過高。先查看節(jié)能氣管的連接情況，節(jié)能氣管的兩端分別接APU和空壓機。檢查發(fā)現(xiàn)節(jié)能氣管在空壓機端崩開（圖6），重新插接后，故障排除。

圖5 APU故障信息

圖6 節(jié)能氣管崩開

2）儀表顯示發(fā)動機故障燈排除過程。讀取EMS的基本信息，發(fā)現(xiàn)車輛EIN未被寫入，故障信息如圖7所示。原因可能是EOL檢測完畢后操作者未能嚴格執(zhí)行斷電要求，導致該部分數(shù)據(jù)未被EMS存入。重 新 寫入并將歷史故障清除后，故障排除。

圖7 發(fā)動機EIN未刷寫故障

3）駕駛室翻轉(zhuǎn)警告燈常亮排除過程。將駕駛室舉起后發(fā)現(xiàn)，液壓鎖上卡入了一個螺母，導致駕駛室下落后無法歸位，警報開關(guān)也無法斷開。將螺母取出后，故障排除。

4）ECAS無法標定故障排除過程。診斷儀連接ECAS后，顯示系統(tǒng)無故障。用ECAS遙控器操作空氣彈簧升降時發(fā)現(xiàn)，按下上升鍵，空氣彈簧正常充氣舉升，但是按下降鍵時，空氣彈簧不僅不放氣回落，反而繼續(xù)充氣。這表明ECAS可能存在高度傳感器反接或者氣路錯接的故障。

檢查左右兩側(cè)的高度傳感器狀態(tài)，未見異常，再檢查電磁閥氣路接口，進氣和出氣管路均連接正確，懷疑是電磁閥電路存在問題。

ECAS控制器與電磁閥之間有4根接線，只需首尾測量接線的通斷即可排查出電路問題。測量發(fā)現(xiàn)控制器至電磁閥的2x8和2x2號線均不通，問題點出現(xiàn)在儀表板線束與底盤線束對接處，通過圖紙比對發(fā)現(xiàn)二者顛倒，接線重置后故障排除。

下面分析故障背后的原理，電磁閥控制原理如圖8所示。電磁閥內(nèi)部包含3個子電磁閥，分別為中心電磁閥、左側(cè)和右側(cè)電磁閥。2x6號線是3個子閥的公共供電端，2x2、2x1和2x8分別為各子閥的控制端。由圖可知，中心電磁閥是兩位三通，其余兩個閥為兩位兩通電磁閥。

圖8 ECAS電磁閥電氣原理圖

當2x2與2x8被反接后，按上升鍵時，2x1、2x2、2x8的電壓均被拉低至0V，2x6的電壓變?yōu)?4V，3個電磁閥均動作，氣口1向22和23口輸入高壓空氣，氣囊被充氣；當按下降鍵時，2x6電壓仍為24V，2x1被拉低至0V，該側(cè)電磁閥氣路導通，23口的氣壓由氣囊向電磁閥排氣口3輸出。此時2x2電壓不拉低，右側(cè)電磁閥無法動作，其氣路呈關(guān)閉狀態(tài)，而2x8被拉低至0V，中央電磁閥氣路導通，高壓空氣從1口將從23口輸出的空氣給“頂回去”，并繼續(xù)為左側(cè)空氣彈簧充氣。這就是按下降鍵時，空氣彈簧不僅不放氣回落，反而繼續(xù)充氣的原因。

5）前照燈及轉(zhuǎn)向燈控制開關(guān)故障排除過程。操作左組合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)撥至轉(zhuǎn)向擋和前照燈的近光、遠光擋，各燈具均不工作，儀表上也不顯示對應的圖標。同時發(fā)現(xiàn)多功能方向盤的按鍵也失效，由于多功能方向盤按鍵以時鐘彈簧為轉(zhuǎn)接點通過LIN線與VCU通信，VCU再將操作指令傳遞給儀表，并顯示對應的圖標。而時鐘彈簧的其中一路供電與左組合開光的光耦供電一致。

由此認定此供電出問題的概率較大，通過查看熔斷器盒的熔斷絲，未見異常，且熔斷絲的上游電壓正常。再查看熔斷絲的下游接線，發(fā)現(xiàn)下游對應的插接器插針彎折（圖9），導致供電在此處截止。插針修復后，故障排除。

圖9 插針彎折

2.3 動檢時的電氣故障

2.3.1 故障現(xiàn)象

定速巡航失效；低速時，儀表不顯示車速。

2.3.2 原因分析

1）定速巡航失效故障原因分析。定速巡航功能通常只受VCU或EMS電控數(shù)據(jù)的影響。巡航功能開啟后，當滿足多個條件時，巡航才可生效。如車速應當達到閾值，本車的巡航生效的車速條件是大于20km/h，制動信號（包括行車制動、駐車制動、排氣制動、發(fā)動機制動、緩速器制動等輔助制動，牽引車則還有掛車制動）和油門信號未介入，以及巡航OFF開關(guān)未被按下等。巡航失效時應當先用診斷儀讀取VCU和EMS電控數(shù)據(jù)是否正確，然后讀取巡航開關(guān)的動態(tài)數(shù)據(jù)，查看開關(guān)信號是否正常。

2）儀表不顯示車速故障原因分析。車輛采集車速的方式主要有兩個，一個是通過車速傳感器采集變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，另一則是通過ABS的輪速傳感器采集齒圈的轉(zhuǎn)速，二者的轉(zhuǎn)速還要結(jié)合后橋速比、輪胎半徑才能計算出車速。大部分車輛通常都會有這兩種傳感器（圖10），但有些車取消了車速傳感器，只保留了輪速傳感器。如果儀表不顯示車速可用診斷設(shè)備讀取車速傳感器和輪速傳感器的動態(tài)數(shù)據(jù)，再作判斷。

圖10 車速傳感器

2.3.3 排除過程

1）定速巡航失效故障排除過程。診斷儀連接VCU和EMS讀取對應的基本信息，發(fā)現(xiàn)各自的電控數(shù)據(jù)版本均正確，讀取巡航各開關(guān)信號動態(tài)數(shù)據(jù)流，也未見異常。由于該車配置有緩速器，如果動檢時，緩速器開關(guān)被撥至工作擋位，定速續(xù)航將無法生效。

在確認緩速器開關(guān)為關(guān)閉狀態(tài)下，將車輛重新進行了一輪路試，發(fā)現(xiàn)定速巡航仍不工作。用診斷儀讀取制動信號動態(tài)數(shù)據(jù)流，仍未見異常。最后發(fā)現(xiàn)未踩制動踏板時，汽車的制動燈仍然工作。制動燈工作的條件之一是制動踏板被踩下，而本車是牽引車，駕駛室內(nèi)還安裝有掛車手制動手柄（圖11），因為手柄與車身控制器間有控制線路，若手柄未被釋放，制動燈同樣會工作，巡航也無法生效。檢查發(fā)現(xiàn)掛車手制動手柄雖處于釋放狀態(tài)，但內(nèi)部存在卡滯，將其反復提拉幾次后，卡滯現(xiàn)象消失，制動燈熄滅，再次動檢時巡航正常工作。

2）儀表不顯示車速故障排除過程。檢查變速器輸出軸上的車速傳感器，發(fā)現(xiàn)其插接良好。診斷儀連接VCU同時讀取車速傳感器和輪速傳感器的動態(tài)數(shù)據(jù)流（圖12），當變速器輸出軸轉(zhuǎn)速在348r/min時，車速傳感器計算的車速幾乎為0，而ABS計算的車速卻達到了18.21km/h，顯然車速傳感器的計算數(shù)值有誤。根據(jù)汽車理論中的車速計算公式，可知車速=0.377×發(fā)動機轉(zhuǎn)速×車輪半徑/變速器擋位速比/后橋速比，本車采用輪胎規(guī)格為295/80R22.5，半徑約為0.52m，此時變速器擋位為7擋，擋位速比為2.724，后橋速比為3.727，計算的理論車速為18.30km/h，與ABS輪速傳感器采集的車速接近。

圖11 掛車手制動手柄

圖12 車速信號動態(tài)數(shù)據(jù)

測量車速傳感器的供電、信號和搭鐵，發(fā)現(xiàn)三者均正常，認為是該傳感器內(nèi)部故障。重新更換傳感器后，故障排除。

2.4 分析小結(jié)

案例車故障及成因統(tǒng)計見表2。

表2 案例車故障及成因統(tǒng)計

3 總結(jié)

重卡在舒適性方面正加速向乘用車靠攏，本車配置的一鍵啟動系統(tǒng)就是一個例子。本文中還涉及到國家法規(guī)項對下線車輛的影響和空氣懸架氣路分析，因此要求從業(yè)人員拓展知識面，不斷學習才能適應技術(shù)發(fā)展的步伐。