基于技能大赛的汽车故障诊断方法

关键词：进入及起动许可；技能大赛；无钥匙进入；一键起动；汽车防盗

0 前言

大众汽车设计人员将无钥匙进入、一键起动和防盗功能整合起来，组成了进入及起动许可系统。该系统是发动机重要组成部分之一，也是车载系统电源组成部分之一。该技术在汽车应用领域源于汽车车载网络系统[1]，它极大简化了电器结构，提升了功能可靠性，但同时也给相关维修人员诊断故障带来了巨大挑战。在全国职业院校技能大赛汽车故障诊断赛项中，更是要求不借助故障诊断仪的条件下快速找出故障点。目前大赛使用大众迈腾2023 款车型（B8L），若能针对进入及起动许可系统导致的发动机不起动故障提出一般诊断流程，将明显提升故障检测效率。

1 进入及起动许可原理

大众迈腾进入及起动许可分为无钥匙进入和一键起动两大功能。主要控制单元有进入及起动许可控制单元（J965）、车载电网控制单元（J519）、方向盘锁止控制单元（J764）、4 个车门控制单元（J386、J387、J388 和J389）、数据总线诊断接口（J533）、组合仪表（J285）和发动机控制单元（J623）[2]。第五代防盗控制单元集成在组合仪表内，存储着防盗数据。相关传感器有4 个门把手上的接触传感器（G415、G416、G417 和G418）。其他部件有遥控钥匙、诊断座（U31）、起动按钮（E378）、车内低频天线（R138、R139）、车外低频天线（R134、R135、R165、R166），以及车载电网控制单元内部高频天线（R47）等。

1.1 无钥匙进入

以驾驶员侧无钥匙进入功能为例，靠近驾驶员侧车门后，触摸把手开关，车门打开，仪表盘显示车门开启情况，E378 背景灯点亮，原理如图1 所示。为直观了解无钥匙进入功能控制策略，将基本原理简化为信号传递路线及响应情况。

线路一：G415—J965—R134—遥控钥匙，钥匙闪烁一次。其机理是将门把手的触摸信号传递给J965，J965 响应后驱动R134发送125 kHz 低频信号（LF）寻找钥匙，在1.5 m 有效空间范围内钥匙接收信号后做出闪烁一次的响应。

线路二：遥控钥匙—J965—R47—遥控钥匙，钥匙再次闪烁一次。其机理是钥匙应答后发送信号至J965，根据反馈的信号幅值大小确认在1.5 m 有效空间范围内，J965 才会经过相应线束唤醒J519。J519 内部的R47 发送433 kHz 高频信号（HF）寻找合法钥匙的同时，唤醒CAN 舒适网络。

线路三：遥控钥匙—R47—J533—J285—J533—J386、J387、J388 和J389，车门解锁，仪表显示车门状态，E378 背景灯点亮。其机理是钥匙向R47 传递433 kHz 高频信号，包含钥匙防盗数据，并依靠舒适CAN 网络传递的报文告知J285 等相关模块，验证通过后将解除防盗信息挂在舒适CAN 网络上。J386、J387、J388 和J389 在舒适CAN 网络中获取解除防盗信息后，给门锁执行电机V56 等发出信号实现车门解锁，并将各个车门的开启状态通过舒适CAN 网络经J533 传递至J285 内部，从而仪表板显示车门状态。

1.2 一键起动

当J623 工作正常，换挡杆处于P 或N 挡位时，踩制动踏板，按下E378，J965 将起动许可信号传给J623。以上条件同时满足时，J623 将控制起动继电器J906 和J907 电磁线圈搭铁，继电器开关触点闭合[3]，发动机正常起动，仪表二次点亮且显示所有车辆相关信息，原理如图2 所示。同理，将基本原理简化为信号传递路线及响应情况。

线路四：E378—J965—R138—遥控钥匙，钥匙闪烁一次。其机理是将起动按钮的双搭铁信号传递给J965，J965 响应后驱动R138 发送125 kHz 低频信号寻找1.5 m 范围内的合法钥匙，钥匙接收信号。

线路五：遥控钥匙—J965—R47—遥控钥匙，钥匙再次闪烁一次。其理是钥匙应答后发送信号回至J965，再唤醒J519，R47发送433 kHz 高频信号寻找合法钥匙。

线路六：遥控钥匙—R47—J533—J285—J533—J965、J764，方向盘解锁。其机理是钥匙向R47 传递433 kHz 高频信号，包含钥匙防盗数据，并依靠舒适CAN 网络传递的报文告知J285 等相关部件，验证通过后将解除防盗信息挂在舒适CAN 网络上，方向盘锁止解除[4]。

线路七：J965—J519、J623，仪表正常显示所有信息，发动机起动，U31/1 端子检测到12 V 电压。其机理是在防盗解除后J965 向J519 提供S 触点信号、15 信号1 和15 信号2 用于二次点亮仪表，向J623 提供15 信号，仪表二次点亮且显示所有车辆相关信息，起动机允许转动。

2 故障分析

进入及起动许可系统存在故障，一般表现为起动时起动机无响应，仪表无显示或者无法二次点亮显示车辆其他信息，由于全国职业院校技能大赛汽车故障检测赛项燃油车模块只有90 min。在没有连接故障诊断仪的情况下，一方面若能根据车辆响应情况可以快速定位故障原因，减少冗余检查，节省大量时间；另一方面根据线路传递信号的先后顺序循序渐进定位故障，若存在多个故障时能避免漏测错检，增加得分几率。

2.1 钥匙解锁

钥匙解锁功能，实际上是钥匙直接发送钥匙信息给R47，并通过CAN 数据通讯网络验证钥匙合法性，依靠线路二和线路三可完成该功能。钥匙若能远程解锁和上锁，则说明2 条线路工作正常；若钥匙解锁和上锁功能异常，说明2 条线路可能存在异常。

2.2 钥匙指示灯闪烁

通过4 个车门的无钥匙进入功能或者一键起动功能，观察钥匙指示灯闪烁情况。针对无钥匙进入功能，若钥匙闪烁一次，则说明线路一工作正常；若钥匙闪烁两次，则说明线路一和线路二工作正常；若钥匙指示灯不闪烁，则说明线路一和线路二存在异常。针对一键起动功能，若钥匙闪烁一次，则说明线路工作正常；若钥匙闪烁两次，则说明线路四和线路五工作正常；若钥匙指示灯不闪烁，则说明线路四和线路五存在异常。

2.3 车辆仪表信息

进入车辆后，观察仪表有无显示4 个车门及行李舱的开启情况。若能够正常显示，则说明线路一、线路二和线路三工作正常。若仪表无法点亮，或者未能显示车门开启情况，则说明这3 条线路存在异常。

2.4 E378 背景灯

若进入车辆后，E378 背景灯正常点亮，说明线路一、线路二和线路三工作正常。若背景灯无法点亮，说明这3 条线路存在异常。

2.5 方向盘解锁情况

若按下E378，方向盘正常解锁，说明线路四、线路五和线路六工作正常。若方向盘无法解锁，说明这3 条线路存在异常。

2.6 15 号线电供电情况

进入车辆以后，按下起动开关的瞬间，使用示波器测量诊断座1 号端子对地电压。若电压值出现12 V 短暂电压或者持续电压，则说明线路五、线路六和线路七工作正常。若电压值恒为0 V，则说明这3 条线路存在异常。

2.7 应急起动功能

在遥控钥匙没电、外部存在电磁干扰、车内天线损坏等情况时，常规的无钥匙起动功能可能失效。为应对这些特殊情况，可以将起动钥匙贴近方向盘下方感应线圈位置，在保证P 挡位置时，踩下制动踏板，按下E378，车辆可以应急起动。应急起动正常，则说明线路五存在异常；应急起动失败，则说明线路六和线路七存在异常。

3 故障案例

故障现象：遥控钥匙和无钥匙进入正常，仪表正常显示车门信息，起动按钮背景灯点亮。在车内按下起动按钮，钥匙灯不闪烁，仪表没有变化，方向盘未解锁，起动机无转动迹象，车辆无法起动，应急起动依旧失败。

故障分析：由于仪表无变化、起动机无转动迹象，首先怀疑车辆进入及起动许可系统故障。从故障现象看，遥控钥匙和无钥匙进入正常，说明线路一、线路二和线路三正常，尤其是J965等模块和CAN 舒适网络通讯线路正常。其次，由于车内钥匙灯不闪烁，初步怀疑线路四和线路五存在异常；应急起动失败，怀疑线路六和线路七存在异常。按照循序渐进的原则，首先针对线路四进行检测。

查看相关电路图可知（图3），J965 提供E378 背景灯E378/T6as/2 端子12 V 电源，与E378/T6as/4 端子搭铁形成回路，点亮背景灯。车辆起动时，E378 通过2 条信号线（E378/T6as/3、E378/T6as/6），将授权请求信号传递J965，当按下E378 时，J965 监控端得到低电位信号，双线设计属于冗余方案，出于安全考虑2 条线电位互为参考，一旦出现矛盾电位，J965 将对其进行屏蔽处理[5]。

根据分析：线路四存在故障的可能性范围为E378、J965、R138 及连接线路。针对E378，起动按钮背景灯点亮说明E378/T6as/2 端子供电线路正常，E378/T6as/4 端子搭铁线路正常，可直接检测E378/T6as/3 端子、E378/T6as/6 端子线路及开关触点。

（1）在车辆未断电情况下，按下起动按钮，使用示波器检测J965/T40/7 和J965/T40/19 对地电压变化情况。其中，CH1 代表J965/T40/19 对地电压，CH2 代表J965/T40/7 对地电压，发现J965/T40/7 电压恒为12 V，J965/T40/19 电压由12 V 变为0 V。正常情况下，两路信号应该几乎同时由12 V 变为0 V，进一步怀疑线路J965/T40/7-E378/T6as/3 断路或者开关内部触点损坏。

（2）断开J965 插接器和E378 插接器，使用万用表测量J965/T40/7-E378/T6as/3 线路阻值，结果为+ ∞，说明线路断路。

（3）使用跨接的方式简单恢复该线路故障以后，示波器信号显示正常，同时车辆能够正常起动。

由此分析，故障机理为，E378 给J965 传递的信号为一高一低电位信号，J965 判断两条线电位出现矛盾，对该起动信号做屏蔽处理，J965 不会做出任何响应，J623 无法获取防盗解除信号和15 供电信号，整车就无法起动。

4 结束语

为了解决教学难题及技能大赛故障点问题，本文围绕全国职业院校技能大赛汽车故障诊断赛项，对进入及起动许可系统进行故障研究、思路探索。该思路锻炼学生的逻辑思维，对实际操作具有一定的指导意义，通过对该系统控制策略的简化，可以明显缩小故障检测的范围，避免方向错误和漏检错检，在没有故障诊断仪的情况下依然能定位多个故障点。该方法对于广大高职院校师生参加国赛及省赛中快速诊断故障提供了参考。