新世嘉EC5車輛定速巡航故障分析

李 游，李秋生

（神龍汽車有限公司，湖北 武漢430056）

定速巡航功能是神龍汽車有限公司新世嘉EC5系列車型的標準配置。在剛投產時，新世嘉出現了定速巡航功能無法激活的批量故障，故障率約為25%，導致大量車輛無法正常下線，對生產造成了極大影響。為了分析出故障的根本原因并將之解決，本文介紹了定速巡航系統的構成及工作原理，從發動機方面對該故障產生的原理進行了研究。

1 定速巡航系統構成及工作原理

1.1 定速巡航系統的構成

新世嘉EC5車輛定速巡航系統主要由以下部分組成：巡航控制開關、車速傳感器、發動機控制單元ECU、汽車制動開關及執行器等。若為手動擋車輛，定速巡航系統還與離合器開關相關（圖1）［1］。

圖1 定速巡航系統的組成部分

1.1.1 巡航控制開關 巡航控制開關可以手動控制車輛進入或退出巡航狀態。

1.1.2 發動機控制單元ECU 用于接收各個傳感器送來的信號，經過計算、加工處理后，向執行器發出指令，控制執行器的動作。

1.1.3 制動開關 用于傳遞制動信號，即駕駛員踩下制動踏板的信號。

1.1.4 車速傳感器 用于檢測車輛的行駛速度。

1.1.5 離合器開關 僅應用于手動擋車輛，用于檢測駕駛員是否踩下了離合器踏板。

1.1.6 執行器 在巡航系統中，發動機控制單元ECU控制的執行器主要是節氣門體。

圖2 定速巡航系統的基本組成和工作原理

當車輛速度在巡航控制于需求范圍之內時，駕駛員可以通過定速巡航功能設定需求的車速；發動機ECU通過從輪速傳感器傳來的車速信號對比實際的車速信號和設定的車速值，得出一個差異值。隨后，發動機ECU處理通過控制節氣門開度來完成車輛的加速或是減速，使車速維持在設定速度（圖2）［2］。

在定速巡航過程中，可以通過以下方法來退出定速巡航系統：1）關閉定速巡航按鈕；2）踩下制動踏板；3）對于裝配了手動變速箱的車輛，可以踩下離合器踏板；4）對于裝配了自動變速箱的車輛，可以將換擋桿置于“N”位置［3］。

同時，若發動機控制系統檢測到與定速巡航相關的零部件有故障信息（如節氣門故障、制動開關故障等），定速巡航不會被啟用；定速巡航功能已經啟用，當檢測到相關的零部件故障信息，也會馬上退出巡航功能，以保證駕駛的安全性。

2 故障分析

2.1 故障現象

新世嘉EC5車輛在工廠生產時，需激活定速巡航功能。測試員按工藝要求進行操作，發現定速巡航功能無法正常激活，重復操作多次，也未能正常激活。但車輛在斷電放置一段時間后，再次進行操作，定速巡航功能可以正常激活，之后故障不會重現。

2.2 分析過程

2.2.1 初步診斷 使用神龍公司的診斷設備對車輛故障信息進行核查，在發動機內有故障代碼P1536（剎車運行故障）和P0571（巡航／制動開關（A）線路故障）；刪除故障信息后再次測試，功能依然無法激活，故障代碼P1536和P0571再次出現。

從故障代碼來看，在發動機控制單元檢測到制動開關有故障時，定速巡航功能是無法使用的。對制動開關和線束的檢查均為正常；而且從車輛斷電放置一段時間故障消失的情況來看，也可以排除是制動開關和線束等硬件方面的問題。

因此，采用標定工具INCA及ETAS設備對P1536及P0571這兩個故障產生的原因進行分析。INCA及ETAS設備可以記錄下發動機在運行時發動機內各項運行參數，以便對故障出現時的發動機狀態進行分析，同時數據分析工具MDA可以對記錄下的數據進行分析［4］。

新世嘉EC5Bosch車型中的發動機基本參數見表1。

表1 發動機控制系統中的基本參數變量

2.2.2 P0571故障分析 P0571對應的故障信息為“巡航／制動開關（A）線路的故障”。

在EC5發動機控制系統中，對于巡航故障的診斷，硬件方面包括制動開關診斷（E＿brems）、離合器開關（E＿kuppl）及變速箱（B＿gbdftc）等，同時還包括對CAN網診斷信息的接收和判斷，如BSI、ESP或BVA數據楨是否丟失（B＿errmux）、巡航信號是否被確認（是否存在不持續或信號丟失的情況B＿efgrnc）、發動機是否禁止巡航功能（B＿fvab）以及CAN網上是否判斷存在制動開關故障（B＿felbls）等。

在以上所有的條件中，只要滿足以下任一條件，就會報出該故障：條件一，B＿errmux＝1；條件二，B＿gbdftc＝1；條件三，B＿efgrnc＝1；條件四，E＿kuppl＝1；條件五，E＿brems＝1；條件六，B＿felbls＝1；條件七，B＿fvab＝1。

具體解釋見表2。

表2 發動機控制系統P0571診斷相關變量信息

如圖3所示，B＿felbls的值為1，條件六滿足。在120s左右，駕駛員將車輛速度vfzg＿w提高到巡航控制所需速度范圍內，車速約為45km／h；此時按下巡航開關后，馬上報出定速巡航故障，同時發動機故障計數器fcmend會由0變為1。

圖3 P0571故障出現時關鍵發動機數據圖

2.2.3 P1536故障分析 P1536對應的故障信息為：“剎車運行故障”。

在EC5發動機控制系統中，剎車制動信號由兩個方面傳來的信號組成：一個是從整車CAN網上傳來的制動燈信號B＿bl和剎車診斷信號B＿felbls；另外一個是由傳感器直接給ECU的制動踏板信號B＿br。這些信號都會在發動機控制系統中按照一定的規則進行判斷，以確認是否有異常。

對于P1536故障，必須滿足下面的條件一和條件二，且持續時間大于0.5s才會報出：條件一，滿足子條件中的任何一個即可（子條件一，制動燈信號B＿bl和制動踏板信號B＿br不同步；子條件二，診斷信號B＿felbls＝1）；條件二：汽車縱向加速度bfzgl＿b小于系統設定值極限值BFZGLBRD［4］。

具體解釋見表3。

表3 發動機控制系統P1536診斷相關變量信息

由圖4采集數據可知，B＿felbls為1，條件一的子條件二滿足。在173s左右，車輛減速，此時發動機縱向加速度bfzgl＿b出現了小于設定值－1.953 m／s2的情況，且持續時間約為1.78s，遠遠大于系統規定的0.5s，該故障報出條件滿足，隨發動機故障計數器fcmend由1變為2（fcmend為1是已經紀錄了之前的P0571故障，累加上這個故障后就變為2）。

圖4 P1536故障出現時關鍵發動機數據圖

同時，對車輛斷電一段時間后故障消失的現象。通過測量發現在經歷過一個大約4min左右的斷電后，再次上電，CAN網上的剎車踏板故障已經消失，制動開關信號故障B＿felbls會由最初的1變為0（圖5）。

圖5 故障車輛斷電后再次上電關鍵發動機數據圖

2.3 分析結論

1）新世嘉EC5車輛定速巡航功能無法激活是因為故障代碼P1536／P0571；

2）產生故障代碼P1536／P0571的主要原因為發動機ECU從CAN網上接收到了制動踏板失效的信息（B＿felbls＝1）；

3）在經過一個完整的斷電操作后，CAN網上的開關失效的故障會消失（B＿felbls＝0），之后定速巡航功能可以順利激活，且不會重現；其原因應為所有的電控單元斷電后，再次重新上電時，電腦會重新對相關信號進行核查，由于零件本身正常，所以檢測結果正常，B＿felbls會由1變為0；

4）B＿felbls是由CAN網傳遞到發動機ECU的信息，該問題的根本原因為初始化之后，CAN網上有誤報的制動踏板失效故障。

3 解決方案與效果驗證

3.1 解決方案

電子電器專業部門經過對CAN網上誤報制動踏板的問題進行分析，確認誤報踏板故障的根本原因為：ABS軟件與整車智能控制電腦BSI的兼容性有問題，導致初始化過程中，有一定幾率報出制動開關故障信息。

解決方案為更改初始化程序：在初始化過程中，增加一條指令對整車智能控制電腦進行重置，以消除該故障信息。

3.2 效果驗證

對修改之后的初始化程序進行實車驗證，跟蹤生產情況。

在實施了新的程序后，故障率得到有效控制，從原來接近25%的故障率，降為每天0臺，證實該方案能有效解決定速巡航功能無法正常激活的故障。

［1］ 紀光蘭.汽車電子巡航控制系統［J］.公路與汽運，2005（05）：8－10.

［2］ 王春蕾，周美嬌，易淑友.汽車自動巡航系統PID控制策略的研究［J］.汽車電子技術，2012（10）：93－95，92.

［3］ 張 蕾.汽車電子控制技術［M］.北京：清華大學出版社，2009.

［4］ Bosch.ME745Function Sheet［S］.2009.