【摘" 要】從商用車的電氣故障中挑選1例典型電氣故障進(jìn)行詳細(xì)排查和分析，闡述產(chǎn)生故障的原因。通過原因分析，總結(jié)出2種可以避免類似問題的設(shè)計(jì)方案，提供一種設(shè)計(jì)思路，用以提高商用車的電氣設(shè)計(jì)品質(zhì)，降低故障率。通過此例問題的分析，也可以觸類旁通，為其他類似設(shè)計(jì)提供思考方向。

【關(guān)鍵詞】無法正常熄火；故障排查；設(shè)計(jì)改進(jìn)

中圖分類號(hào)：U463.6" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2022 ）12-0079-03

An Electrical Trouble Shooting Thought and Design Improvement Scheme for

Commercial Vehicle Unable to Turn off Normally

FAN Yu-zhen，YUAN Zhong-fu，HUANG Han

（Dongfeng Commercial Vehicle Technology Center，Wuhan 430056，China）

【Abstract】A typical electrical fault of commercial vehicle was selected and analyzed in detail，and the causes of the fault were described. Based on the analysis of the causes，two design schemes which can avoid similar problems are summarized，and a design idea is provided to improve the electrical design quality of commercial vehicles and reduce the failure rate. Through the analysis of this case，can also be analogy，for other similar design to provide thinking direction.

【Key words】failure to properly flameout；troubleshooting；design improvement

隨著商用車智能化、網(wǎng)聯(lián)化等需求，車上的控制系統(tǒng)越來越多，控制器之間的通信以及信號(hào)的傳遞越來越復(fù)雜，同一信號(hào)會(huì)被多個(gè)控制系統(tǒng)所需要。如果所需信號(hào)是通過CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，只要定義好通信報(bào)文，信號(hào)傳輸會(huì)相對(duì)穩(wěn)定、可靠。但車上也有很多硬線連接的信號(hào)，會(huì)有多個(gè)控制器或系統(tǒng)需要，這些控制器或系統(tǒng)要特別注意如何取用此硬線信號(hào)，因?yàn)樯圆涣粢饩蜁?huì)存在串電或電路匹配等導(dǎo)致的問題。本文基于硬線信號(hào)的采集極容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，也可以作為類似信號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)參考。

看似很簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，卻是在設(shè)計(jì)中容易疏忽的問題，由于這小小的疏忽，往往會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的整車問題，如本文所述的車輛無法正常熄火問題，嚴(yán)重的甚至?xí)斐梢贿B串關(guān)聯(lián)問題，大大降低了整車的設(shè)計(jì)品質(zhì)。

本文基于此特定故障，給出了針對(duì)故障的有效排查方法和思路，并就如何避免此類問題給出了相應(yīng)的解決方案或思考方向。

1" 整車無法正常熄火故障的分析和排查

按設(shè)計(jì)，在斷開發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的點(diǎn)火鑰匙電源后，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)斷油熄火，相關(guān)電路連接示意見圖1。而故障車輛在點(diǎn)火鑰匙打到OFF擋后（點(diǎn)火鑰匙斷開輸出），發(fā)動(dòng)機(jī)仍然無法停止運(yùn)轉(zhuǎn)，即無法熄火。說明此車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器并沒有收到點(diǎn)火鑰匙的斷電信號(hào)，即接到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的點(diǎn)火鑰匙信號(hào)一直處于有效狀態(tài)，也就是A線并未隨著點(diǎn)火鑰匙的關(guān)閉而斷開與電源的連接。

從圖1可看出，當(dāng)點(diǎn)火鑰匙斷電后，與其通過熔斷絲F1、F2相連的C、A均應(yīng)斷電，通過以上分析，故障車上的A信號(hào)并未斷開，因此著重排查與A相關(guān)的電路連接。

此車的整車控制器需要采集X開關(guān)的通斷信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)整車的某一電氣功能。但與X開關(guān)相連的B信號(hào)除了連接到整車控制器外，也通過繼電器的線圈與C進(jìn)行了連接，C線則通過熔斷絲F1與點(diǎn)火鑰匙連接到了一起。

接到整車控制器的X開關(guān)信號(hào)與整車某一功能強(qiáng)相關(guān)，即整車有此功能時(shí)才需要采集此開關(guān)信號(hào)，無時(shí)不需要，鑒于無此功能的同類車型均能正常熄火，因此著重圍繞X開關(guān)信號(hào)相關(guān)的電氣連接進(jìn)行排查。

X開關(guān)只有在與其相關(guān)的電氣功能起作用時(shí)才會(huì)起作用，而在車輛準(zhǔn)備熄火時(shí)，X開關(guān)一定是處于斷開狀態(tài)的。從圖1可以看出，在X開關(guān)斷開的情況下，電源的通斷均影響不到B信號(hào)，因此圍繞B的連接進(jìn)行排查。測(cè)量B線電壓，為高電位，即有電。查看整車控制器的內(nèi)部電路，B信號(hào)為整車控制器的一個(gè)輸入信號(hào)，在其懸空時(shí)（X開關(guān)斷開，沒有接到整車搭鐵時(shí)）為高電位，與實(shí)車測(cè)量情況相符。

再排查與B線相連的其他線路，看是否存在串電問題。如圖1所示，因B信號(hào)為高電平，與其通過繼電器線圈連接的C信號(hào)也為高電平。此時(shí)，即使點(diǎn)火鑰匙已經(jīng)打到OFF擋斷開了電源，但C信號(hào)會(huì)經(jīng)過熔斷絲F1，導(dǎo)致接點(diǎn)火鑰匙的D線為高電平，D線再經(jīng)過熔斷絲F2，使A線也為高電平，也就是接發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的點(diǎn)火鑰匙一直沒有斷電，所以發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，即不熄火，與故障現(xiàn)象相符。

2" 驗(yàn)證與思考

按以上原因分析及排查結(jié)果，斷開整車控制器與B線相連的接口，所述無法正常熄火問題排除，說明問題定位無誤。

通過此次問題的排查，暴露出了電氣設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)整車電氣原理時(shí)對(duì)信號(hào)傳遞的安全性、有效性考慮不周，只簡(jiǎn)單地從外部電路連接上判斷設(shè)計(jì)可行性，往往忽略或根本想不到去考慮相關(guān)控制器的內(nèi)部電路對(duì)外部連接的影響，如本案。

因此，在設(shè)計(jì)整車電氣原理時(shí)，除了要關(guān)注整車電氣的外部線路連接之外，還要關(guān)注相關(guān)控制器的內(nèi)部電路，如連接到控制器的接口是輸入接口還是輸出接口，是既可作為輸入接口也可作為輸出接口；此接口在外部線路連接信號(hào)無效時(shí)是什么狀態(tài)，即是高電位、低電位抑或其他。例如本案，因?yàn)榻诱嚳刂破鞯腂連接信號(hào)無效時(shí)（X開關(guān)斷開）為高電位導(dǎo)致。

另外，在設(shè)計(jì)整車電氣原理時(shí)，特別要注意與繼電器線圈、電磁閥線圈相連的線路，因其能為電信號(hào)傳遞提供有效通道，極易造成意想不到的問題，如本案例中的A線即是通過繼電器的線圈被強(qiáng)制拉為了高電平，導(dǎo)致部分接在A線上的系統(tǒng)在點(diǎn)火鑰匙關(guān)閉后也可以工作，與設(shè)計(jì)初衷不符，導(dǎo)致了本文所述的無法熄火問題。因此，一信號(hào)多用時(shí)，要盡量采用一定的技術(shù)手段將信號(hào)隔開，防止相互影響。

3" 設(shè)計(jì)改進(jìn)方案、思路

在汽車電氣設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)被多個(gè)控制器或系統(tǒng)采用的情況，通過對(duì)上述問題的排查和分析，如果不細(xì)致分析各方因素往往會(huì)導(dǎo)致意想不到的問題。因此，在進(jìn)行整車電氣線路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)同一個(gè)信號(hào)要被復(fù)用的情況，要盡量采用一定的技術(shù)手段將給各控制器或系統(tǒng)的信號(hào)隔開，讓此電信號(hào)只能單向流通而不能反向流通，防止如本文控制器內(nèi)部電路造成的對(duì)外部電路的影響。

基于此原則，在一個(gè)信號(hào)要被復(fù)用的時(shí)候，在外部電路的連接上可以考慮采用以下2種方案來阻斷相互之間可能存在的影響。如圖2所示，整車控制器需要采集X開關(guān)接通有效的信號(hào)，在電路連接上不直接從X開關(guān)處引線連到整車控制器，而是用X開關(guān)來控制繼電器2，將繼電器2的觸點(diǎn)連接到整車控制器，作為X開關(guān)接通時(shí)的判斷信號(hào)。在點(diǎn)火鑰匙上電的情況下，只要X開關(guān)接通，繼電器2的線圈通電，其觸點(diǎn)即會(huì)接通，也就是繼電器2觸點(diǎn)端的狀態(tài)和X開關(guān)的狀態(tài)是完全一致且同步的，這樣，接到整車控制器的繼電器2的觸點(diǎn)端信號(hào)（圖2中E連接線）既體現(xiàn)了X開關(guān)的狀態(tài)，同時(shí)繼電器2又將整車控制器所需的X開關(guān)狀態(tài)的線路連接與X開關(guān)隔離開來，兩者之間沒有直接的連接關(guān)系，有效避免了2個(gè)X開關(guān)信號(hào)連接線路之間的相互影響，可有效避免很多潛在的問題。

另一種通過外部電路來避免一個(gè)信號(hào)被多個(gè)控制器或系統(tǒng)采用存在潛在問題的設(shè)計(jì)方案如圖3所示，通過在其他復(fù)用線路上增加二極管來阻斷電信號(hào)的反向傳播。雖然繼電器線圈的下端和整車控制器均與X開關(guān)相連，即均需要X開關(guān)接通有效信號(hào)，但因?yàn)橛卸O管的存在，電位信號(hào)只能從B傳輸?shù)紽，而不能反向從F傳輸?shù)紹。采用這種設(shè)計(jì)，整車控制器的內(nèi)部電路就無法對(duì)B信號(hào)產(chǎn)生影響，也能有效解決可能存在的串電導(dǎo)致的問題。

4" 總結(jié)

當(dāng)然，如果能從控制器內(nèi)部電路上去解決其輸入管腳對(duì)外部的影響是最好的，這樣不僅可以節(jié)約外部線路的成本，也可以簡(jiǎn)化整車外部線路的連接，因?yàn)橥饴毒€路越復(fù)雜，潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)就越多。但在做整車電氣線路設(shè)計(jì)時(shí)，往往控制器的開發(fā)已經(jīng)完成，如果這時(shí)再提出如是要求，開發(fā)周期和控制器的成本都難以保證，所以本文主要還是從外部線路的連接上去思考避免問題的設(shè)計(jì)方向。

實(shí)際的汽車電氣線路遠(yuǎn)比文中的示例要復(fù)雜得多，本文通過用一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，通過詳細(xì)的分析，指出汽車電氣線路設(shè)計(jì)中容易被忽視的問題或方面，對(duì)提高汽車電氣設(shè)計(jì)的品質(zhì)指明了方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李朝暉. 汽車電器及電子設(shè)備[M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社，1993.

（編輯" 楊" 景）