配备集成智能接线盒车身电气系统的检测与维修

2019-01-04高丽洁杜方鑫

汽车电器 2018年12期

高丽洁，杜方鑫

（1.长江工程职业技术学院，湖北武汉 430212；2.武汉城市职业学院，湖北武汉 430064）

近年来，电子信息技术、计算机技术在汽车上广泛应用，数据总线技术、局域网控制技术以及嵌入式技术等电控技术逐步渗入到汽车发动机、车身电气及底盘等方面，有效提高汽车控制系统控制精度，大大改善汽车安全、环保、动力和经济性能。现如今人们对于汽车的便利性和舒适度要求更高，更多的是体现在车身电气上，比如免钥匙进入系统、自动空调系统、自动前照灯、自动雨刮器系统等。随着汽车使用的便利性和舒适性的提升，车身电气变得更加复杂。车身电气是提供车辆种种便利功能的集成控制系统，经由单一系统控制功能逐步向更高级的多系统控制功能发展。早期车身控制模块BCM和智能接线盒SJB系统中，智能接线盒只是熔断丝和继电器集成，不具备自诊断功能；升级后，在智能接线盒SJB系统基础上，增加了智能电源转换装置IPS、集成网关等模块，称之为集成智能接线盒。它通过CAN通信网络进行通信，更多模块有机连接在一起，具备通信、控制和自诊断功能，提供支持故障代码、数据流和执行器强行驱动等功能。

汽车集成化、智能化、网络互联功能的日新月异，使得汽车故障的维护诊断也就越复杂。这就要求汽车维修检测人员不断加强技术学习、与时俱进，掌握现代化检测仪器使用方法，才能对故障汽车进行准确、快速地检测维修。

1 与传统汽车用电设备的控制方式相比，集成智能接线盒的电路特点

1.1 开关直接控制和继电器控制的电路特点

传统汽车用电设备的控制方式主要有开关直接控制和继电器控制，开关直接接通用电设备仅适用于小功率用电设备，电路相对简单，组成部件少。使用万用表、试灯等检测设备即可完成检测维修。在大功率用电设备电路中，为了减小开关等控制部件的工作电流，引入继电器，实现对用电设备的间接控制，大电流电路由继电器触点接通，而开关等控制部件接通继电器线圈回路。继电器控制电路结构相对复杂，万用表、试灯等检测设备亦可完成检测维修。为了满足客户多样化需求，现代汽车用电设备越来越多，使用的继电器数量非常庞大，这样为维修带来了极大困难。开关直接控制和继电器控制线路同时存在连接线繁多的问题，比如电源、熔断丝、控制开关、控制继电器和用电设备之间均要用连接线连接，由于布置位置分散，线路连接冗长，势必造成检修范围大、难度高等问题。

1.2 集成智能接线盒控制的电路特点

MCU是智能接线盒控制单元，集成智能接线盒控制电路连接关系示意框图如图1所示，在智能接线盒SJB系统基础上，增加了智能电源转换装置IPS和集成网关等模块。

图1 集成智能接线盒控制电路连接关系示意框图

智能电源转换装置IPS是将熔断丝、继电器集成在一起，控制负载电源的半导体装置。它大大减少器件间引线，广泛应用于车身电气系统输出控制上。对电路断路、电路短路和超载作出快速响应，提供可靠保护，支持自诊断和故障分析，允许小型多通路控制，而且在功能增加情况下易于升级。智能电源转换装置内部有中央处理器，利用车辆通信系统接收开关信号，并通过通信线路与其它模块分享开关状态信息。当输入条件满足时，智能电源转换装置接通或者断开相应的车身电气系统执行器电源电路。控制过程为智能电源转换装置输出小电流接通继电器线圈，以激活继电器常开触点动作，从而接通大电流负载电路。

2 汽车检测与维修常用的方法适用性分析

在汽车维修过程中，汽车故障诊断常用的方法有人工直观经验法、仪表设备诊断法和汽车自诊断法。

2.1 人工直观经验法适用分析

人工直观经验法主要依靠维修人员的实践经验和技术水平，借助简单的维修工具、局部拆卸对故障汽车进行检测。人工直观经验法维修成本低，仅适用于汽车异响故障、机械故障及非电脑控制的电气系统故障等的诊断维修，对于电脑控制的电气系统故障，通过维修人员观察、简单测量是无法检测控制单元内部参数的，所以人工直观经验法对于智能电源转换装置控制电路故障诊断维修是束手无策的。

2.2 仪表设备诊断法适用分析

仪表设备诊断法是指采用检测设备、仪器和工具来检测汽车的结构参数、技术状态（如间隙、尺寸、形状、相关位置的变动、真空度、压力、油耗和功率等）、曲线和波形等，从而对汽车故障进行诊断的方法［1］。汽车常用的检测诊断设备有万用表、废气分析仪、示波器、汽车故障分析诊断和发动机综合性能分析仪等，检测诊断设备在不拆解汽车的情况下，对各个电气系统的工作参数进行动态和静态的检测，从而判断汽车的工作状态。比如汽车故障分析诊断，通过诊断接口与汽车各个电控单元通信，通过识读故障码、清除故障码、读数据流、驱动测试、系统初始化设定等操作可以对汽车故障做出确切诊断。仪表设备诊断法适用于电脑控制的系统故障诊断分析，检测时不用解体任何部件，不会因为维修时拆卸不当扩大系统故障，故障点判断准确，工作效率高，是带智能电源转换装置的电控化程度高的车企应用最为广泛的汽车检测与维修方法。

2.3 汽车自诊断方法适用分析

汽车自诊断方法是指装有微处理器控制单元的汽车，控制单元实时对汽车控制系统中各组成部分工作状态进行自动监测。当监测数值超出正常范围或者消失时，控制单元会点亮仪表板的报警指示灯，同时把该故障以故障码的形式存储在电控单元的存储器。第1代汽车自诊断系统由于设计存在缺陷且缺乏统一的诊断标准使其发展受到限制，比如故障码输出方式是汽车检测维修人员触发相应端脚，报警指示灯闪烁，循环输出故障代码，维修人员查阅维修手册读取故障代码含义。维修完成后，一般断开ECU的电源30 s故障码将会自动清除。第1代汽车自诊断方法是自成体系，读取和解码操作复杂，给汽车维修人员带来很大的困难，不具有通用性［2］。

取而代之的是第2代汽车自诊断系统，具有标准化的诊断插座、通信协议、故障诊断码、扫描工具及诊断模式等［3］。故障码读取方式不仅采用故障指示灯指示，而且还可以使用故障诊断仪读取，还具有数据流、动作测试等功能。自诊断系统交互式通信升级使汽车维修人员操作更加便捷。

配备集成智能接线盒的车身电气系统检测方法主要是选用仪表设备诊断法和汽车自诊断法，也就是利用故障诊断仪等检测仪器与汽车进行自诊断交互式通信，通过故障码信息、数据流参数、驱动测试结果等对汽车故障进行分析和诊断。在整个检测维修过程中，维修人员对于汽车运行状况、声响、温度的变化以及振动的幅度等观察也至关重要，故人工直观经验法辅之［4］。

3 配备集成智能接线盒的车身电气系统失效保护分析及检测流程

以配备集成智能接线盒的起亚智能前照灯系统为例，分析失效保护及检测流程。

3.1 智能前照灯系统正常工作时控制程序及失效保护分析

起亚智能前照灯系统信号传输示意图如图2所示。

图2 起亚智能前照灯系统信号传输示意图

1）智能前照灯系统正常工作时控制程序前照灯的组合开关信号包括近光、远光开关和自动灯光开关信号，这些组合开关信号直接传送给车身控制模块BCM。BCM通过CAN通信电路与智能接线盒SJB中的控制单元MCU通信，将相应的电器设备的操作指令发送给SJB的MCU。SJB通过相应的智能电源转换装置IPS控制远光、近光电路的接通。BCM与SJB通过CAN通信，信息传递是双向的，前照灯的工作状况也会CAN通信反馈给BCM，BCM以此判断电路工作是否正常。与此同时，数据也会传送到仪表模块，在仪表模块上显示操作状态。

2）智能大前照灯系统失效保护分析智能接线盒SJB内部装有备用电路，与CAN通信分开，备用电路与前照灯的组合开关信号中的近光开关相连接，直接接收近光开关信号。在系统工作正常时，智能接线盒控制单元MCU控制备用电路，使其不工作。当MCU或者CAN通信故障时，MCU不能输出备用电路控制信号时，备用电路工作，当备用电路接收到灯光开关信号，直接控制智能电源转换装置IPS接通远光、近光电路。

3.2 配备集成智能接线盒的起亚智能前照灯系统检测流程

汽车故障诊断始于故障现象收集，准确、全面的故障现象可以起到事半功倍的效果，尤其是智能化程度高的车辆，所以检修第一步是试车，不拆解情况下的检测，全面收集故障现象。前照灯系统试车检测方法为：一个维修人员改变灯光组合开关接通挡位时，另一个维修人员观察汽车两侧的近光、远光点亮情况，是一个、几个还是全部灯不亮，记录故障车全部灯光系统的工作状况。

第2步识读故障码和数据流。配备集成智能接线盒的起亚智能前照灯系统不同于继电器控制电路，智能接线盒SJB有控制单元MCU，控制单元MCU实时记录各个灯具的工作状态，当发生故障时，会记录故障码反馈给BCM。灯光系统的开关同时与车身控制模块BCM和SJB直接相连，当改变开关状态时，BCM和SJB均以数据信息储存，利用故障分析仪与BCM或者SJB通信均可以识读灯光组合开关的数据流参数，判断此信号的有效性。故障分析仪识读灯光组合开关数据流，如图3所示。若接通开关，数据流参数显示为ON，正常；数据流参数显示为OFF，故障，即可确定故障区域在灯光组合开关及连接线电路。再使用万用表对灯光组合开关及连接线进行单件检测，若组合开关损坏，更换；若连接线路故障，修复。

特别说明，若检修时，遇到故障分析仪与BCM或者SJB无法通信，在确认故障分析仪与诊断接口数据线连接正常情况下，进一步检修BCM和SJB电源线和搭铁线，若正常，采用替换法检修BCM和SJB。