卡车制造端的电气故障分析与排除（九）

2022-11-07于彦权高恩壮刘从萍

汽车电器 2022年9期

于彦权，高恩壮，刘从萍，王帅

（一汽解放汽车有限公司，吉林长春 130011）

本篇是一款6×4危险品运输牵引车，相关法规对其运行安全提出了更高的要求，因此该车配置有缓速器、电子制动系统及全景影像等装置，具体配置为：6DM3-56E6发动机、12TAX250M MT变速器、PS（一键起动）、VCU、DCM（车门控制器）、缓速器、AVM（全景影像）、EBS+ESC。

1 下线时的电气故障

1.1 故障现象

起动异常；产线EOL检测各项中，DCM及RCU检测失败；起动后仪表显示VCU故障灯。

1.2 故障原因分析与排除

1.2.1 起动异常

本车配备的是手动变速器和一键起动系统，起动发动机时需要驾驶员踩下离合器踏板。离合开关为常闭开关，踩下踏板时为断开状态。此时按下起动按钮，PS将向VCU输出起动请求信号，VCU控制起动继电器吸合，起动机动作。具备PS功能的车辆常见异常起动形式是ACC挡起动，即ACC挡时EMS、VCU等控制器完成上电，不需要驾驶员按至ON挡和ST挡。起动控制接线原理如图1所示。

图1 起动控制接线原理

按下起动按钮至ACC挡，此时按钮指示灯为绿色，表明为起动状态，经过约2s时间后起动机开始动作，发动机起动。造成此现象的原因通常是离合信号被断开，即VCU检测到该信号中断，认为离合器踏板被踩下，满足起动条件。之所以经过2s才起动是因为这个时间段内要完成ON挡的供电和起动信号的输入。

检查离合器开关发现接线正常，测得其供电为0，正常情况下供电端为24V。由于该开关为常闭型，此时其供电缺失等同于开关断开。对比图纸发现该供电来自于驾驶室前围一处熔断器盒的F1熔断丝。检查发现该熔断丝缺失，重新安装后，起动恢复正常。如图2所示。

图2 熔断丝缺失

1.2.2 DCM及RCU检测失败

EOL检测DCM无法通过时，应当查看该控制器所在的CAN总线网络拓扑图（图3）。本车的DCM是舒适CAN总线（终端分别为仪表IC和BCM）上的节点，但EOL检测设备需从诊断CAN（终端分别为OBD诊断接口和发动机控制单元EMS）接入，通过VCU接入底盘CAN（终端分别为VCU和BCM），再经过BCM接入舒适CAN才能最终连接DCM。由于各总线之间线束连接点较多，生产过程中容易出现插接操作问题，如插接器插针弯折、退缩、连接不良等。

图3 部分CAN总线拓扑图

但本车EOL检测中仅DCM检测失败（行车记录仪TCO不参与检测），因此可判定诊断CAN、底盘CAN的通信正常，舒适CAN在BCM至VIST段也是正常的（IC通过OBD直连动力CAN检测）。DCM位于左车门线束，其右端与仪表板线束连接，所以该对接处与DCM本体是重点排查对象。

本车按照《机动车运行安全技术条件》（GB 7258—2017）的要求还配备有辅助制动装置——缓速器，其控制单元RCU也参与EOL检测，图3的拓扑图显示其为底盘CAN上的节点，因此它与其他控制器之间的通信采用CAN总线。但是该RCU还存在另外一种通信总线，即K线，EOL检测时该控制器就是通过K线完成的。

卡车的各个控制器中，除了RCU外，ECAS和ABS通常也有K线，产线EOL检测时采用K线或者CAN线通信往往根据诊断开发测试阶段对通信稳定性、可靠性等因素的评估结果确定，各家车企不尽相同。通常OBD诊断接口的7号管脚为K线，电压约为22V左右。排查时可测量RCU端的K线电压是否正常，OBD端的K线电压则由ECAS和RCU共同输出。同样值得关注的一点是应当查看EOL诊断工具的OBD插头，尤其是确认K线所对应的7号插针是否完好。

由于DCM安装在车门处，拆卸十分耗时，因此先排查仪表板线束与左车门线束对接处。拔下包含舒适CAN的插接器后发现，该处有插针弯折（图4）。该插针正是舒适CANH，修复后故障排除。

图4 插针弯折

用万用表测量车辆OBD诊断接口的K线电压，未见异常，再测量RCU处的K线电压也是如此。对RCU作EOL复检后正常通过，未见故障。通过调取初次检测记录发现当时的故障信息为K线通信起动失败，检查产线的检测设备发现其OBD插头的7号插针已经折断，如图5所示。更换插头后检测同类车型无故障。

图5 OBD插头插针折断

1.2.3 VCU故障

VCU故障产生的原因有很多，有些故障会在发动机起动之后才显现出来，如常见的EOL参数未设定故障，需先用诊断仪读取故障再作判断。

起动发动机后仪表即提示VCU故障灯，诊断仪读取VCU故障信息：U130E00——多功能方向盘节点丢失故障，故障等级3级，但该车方向盘为普通方向盘，而非多功能方向盘。目前常见的多功能方向盘的左右两侧布置有2个功能开关，如图6所示，主要是与仪表和车载终端作信息交互，有些还具备巡航控制功能，此功能开关通过时钟弹簧的LIN线与VCU通信。还有的多功能方向盘的功能开关也可以与仪表和车载终端通信，但需借助一组硬线。硬线接入开关电路，不同的开关状态实现不同的功能，某车型多功能方向盘与仪表间的开关电路如图7所示。

图6 多功能方向盘功能开关

图7 开关电路接线图

先查看方向盘零件号、VCU电控数据版本是否与生产信息配置一致，检查后发现二者均正确。查看图纸发现该车也无时钟弹簧，因此更不会存在功能开关与VCU之间的LIN通信了。再检查VCU中LIN线的去向，发现该线去往了前照灯和转向灯组合开关，而且该开关还集成了巡航控制功能。

通过分析图纸，该开关的巡航功能是通过LIN线向VCU输出信号实现的。操纵该开关，其控制前照灯和转向灯的开启和关闭均无异常。读取VCU的巡航控制动态数据发现其并不受巡航开关控制，表明该组合开关处可能存在异常。将该开关拆下后，发现其零件版本与生产系统配置的不一致，应该安装具有LIN功能的开关，实际装了普通开关。更换正确组合开关后，故障排除。

表1是两种组合开关的管脚定义（部分）对比，显然二者定义是完全不同的，普通组合开关的巡航控制接线通往发动机控制单元。但从严格意义上讲，该组合开关并不是方向盘的附件，表明读取的VCU故障信息在解析方面并不准确，这就需要工艺技术人员拥有更加丰富的经验和图纸解读能力。

表1 两种组合开关管脚定义对比

2 静检时的电气故障

2.1 故障现象

仪表显示冷却液位报警灯；四方位影像的前向画面呈黑白画质。

2.2 故障原因分析与排除

1）冷却液位报警

仪表显示冷却液位报警指示灯时通常表明膨胀水箱内的液位低于下限，可先查看水箱内的存水量。该报警信号来自于水箱下部的液位报警开关，开关为常闭型。当低液位时，开关呈现高阻值，反之为低阻值，仪表检测其电阻信号判断液位的高低。该车仪表端的液位报警定义为：≥170kΩ时，点亮；≤130kΩ时，熄灭。液位报警开关接两根线，分别为仪表输入电压（约5.85V）和信号搭铁。冷却液充足条件下，输入电压或者信号搭铁缺失同样会导致报警指示灯点亮，或者报警开关本体损坏也可能产生这种故障。

检查膨胀水箱处的冷却液警报开关插接，未见异常，再测量其供电和搭铁也正常。用导线直接短接供电和搭铁孔位，发现此时冷却液位警报灯熄灭。由此可断定是膨胀水箱上的报警开关本体存在故障，重新更换后，故障排除。

汽车上的各类传感器中，液位传感器（如冷却液、燃油、尿素等）、温度传感器（大气、排气、冷却液、变速器油等）的管件定义通常为一路搭铁和一路信号。本案例中采用导线短接传感器管脚的方法判断传感器的性能，但不意味着其他此类传感器也可用这种方法判断，这要取决于仪表内对传感器信号的定义以及信号传输方式。如本车燃油表的分度线是燃油传感器输出的电阻信号，仪表中对该信号（分度线）的定义如表2所示。当拔下燃油传感器时，意味着电阻无穷大，再用导线短接时，电阻又远小于8Ω，这两类情形均超出对应的基准电阻的误差范围，因此仪表会闪烁燃油指示灯，燃油表的分度线均指向了0，均无法达成检查传感器好坏的目的。

表2 燃油表分度线与电阻的关系

2）四方位影像故障

本车配备有高清晰度的AVM系统，笔者在生产过程中的确多次遇到过某个监控画面呈黑白画质的案例，从原理上判断该路视频信号传输线的电抗超范围，排除方法主要以更换相关部件为主，基于此经验还是考虑更换AVM控制器至前视摄像头的视频线。

检查发现，前视摄像头安装在进气格栅中部，距离AVM控制器较远，采用主线接过渡线的连接方式。将过渡线更换后，故障仍未排除，表明过渡线应该是正常的。而更换主线难度较大，考虑尝试调换摄像头。将左侧摄像头拆下替换前摄像头，查看视频监控，前向画面恢复正常，表明前视摄像头本体出故障。更换过程中发现，因车辆刚完成淋雨试验，前视摄像头处沾有雨水，也不排除是摄像头进水导致的故障。

3 动检时的电气故障

3.1 故障现象

空调不制冷；ESC无法标定。

3.2 故障原因分析与排除

1）空调不制冷

本车采用VCU控制空调压缩机继电器，输氟管处安装有高低压开关。低压开关接空调面板，接收A/C开关信号，高压开关接VCU，接收空调请求信号。正常压力下，低压开关处于闭合状态，而高压开关为断开状态。管内氟压过高或过低，都会向VCU输出压力异常信号，导致空调无法制冷。可先读取VCU是否有故障信息，同时通过测量A/C开关信号电压是否搭铁，空调请求信号是否正常，检查压缩机继电器是否完好，短接该继电器时能否听到空调压缩机电磁离合器结合的声音以及高低压开关插接器连接是否牢靠等方式排查。空调控制接线原理如图8所示。

图8 空调控制接线原理图

首先用诊断仪读取VCU故障信息，发现无故障，按下空调面板A/C开关，空调鼓风机开始运转，至少可以断定面板的供电是正常的。由于空调面板不容易拆卸，所以无法观察其后面的接线。本着先易后难的思路，再检查空调压缩机继电器。用导线短接该继电器的触点端时可以听到压缩机电磁离合器结合的声响，表明继电器到压缩机的输出电路正常。然后检查底盘端的高低压开关孔位也未见异常，将其插接器拔下，用万用表测量各管脚电压为24.25V、11.8V、0.35V和0V，按照定义来看应该分别是高压开关的输入、低压开关的输入、VCU输出的请求信号以及搭铁。前两个电压数值是正常的，VCU输出的请求信号通常在5.5V左右，正常情况下，当其被VCU拉低时，压缩机继电器吸合，空调开始制冷。

根据图纸检查底盘与驾驶室电线束对接处发现有接线缩退，如图9所示，该线正是VCU至高压开关的空调请求信号线，修复后，故障排除。

图9 接线缩退

2）ESC无法标定

本车同样遵循法规要求安装有ESC，对于ESC无法标定的原因在上篇文章中已经作了较为详尽的分析，在此不再赘述，可先用诊断仪读取EBS故障信息再作判断。

用诊断仪读取EBS 故障信息如图10所示，故障点指向了前、后桥电子制动模块及ESC模块等3处，至于记忆故障可采用诊断仪中的历程控制并清除内存的方式来消除。

图10 EBS故障信息

清除内存，但故障无法消除。根据经验，前、后桥制动模块出故障的可能性很小，因此重点排查ESC模块。检查发现ESC模块被错装，正确版本为进口品牌，实际安装了某国产产品。虽然二者外观相似，且插接器也通用，甚至接线管脚定义也相同，但是内部电路、标定数据等并不同，因此与EBS控制器、电子制动模块等无法匹配，引发一系列故障，导致无法标定。重新更换ESC模块后，故障消除并完成标定。