卡車制造端的電氣故障分析與排除（三）

高恩壯， 于彥權， 王鵬理， 鄭治華

（一汽解放汽車有限公司， 吉林 長春 130011）

制造端的車輛電氣故障分析與排除是電氣工藝技術人員的一項重要工作。 本文以商用車生產制造活動為背景， 實車故障案例為主線， 圍繞電氣故障分析及排除方法來展開全文。

1 汽車電氣故障的特點

1） 隱蔽性， 不易察覺。 汽車上各類導線通常以線束總成的形式合件裝配， 線束捆裹在保護層內， 當導線出現斷點、 磨壞時難以發現。

2） 關聯點多， 迷惑性強。 汽車的一個電氣故障點， 可能會引起多個控制器生成故障代碼， 容易誤導技術人員的分析方向。

3） 排查難， 處置易。 汽車儀表臺內線束被螺栓壓穿引發電氣故障， 可能需要拆卸大量的零部件， 消耗工時長，而處置壓穿故障卻很簡單。

4） 汽車運行狀態不同， 故障現象不同。 車輛的ABS輪速傳感器出現故障， 有時車輛靜止狀態下卻無法發現， 必須行車狀態才能顯現。

5） 汽車檢測與診斷技術在電氣故障排查過程中得到廣泛的應用。 車輛電子電氣功能日益豐富， 技術日趨復雜，依托檢測與診斷技術開發的各類設備為工藝技術及維修人員快速鎖定和排除電氣故障創造了條件。

6） 電氣故障的排除在生產制造活動中的順序相對靠后， 通常是在車輛下線之后， 有些甚至是在完成車輛路試動檢后進行的， 同時對車輛裝配的完整性有較高的要求。

2 案例分析與故障排除

生產過程中， 預批量車型通常采用試制形式生產， 具有車輛量產前的先期驗證屬性， 因此該類車型的電氣故障率通常要高于量產車型。 筆者結合工作實際， 重點剖析該車型故障案例及處置方法。

2.1 下線時的電氣故障

2.1.1 故障現象

一輛6×4牽引車裝載6DM2-46E52發動機、 12TAX210M變速器、 油箱防盜報警、 電控空氣懸架ECAS、 四方位影像、 車身控制器、 ABS+軸間差速鎖。 點火開關撥至ST擋時， 起動機無動作， 診斷儀無法連接發動機控制單元EMS；駕駛室熔斷器盒內一熔斷絲熔斷， 儀表顯示ABS故障燈、冷卻液溫度報警燈。

2.1.2 原因分析

1） EMS的工作狀態會影響發動機起動和CAN通信， 該車的EMS與起動、 主繼電器的接線如圖1所示。 冷卻液溫度信號由EMS 經通信CAN 發送至儀表， 冷卻液溫度報警燈（水溫過高時除外） 可以作為判斷通信CAN是否存在故障的依據， EMS又是通信CAN和診斷CAN這兩組總線的終端。通過上述故障現象分析， EMS可能未正常工作。

圖1 起動、 主繼電器及EMS接線簡圖

2） 熔斷絲熔斷時通常先更換上備用熔斷絲， 看是否還會熔斷， 以此判斷該段電路是否存在搭鐵點， 同時也應根據熔斷器盒提示標簽和圖紙查看該熔斷絲所經過的負載，以便鎖定排查范圍。 對于ABS故障， 應先用診斷儀讀取其控制器的故障信息， 輪速傳感器的安裝和插頭對接是故障常發點。

2.1.3 排除過程

1） 檢查發現主繼電器不能吸合， 繼電器的控制端供電正常， 繼電器也未損壞， 表明控制端負極不能拉低。 根據圖紙接線原理， 將底盤熔斷器盒的H插接器拔下， 發現有一端子縮線 （主繼電器控制低端）， 如圖2所示。 處置后重新插接，主繼電器恢復工作， 發動機可以起動， 冷卻液溫度報警燈熄滅。

圖2 端子縮線示意圖

2） 檢查熔斷器盒的標簽發現該熔斷絲為ECAS控制器供電。 重新安裝備用熔斷絲后再次熔斷， 表明存在搭鐵點。通過查看圖紙發現ECAS控制器與ABS控制器安裝位置鄰近，且ECAS控制器Ⅰ號插接器與ABS控制器Ⅱ號插接器的外觀和孔位布局完全相同， 實車查看發現二者插接器被反接，重新插接后， 故障排除。

圖3顯示， ECAS控制器2x6號線為ON擋電， 8x7號線為搭鐵。 ABS控制器Ⅱ號插接器2x3和2x7號線分別為右前和左前輪速傳感器的輸入， 二者的公共搭鐵端為ABSⅠ號插接器的8x7號線， 與ECAS的8x7號線相同。 在控制器內部， 2x3和2x7號線與8x7號線是相通的， 因此通電后2x6號線通過2x3線搭鐵， 因此導致熔斷絲熔斷。 ABS控制器Ⅱ號插接器各管腳接輪速傳感器和電磁閥， 與ECAS反接后導致ABS故障。

圖3 ECASⅠ號（左）與ABSⅡ號（中）、Ⅰ號（右）插接器示意圖

2.2 靜檢時的電氣故障

2.2.1 故障現象

空調不制冷； 油箱防盜報警不工作； 轉向燈閃爍頻率異常； 四方位影像失效， 沒有畫面。

2.2.2 原因分析

1） 生產環節造成空調不制冷的原因較多， 如發動機灌裝的電控數據、 電路接線 （包括壓力開關、 繼電器等）、 充氟量等都有可能導致空調不制冷。 空調制冷接線如圖4所示。

圖4 空調制冷接線簡圖

當輸氟管內的壓力正常時， 壓力開關會閉合。 空調面板是空調的控制器， 向EMS發送請求信號， EMS控制壓縮機繼電器吸合， 壓縮機電磁離合器結合， 開始對冷媒進行壓縮做功。 冷媒在循環管路中發生相變， 降低周圍空氣的溫度， 鼓風機將之吹入駕駛室內， 就達到制冷的效果。 空調不制冷時， 可先讀取發動機基本信息， 再檢查繼電器控制端與EMS的線路通斷、 繼電器控制端供電、 壓力開關的狀態以及EMS與控制面板的線束狀態等。

2） 油箱防盜報警器的基本原理： 按下車鑰匙的鎖車鍵， 車門閉鎖信號輸入給車身控制器BCM和油箱防盜控制器， 車門落鎖， 同時示廓燈閃爍兩次。 當油箱底部的聲波雷達探測到有物體接近并停留數秒時， 防盜控制器會控制喇叭繼電器吸合， 電喇叭發聲。 如圖5所示。

圖5 油箱防盜報警系統原理簡圖

防盜功能失效的常見表現形式是電喇叭不響， 這類情況應先檢查電喇叭是否正常， 如電喇叭正常， 再排查防盜控制器的供電、 搭鐵、 線序孔位及插接器連接狀態等。

3） 由于車輛配備BCM， 該控制器為車輛多個燈具供電， 轉向燈也由其驅動。 轉向燈閃爍頻率異常是因BCM驅動的負載缺失導致的， 包括燈具損壞、 燈具未工作等。

4） 車載四方位影像系統主要包括視頻行車記錄儀、 車載信息服務終端 （VIST） 及其顯示屏、 前后左右4個攝像頭及各類視頻線和信號線， 其中后攝像頭為預留狀態。 行車記錄儀控制攝像頭的視頻錄制， 再將視頻信息傳遞至車載終端， 顯示器是車載終端的外接視頻設備。 正常狀態下，顯示屏會顯示前、 左、 右3個監控畫面， 該系統的簡單接線如圖6所示。

圖6 四方位影像系統線束圖

由接線可知， 不顯示畫面可從VIST至顯示屏、 行車記錄儀至VIST、 各攝像頭至行車記錄儀及電線束總成之間的對接點等方向入手排查。

由于該系統的各部件分布范圍廣， 線束對接點多， 也有可能是某個攝像頭接線問題引起的整個系統視頻信道干擾。 這類現象在車輛電氣故障中較為常見， 比如CAN總線網絡中的單個節點故障， 可能導致整條總線工作異常。

2.2.3 排除過程

1） 先用診斷儀讀取發動機基本信息和故障代碼， 其電控數據零件號和版本號均正確且無故障； 將空調壓縮機繼電器在熔斷器盒上的30和87腳短接 （即相當于繼電器吸合）， 能聽到壓縮機電磁離合器結合的聲音， 表明繼電器到壓縮機這段電路沒問題。 測得繼電器控制高端電壓為25.15V， 供電電壓也正常， 壓力開關處電壓均為0， 表明該開關為閉合狀態。

根據圖紙測量空調繼電器負極控制線及空調請求信號線的通斷。 這兩組接線均經過儀表板與底盤線束對接處的棕色插接器。 拔下該插接器， 發現空調請求信號線管腳缺失， 如圖7所示。 將該信號線修復后， 起動發動機， 空調制冷功能恢復。

圖7 接線管腳缺失

2） 按下方向盤上的喇叭開關， 發現電喇叭正常工作，表明喇叭繼電器可正常吸合。 拔下防盜控制器的插接器，用萬用表測量插接器端的供電、 搭鐵都正常。 查看圖紙發現喇叭繼電器的控制低端至防盜控制器間沒有接線， 實車上也沒有該線。 因此防盜控制器無法控制喇叭繼電器吸合，導致防盜功能失效。 接線完畢后， 重新測試， 油箱防盜報警功能恢復。

3） 進入駕駛室開啟左轉向， 發現左轉向燈閃爍頻率明顯快于正常狀態。 檢查發現左前照燈旁的轉向燈不工作，測量該燈的供電和搭鐵均正常， 表明燈具損壞。 更換后，轉向燈閃爍頻率正常。

4） 以往經驗表明行車記錄儀和VIST通常不易出故障，因此根據接線原理和零件安裝位置采取如下步驟 （表1）。

表1 排查步驟

步驟5完成后， 表明左側攝像頭故障阻斷了整個系統的視頻信道， 仔細檢查后發現， 左側攝像頭的接線外皮被螺栓壓穿， 如圖8所示， 修復后四方位影像功能恢復正常。

圖8 接線損壞

2.3 動檢時的電氣故障

2.3.1 故障現象

軸間差速鎖開關失效， 儀表不顯示其工作指示燈； 儀表顯示ABS故障燈、 發動機故障燈及排放故障燈。

2.3.2 原因分析

1） 如果按下軸間差速鎖開關， 儀表不顯示其工作指示燈， 但能聽到差速鎖電磁閥氣動聲音， 說明電磁閥工作正常， 排除開關至電磁閥間的電路問題。 指示燈開關在橋殼內部， 由氣缸觸發， 指示燈則是集成在儀表內部。 軸間差速鎖與指示燈工作的原理如圖9所示。

圖9 差速鎖指示燈開關及原理簡圖

2） 先通過診斷儀讀取ABS控制器故障信息， 看是否為輪速傳感器或者電磁閥等這類常見故障。

3） 發動機故障和排放故障通常涉及后處理系統的各類傳感器， 原因也較為復雜， 應當用診斷儀讀取發動機的故障信息。

2.3.3 排除過程

1） 先按照上述分析思路排除了氣路問題， 再拔下差速鎖指示燈開關插接器， 測量到一孔電壓為9.18V （標準電壓為10V）， 一孔對搭鐵導通， 則表明指示燈開關外部接線正常。故障原因可能是車橋內部的氣缸工作異常或者指示燈開關損壞。 最終更換指示燈開關后， 軸間差速鎖指示燈恢復正常。

2） 診斷儀讀取ABS控制器故障信息如圖10所示， 排查該故障通常檢查對應的輪速傳感器的安裝和插接器端子情況。 發現右側輪速傳感器對接不牢靠而脫開， 這樣就會導致控制器無法接收到該側的輪速信號。 重新插接后， 再次動檢， 車速大于7km/h時， ABS故障消除。

圖10 ABS故障信息及插頭脫開

3） 診斷儀讀取發動機故障信息為： 大氣溫度傳感器電壓超上限， 這類描述通常是該傳感器未插接或插接不到位。 找到大氣溫度傳感器的位置， 發現傳感器未插接。 可能是安裝傳感器的操作空間較為狹窄， 且難以觀察， 容易被產線操作者忽略， 如圖11所示。

圖11 大氣溫度傳感器漏接

2.4 分析小結

試制車型電氣故障的成因既有自身的特點， 也有量產車的通病。 試制車的設計問題相對突出， 制件品質、 生產操作等普遍性問題也會存在。 表2為案例車故障及成因統計。

表2 包裹材料的選用原則

表2 案例車故障及成因統計

3 總結

筆者總結了生產活動中汽車電氣故障分析的一般方法。

1） 首先閱讀車輛隨車檢測單記錄的內容， 不要僅限于電氣故障的描述， 因為電氣故障通常是由其原因導致的，如裝配問題、 物料供應問題。

2） 對車輛配置有一個整體了解， 比如確認是何種排放等級的發動機， AMT還是MT等， 避免認識不足導致重復作業， 甚至得出錯誤結論。

3） 針對故障現象， 根據以往的經驗和認知， 鎖定幾處可能的故障點， 借助診斷設備和圖紙， 進一步排查。

4） 電氣故障排查應當本著 “先簡單， 后困難， 先底盤， 后內飾” 的原則， 即排查難度大的故障有可能是由簡單問題導致的。 拆解內飾總成時， 通常較為耗時， 所以不應貿然對內飾件 “出手”。

對于電氣故障的分析與排除， 技術人員應當具備一定的汽車理論知識， 更重要的是要親身實踐。 對同一個故障點的排查方法也是智者見智， 可從不同的方向入手， 不是幾篇文章能講解完整的。