X80安全气囊系统报警故障排查案例分析

马文峰，刘 毅

（一汽轿车股份有限公司 奔腾开发院，吉林 长春 130012）

1 故障现象

经用户反馈，车辆在正常使用中，仪表的安全气囊系统故障灯突然点亮，使用诊断仪读取故障码，显示为“安全气囊控制单元内部故障”，无法通过诊断仪消除故障码，需更换新的安全气囊控制单元 （Airbag Control Unit，以下简称ACU）。车辆更换新的ACU后，故障灯熄灭，但车辆在使用一段时间后仪表的ACU故障灯会重新点亮，故障显示仍为“安全气囊控制单元内部故障”，需在车辆上找到故障的根本原因。

2 故障排查过程

根据实车情况和用户反馈的故障情况，对此故障进行排查。首先确认故障码“安全气囊模块内部故障”的产生条件：控制单元进水、电路板受潮腐蚀／损坏、受到电磁干扰等。通过实车检查，初步排除了控制单元进水、电路板腐蚀／损坏等情况，推测故障车辆上可能存在较大的电磁干扰，对ACU产生了影响。

实车检查发现用户车辆上加装了行车记录仪、导航、车载充电器等电子设备，因此先从用户加装设备开始检查，排查是否是加装设备产生的电磁干扰。

经过排查，发现用户使用的行车记录仪、导航等电子装备不会对车辆产生明显影响，而车载充电器对外有较大的电磁骚扰。当没有安装车载充电器时，ACU供电端的电压波形如图1所示。从图1中可以看出ACU供电电压平稳，波形上的毛刺很小，几乎不可见。

图1 ACU供电端电压波形

图2 车载充电器安装位置

将车载充电器安装在车辆的后备电源上 （图2），同时测量后备电源处的供电电压波形，发现测得的电压波形出现了明显的干扰，见图3。

此时，再测量ACU供电端的电压波形，发现ACU供电电压波形出现了异常，如图4所示，原来的平稳波形出现了大量的骚扰信号，骚扰信号与电压信号叠加后，形成了较宽的电压波形。

此时让车载充电器带载，在充电器上连接手机充电线和手机，发现ACU供电端的电压波形的骚扰信号变大 （图5），骚扰信号与电压叠加后的电压波形宽度更大，此时，仪表的安全气囊故障灯点亮，故障复现。

图3 后备电源的电压波形

图4 加装车载充电器后ACU端的电压波形

图5 车载充电器带载后ACU端的电压波形

由图1～图5综合可以得出表1的结论。

表1 不同情况下ACU供电端电压

虽然在车载充电器加装并带载情况下，使用万用表测量的供电电压未发生明显变化，但是通过示波器采集的电压波形可以明显看出，供电电压中叠加了很大的电磁骚扰。将车载充电器拆下后，重新测量后备电源处的供电电压波形、ACU供电端的电压波形，发现上述的电压波形均恢复正常，同图1所示状态。

为了排除车辆本身因素，进一步证实车载充电器存在的电磁骚扰，将该车载充电器安装在专用测试车辆上，结果测试车辆也出现了同样的故障。

综上，故障车辆由于用户的车载充电器对ACU供电回路产生了较大的传导耦合电磁骚扰，从而导致ACU报故障。

3 原因分析

ACU及后备电源的配电图如图6所示。在电源分配上，后备电源为ACC电，ACU为IG电，通过点火开关实现不同挡位的电源管理，因此从原理上，后备电源和ACU的供电是相通的。在车辆加装了车载充电器后，车载充电器中产生较大的电磁骚扰信号，通过导线耦合传导并放大，到达ACU供电端时，形成了巨大的骚扰波形。

图6 电源分配图

电气信号骚扰来源广泛，通常根据骚扰来源可以分为两大类：自然干扰源和人为干扰。而根据传播途径也可以分为两种：传导耦合方式及辐射耦合方式。根据故障出现时的天气、用户对车辆的使用习惯、车辆常见的行驶路径和周边环境设施综合分析，初步可以排除自然干扰源及辐射耦合干扰，实车检查发现车辆加装的电子设备较多，因此初步推测可能是加装的电子设备对车辆产生了较大的电磁干扰，通过传导耦合的方式影响了ACU，进而使仪表上故障灯点亮。

4 关于EMC和车载充电器

按照乘用车电子电气开发流程，系统／零件的EMC设计是非常重要的环节，一方面要零件保证自身不向周围环境释放过大的电磁骚扰，同时也要有抗电磁骚扰的性能，这样开发的零件，在系统集成及整车集成后，才可能达到系统和整车EMC设计要求。

而随着汽车行业的发展，后装市场上的电子装备日益增多，无论从装备的种类、数量和性能上，都是形态各异，各个厂商遵循的开发标准也不尽相同，这就出现了产品性能良莠不齐的情况，严重者就会导致本文中描述的后装设备影响到原车功能的现象。

例如本文中引起故障的车载充电器，其本质是一个DC／DC，起到电压转换、电能传输的作用。这就要求在设计上，要考虑电压转换、稳压、电能传输效率等因素，同时也要考虑零件的EMC性能是否符合相关标准。

笔者在某购物网站上发现，针对车载充电器，市场上产品很多，从几元钱到上百元的都有，这些产品的主要差异就在于整体设计方案和材料选型上。设计方案的好坏，材料选型的不同，直接影响到产品可靠性及耐久性，也影响到产品的对外骚扰和抗扰性能。

5 总结

本文列举了一例车载充电器对整车EMC的影响，最终故障的根本原因明确，故障排除。希望通过本文，对后装市场的产品开发品质引起重视，我们不光要开发物美价廉的产品，更重要的是要保证产品的性能和产品品质。