配備集成智能接線盒車身電氣系統的檢測與維修

高麗潔，杜方鑫

（1.長江工程職業技術學院，湖北 武漢 430212；2.武漢城市職業學院，湖北 武漢 430064）

近年來，電子信息技術、計算機技術在汽車上廣泛應用，數據總線技術、局域網控制技術以及嵌入式技術等電控技術逐步滲入到汽車發動機、車身電氣及底盤等方面，有效提高汽車控制系統控制精度，大大改善汽車安全、環保、動力和經濟性能。現如今人們對于汽車的便利性和舒適度要求更高，更多的是體現在車身電氣上，比如免鑰匙進入系統、自動空調系統、自動前照燈、自動雨刮器系統等。隨著汽車使用的便利性和舒適性的提升，車身電氣變得更加復雜。車身電氣是提供車輛種種便利功能的集成控制系統，經由單一系統控制功能逐步向更高級的多系統控制功能發展。早期車身控制模塊BCM和智能接線盒SJB系統中，智能接線盒只是熔斷絲和繼電器集成，不具備自診斷功能；升級后，在智能接線盒SJB系統基礎上，增加了智能電源轉換裝置IPS、集成網關等模塊，稱之為集成智能接線盒。它通過CAN通信網絡進行通信，更多模塊有機連接在一起，具備通信、控制和自診斷功能，提供支持故障代碼、數據流和執行器強行驅動等功能。

汽車集成化、智能化、網絡互聯功能的日新月異，使得汽車故障的維護診斷也就越復雜。這就要求汽車維修檢測人員不斷加強技術學習、與時俱進，掌握現代化檢測儀器使用方法，才能對故障汽車進行準確、快速地檢測維修。

1 與傳統汽車用電設備的控制方式相比，集成智能接線盒的電路特點

1.1 開關直接控制和繼電器控制的電路特點

傳統汽車用電設備的控制方式主要有開關直接控制和繼電器控制，開關直接接通用電設備僅適用于小功率用電設備，電路相對簡單，組成部件少。使用萬用表、試燈等檢測設備即可完成檢測維修。在大功率用電設備電路中，為了減小開關等控制部件的工作電流，引入繼電器，實現對用電設備的間接控制，大電流電路由繼電器觸點接通，而開關等控制部件接通繼電器線圈回路。繼電器控制電路結構相對復雜，萬用表、試燈等檢測設備亦可完成檢測維修。為了滿足客戶多樣化需求，現代汽車用電設備越來越多，使用的繼電器數量非常龐大，這樣為維修帶來了極大困難。開關直接控制和繼電器控制線路同時存在連接線繁多的問題，比如電源、熔斷絲、控制開關、控制繼電器和用電設備之間均要用連接線連接，由于布置位置分散，線路連接冗長，勢必造成檢修范圍大、難度高等問題。

1.2 集成智能接線盒控制的電路特點

MCU是智能接線盒控制單元，集成智能接線盒控制電路連接關系示意框圖如圖1所示，在智能接線盒SJB系統基礎上，增加了智能電源轉換裝置IPS和集成網關等模塊。

圖1 集成智能接線盒控制電路連接關系示意框圖

智能電源轉換裝置IPS是將熔斷絲、繼電器集成在一起，控制負載電源的半導體裝置。它大大減少器件間引線，廣泛應用于車身電氣系統輸出控制上。對電路斷路、電路短路和超載作出快速響應，提供可靠保護，支持自診斷和故障分析，允許小型多通路控制，而且在功能增加情況下易于升級。智能電源轉換裝置內部有中央處理器，利用車輛通信系統接收開關信號，并通過通信線路與其它模塊分享開關狀態信息。當輸入條件滿足時，智能電源轉換裝置接通或者斷開相應的車身電氣系統執行器電源電路?？刂七^程為智能電源轉換裝置輸出小電流接通繼電器線圈，以激活繼電器常開觸點動作，從而接通大電流負載電路。

2 汽車檢測與維修常用的方法適用性分析

在汽車維修過程中，汽車故障診斷常用的方法有人工直觀經驗法、儀表設備診斷法和汽車自診斷法。

2.1 人工直觀經驗法適用分析

人工直觀經驗法主要依靠維修人員的實踐經驗和技術水平，借助簡單的維修工具、局部拆卸對故障汽車進行檢測。人工直觀經驗法維修成本低，僅適用于汽車異響故障、機械故障及非電腦控制的電氣系統故障等的診斷維修，對于電腦控制的電氣系統故障，通過維修人員觀察、簡單測量是無法檢測控制單元內部參數的，所以人工直觀經驗法對于智能電源轉換裝置控制電路故障診斷維修是束手無策的。

2.2 儀表設備診斷法適用分析

儀表設備診斷法是指采用檢測設備、儀器和工具來檢測汽車的結構參數、技術狀態 （如間隙、尺寸、形狀、相關位置的變動、真空度、壓力、油耗和功率等）、曲線和波形等，從而對汽車故障進行診斷的方法［1］。汽車常用的檢測診斷設備有萬用表、廢氣分析儀、示波器、汽車故障分析診斷和發動機綜合性能分析儀等，檢測診斷設備在不拆解汽車的情況下，對各個電氣系統的工作參數進行動態和靜態的檢測，從而判斷汽車的工作狀態。比如汽車故障分析診斷，通過診斷接口與汽車各個電控單元通信，通過識讀故障碼、清除故障碼、讀數據流、驅動測試、系統初始化設定等操作可以對汽車故障做出確切診斷。儀表設備診斷法適用于電腦控制的系統故障診斷分析，檢測時不用解體任何部件，不會因為維修時拆卸不當擴大系統故障，故障點判斷準確，工作效率高，是帶智能電源轉換裝置的電控化程度高的車企應用最為廣泛的汽車檢測與維修方法。

2.3 汽車自診斷方法適用分析

汽車自診斷方法是指裝有微處理器控制單元的汽車，控制單元實時對汽車控制系統中各組成部分工作狀態進行自動監測。當監測數值超出正常范圍或者消失時，控制單元會點亮儀表板的報警指示燈，同時把該故障以故障碼的形式存儲在電控單元的存儲器。第1代汽車自診斷系統由于設計存在缺陷且缺乏統一的診斷標準使其發展受到限制，比如故障碼輸出方式是汽車檢測維修人員觸發相應端腳，報警指示燈閃爍，循環輸出故障代碼，維修人員查閱維修手冊讀取故障代碼含義。維修完成后，一般斷開ECU的電源30 s故障碼將會自動清除。第1代汽車自診斷方法是自成體系，讀取和解碼操作復雜，給汽車維修人員帶來很大的困難，不具有通用性［2］。

取而代之的是第2代汽車自診斷系統，具有標準化的診斷插座、通信協議、故障診斷碼、掃描工具及診斷模式等［3］。故障碼讀取方式不僅采用故障指示燈指示，而且還可以使用故障診斷儀讀取，還具有數據流、動作測試等功能。自診斷系統交互式通信升級使汽車維修人員操作更加便捷。

配備集成智能接線盒的車身電氣系統檢測方法主要是選用儀表設備診斷法和汽車自診斷法，也就是利用故障診斷儀等檢測儀器與汽車進行自診斷交互式通信，通過故障碼信息、數據流參數、驅動測試結果等對汽車故障進行分析和診斷。在整個檢測維修過程中，維修人員對于汽車運行狀況、聲響、溫度的變化以及振動的幅度等觀察也至關重要，故人工直觀經驗法輔之［4］。

3 配備集成智能接線盒的車身電氣系統失效保護分析及檢測流程

以配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統為例，分析失效保護及檢測流程。

3.1 智能前照燈系統正常工作時控制程序及失效保護分析

起亞智能前照燈系統信號傳輸示意圖如圖2所示。

圖2 起亞智能前照燈系統信號傳輸示意圖

1）智能前照燈系統正常工作時控制程序 前照燈的組合開關信號包括近光、遠光開關和自動燈光開關信號，這些組合開關信號直接傳送給車身控制模塊BCM。BCM通過CAN通信電路與智能接線盒SJB中的控制單元MCU通信，將相應的電器設備的操作指令發送給SJB的MCU。SJB通過相應的智能電源轉換裝置IPS控制遠光、近光電路的接通。BCM與SJB通過CAN通信，信息傳遞是雙向的，前照燈的工作狀況也會CAN通信反饋給BCM，BCM以此判斷電路工作是否正常。與此同時，數據也會傳送到儀表模塊，在儀表模塊上顯示操作狀態。

2）智能大前照燈系統失效保護分析 智能接線盒SJB內部裝有備用電路，與CAN通信分開，備用電路與前照燈的組合開關信號中的近光開關相連接，直接接收近光開關信號。在系統工作正常時，智能接線盒控制單元MCU控制備用電路，使其不工作。當MCU或者CAN通信故障時，MCU不能輸出備用電路控制信號時，備用電路工作，當備用電路接收到燈光開關信號，直接控制智能電源轉換裝置IPS接通遠光、近光電路。

3.2 配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統檢測流程

汽車故障診斷始于故障現象收集，準確、全面的故障現象可以起到事半功倍的效果，尤其是智能化程度高的車輛，所以檢修第一步是試車，不拆解情況下的檢測，全面收集故障現象。前照燈系統試車檢測方法為：一個維修人員改變燈光組合開關接通擋位時，另一個維修人員觀察汽車兩側的近光、遠光點亮情況，是一個、幾個還是全部燈不亮，記錄故障車全部燈光系統的工作狀況。

第2步識讀故障碼和數據流。配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統不同于繼電器控制電路，智能接線盒SJB有控制單元MCU，控制單元MCU實時記錄各個燈具的工作狀態，當發生故障時，會記錄故障碼反饋給BCM。燈光系統的開關同時與車身控制模塊BCM和SJB直接相連，當改變開關狀態時，BCM和SJB均以數據信息儲存，利用故障分析儀與BCM或者SJB通信均可以識讀燈光組合開關的數據流參數，判斷此信號的有效性。故障分析儀識讀燈光組合開關數據流，如圖3所示。若接通開關，數據流參數顯示為ON，正常；數據流參數顯示為OFF，故障，即可確定故障區域在燈光組合開關及連接線電路。再使用萬用表對燈光組合開關及連接線進行單件檢測，若組合開關損壞，更換；若連接線路故障，修復。

特別說明，若檢修時，遇到故障分析儀與BCM或者SJB無法通信，在確認故障分析儀與診斷接口數據線連接正常情況下，進一步檢修BCM和SJB電源線和搭鐵線，若正常，采用替換法檢修BCM和SJB。

圖3 故障分析儀識讀燈光組合開關數據流

第3步執行器驅動測試。利用故障分析儀驅動測試功能進行驅動測試，記錄驅動測試結果。驅動測試功能是用來檢測執行器工作狀況，維修人員通過故障分析儀直接向智能接線盒SJB控制單元MCU發送命令，若執行器動作，則SJB、執行器及相關的連接線正常；若執行器不動作，則檢測SJB、執行器及相關的連接線。

從配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統檢測流程不難看出，檢測步驟從組合開關信號輸入端開始、向電控單元控制的執行器輸出端推進?，F代汽車電控化程度越來越高，檢測方法趨于智能化、模塊化和區域化，充分利用現代化檢測儀器設備檢測，維修更加準確、快捷。