宝马X5 EHC 失效故障诊断与排除

唐金友

（广州市交通运输职业学校， 广东 广州 510405）

悬架是汽车底盘的重要组成部分， 它将车轮与车架柔性地连接起来， 肩负着提高汽车行驶舒适性、 操纵稳定性和安全性的重要使命。 伴随着汽车底盘电控技术的迅猛发展， 在人们进一步追求乘坐舒适性的大背景下， 电控空气悬架系统得以慢慢崭露头角， 并不断地完成更新换代， 逐渐趋向成熟。 本文以宝马X5车辆高度电子控制系统 （EHC）失效为例， 详细介绍宝马EHC的组成、 工作原理及故障诊断与排除的过程和方法。

1 故障现象

一辆生产于2010 年5 月的宝马X5 SUV， 底盘型号为E70， 搭 载N52 发 动 机， 车 架 号 是WBAFA51030LM35237，行驶了接近6万公里， 装备了车辆高度电子控制系统 （EHC）。 车主反映， 车辆在行驶过程中， 仪表盘的车身高度故障灯保持常亮状态， 后桥车身高度一直位于最低状态，车辆在各种路面行驶均不停颠簸， 乘坐舒适性大打折扣。笔者接车后， 询问车主后得知， 该车在5.5万公里时刚做完保养， 更换了机油、 机油滤清器， 清洗了油路， 换了汽油滤清器， 后来由于车主出差工作一段时间， 车辆长期摆放在车库， 最近用车时才出现此故障。

2 车辆高度电子控制系统（EHC）的组成及工作原理

宝马X5后桥采用了车辆高度电子控制系统 （EHC）， 这意味着宝马X5后悬架与传统悬架有着不一样的地方， 宝马后悬架采用空气弹簧取代了传统悬架的螺旋弹簧。 EHC可以保障车辆自身的高度或者是其距离地面最小的间距不受动荷载的影响， 因此可以保证车辆车身高度在设置范围内基本保持恒定。 宝马X5在EHC调节下， 既能在较高行驶速度时和在颠簸路面行驶时均能表现出极强的操控性， 也能在低速行驶时和在良好路面行驶中均拥有良好的乘坐舒适性。

宝马X5 EHC由EHC控制单元、 左右空气弹簧、 空气供给装置、 左右车辆高度传感器、 气动系统管路和空气滤清器组成， 各零件具体安装位置见图1。

图1 宝马X5 EHC各组成部件安装位置

2.1 EHC控制单元

EHC控制单元被安装在车辆后部行李厢的右侧， 具体安装位置见图2。 EHC控制单元是车辆高度电子控制系统的控制中枢， 它负责采集各种控制所需的电信号，例如： 车身高度信号、 车速信号、 发动机转速信号及横向加速度等信号， 并对全部信号进行分析计算， 最终向空气供给装置发出控制指令， 同时具备系统自诊断功能。

图2 EHC控制单元安装位置

2.2 空气供给装置

空气供给装置通过一个安装支架固定在车辆底盘右侧地板上， 它主要由空气干燥器、 电机、 阀体和压缩机组成，其具体结构见图3。 空气供给装置接受EHC控制单元发送的控制指令， 完成对后桥空气弹簧的充放气任务， 从而补偿车辆载荷变化引起的车身高度差。

图3 空气供给装置

2.3 空气弹簧

宝马X5后桥左右两侧均装配了空气弹簧。 空气弹簧由橡胶气囊和内管组成，它其实就是一个可以自由进行充放气的筒状气囊， 空气弹簧上端与车身连接，下端与车桥托架连接。 具体安装位置和结构见图4。

图4 空气弹簧结构及安装位置

2.4 车身高度传感器

宝马X5后桥装配两个车身高度传感器。 传感器壳体通过螺栓固定在后桥架梁上， 铰接杆与控制臂相连， 具体如图5 所示。车身高度传感器采用霍尔原理制成， 由霍尔元件、永磁体、 信号齿、 电子分析装置组成。 车身高度的变化由该传感器负责测量， 并以电信号形式直接传送给EHC控制单元。

图5 车身高度传感器

2.5 EHC控制原理

宝马X5车辆高度电子控制系统控制原理如图6 所示。 外界空气首先由管路进入， 然后通过空气滤清器的作用， 把空气中的粉尘颗粒过滤掉， 得到新鲜干净的空气， 接着进入由电机驱动的压缩机， 经压缩后的空气压力达到一定程度时推开单向阀， 最后压缩空气进入空气干燥器， 在这里压缩空气中的水分得到滤除， 再进入节流阀。 如果此时调压阀 （气动控制） 和排气电磁阀 （电动控制） 保持关闭状态， 压缩空气再次经过节流阀分两条支路来到了右侧电磁阀和左侧电磁阀。 若右侧和左侧电磁阀处于开启状态， 压缩空气就进入空气弹簧， 为空气弹簧充气。 当车身高度传感器检测到车身已经达到所需高度时，EHC控制单元对右侧和左侧电磁阀发出关闭指令， 同时对排气电磁阀发出打开指令， 引入一部分空气到调压阀， 使调压阀打开， 大量多余的空气被排出， 系统压力保持正常。 若此时需放气， EHC控制单元向右侧和左侧电磁阀发出打开指令， 那么空气弹簧的空气就沿充气的逆方向从调压阀排出。

图6 EHC控制原理

3 故障原因分析

为了掌握更多的相关信息和有效排除故障， 笔者使用宝马专用故障诊断仪ISID对该车进行故障诊断。 首先选择车型X系列和底盘型号E70， 然后通过点击诊断仪右下角“快速测试” 对全车电控系统进行故障记忆的读取， 发现EHC 控 制 单 元 存 在 以 下 故 障 代 码： 5F94、 5F95、 5F98、5F99。 为了获取故障代码的详细信息， 笔者将诊断仪退回至故障信息清单界面， 选择EHC控制模块， 此时看到故障代码的解释为： 5F94——EHC左侧电磁阀损坏； 5F95——EHC右侧电磁阀损坏； 5F98——EHC左侧空气弹簧升高调节时间故障； 5F99——EHC右侧空气弹簧升高调节时间故障。 本人结合EHC故障记忆和多年教学经验判断分析， 认为产生该故障现象的原因主要有以下几方面。

1） 左侧或右侧电磁阀故障： 左侧或右侧电磁阀出现间歇性卡滞、 轻微堵塞、 损坏等原因都有可能引起EHC控制功能失效。

2） 空气弹簧及相关管路漏气： 当EHC系统有漏气现象发生时， 即使供气装置长时间工作， 都无法使车身高度达到所需高度， 因此就会出现升高调节时间故障。

3） 空气供给装置工作异常： 带动空气压缩机工作的电机出现品质问题导致电机不工作或控制电机工作的继电器和熔断丝损坏， 均可造成EHC无法正常工作。

4） 车身高度传感器故障： 车身高度传感器线路出现断路或短路和本身损坏均会导致向EHC控制单元发送错误的车身高度信息， 从而引发EHC控制空气供给装置长时间工作。

4 故障诊断与排除

笔者首先使用宝马专用诊断仪ISID进入EHC控制模块的动作测试功能， 对空气供给装置进行激活。 当控制指令发出后， 笔者使用卷尺对后桥车身高度进行测量， 发现其车身高度较之前无任何变化。 根据此现象， 笔者怀疑供气装置不工作。 结合维修手册， 笔者拆卸两后轮， 找到并拔下空气弹簧的供气管， 再次激活空气供给装置， 供气管无空气吹出。 本着由易到难的诊断思路， 笔者结合空气供给装置供电电路图 （图7）， 检查熔断丝， 发现熔断丝熔断，更换新的熔断丝， 后桥车身高度升高了20mm， 但车身高度故障灯依旧保持常亮状态。

笔者结合故障码5F94 （EHC左侧电磁阀损坏） 和5F95（EHC右侧电磁阀损坏）， 准备对两电磁阀进行元件及相关线路的检查。 由于两电磁阀是安装在底盘右侧， 于是需要将车辆举升， 在举升的过程中， 笔者发现右下底护板破裂，在护板破裂的位置刚好有空气管铺设在此处。 笔者把护板拆卸后， 仔细检查， 发现空气管表面有破损。 为了进一步确认空气管是否漏气， 笔者使用ISID诊断仪的动作测试功能激活空气供给装置， 此时在空气管附近明显听到有漏气声。 笔者再次致电询问车主才明白， 原来故障出现前刚刚在外面维修厂进行过二保， 更换了 “三格”， 其中汽油格刚好在两电磁阀附近。 分析原因可能是在拆卸下护板时， 举升车辆顶错了位置， 造成右前底护板破裂， 引起空气管路受损， 导致车辆行驶中EHC系统报警， 后桥车身高度下降。更换破损管路， 清除故障码， 起动车辆， 故障报警灯消失，后桥车身高度恢复正常值。

图7 空气供给装置供电电路图

5 结束语

经过以上分析和操作， 这辆宝马X5 EHC失效的故障已经彻底修复。 从中得出结论， 造成该故障现象的核心原因是控制管路发生漏气， 导致后桥无法达到正常的高度， EHC控制单元持续向空气供给装置发送控制指令， 从而引发空气供给装置供气时间过长， 电流过大使得熔断丝损坏。由此总结出一个经验， 就是在对车辆进行故障排除时， 不能单纯地依靠经验盲目动手， 而应该从车辆的基本结构、系统的组成、 工作原理着手， 通过缜密地分析和测试找出问题的根源。