基于一鍵啟動系統下偶發性無法啟動故障診斷與探討

屈祥龍， 劉雙慶

（海馬汽車銷售有限公司， 河南 鄭州 450000）

1 車輛信息

海馬S5車輛配置1.5T+6MT+PEPS一鍵啟動， 生產日期2016年， 行駛里程14080km。 車主反映車輛偶發性無法啟動。

2 故障現象

經現場實車測試以及客戶問詢， 確認以下故障信息：①該車輛已維修多次， 故障偶發且故障頻率以及觸發條件模糊； ②車輛偶發性可以上電ON擋， 但無法啟動也無法下電， 且啟動電機不轉。 另外， 據車主描述該車輛買車后半年左右出現該故障。

3 故障診斷

3.1 故障分析

該車輛故障表現形式較多， 可能的故障現象為上下電以及啟動異常。 由于無法啟動的前置條件過多， 需要同時考慮發動機系統、 整車電氣系統、 防盜控制系統等。 鑒于該車輛也出現過上下電異常的現象， 可以先從此處進行分析突破。 首先， 對整車進行內部與外部檢查并排除干擾，發現該車輛僅有外部加裝揚聲器， 共計外接6根線。 其中，揚聲器電源自蓄電池B+處飛線取電， 負極在后備廂就近車身處搭鐵， 其余4根加裝破線的如圖1所示。 圖1中B3/B4/B5/B6為DVD向外輸出針腳， X-10/X-16/X-17表示車輛線束的插接件， 沿圖示破線位置前后查找相關線路， 無其他破線和擠壓痕跡。 在對加裝線路調整， 移除相關附件后，試車故障依舊， 排除加裝故障。

圖1 車輛加裝線路圖示

由于該車輛已經維修過多次， 故需要逐步驗證。 查看整車電路圖， 車輛的供電回路除常電回路不經過PEPS控制器外， 其余回路均經過PEPS且有關聯控制。 首先， 根據車主描述， 該車輛在出現上述故障時， 車主曾嘗試按下雙閃警告燈開關， 有聽到 “滴答” 聲， 且燈光閃爍， 初步確認雙閃燈線路連接正常。 其次， 在對該車輛試車時曾復現過該故障， 當時車輛喇叭可以正常工作。 查詢電路圖可知，雙閃燈與喇叭工作均不經過PEPS控制器， 兩者均處于常電回路中， 所以初步判斷該車輛蓄電池正、 負極連接正常。可以縮小排查范圍， 重點檢查PEPS控制的4個回路以及與控制邏輯關聯的零部件。 該車輛采用深圳南方德爾的PEPS控制器， 系統的基本結構如圖2所示。 其中B8/B9/B11/B12/C17/C18/C19/C20/C21均屬于PEPS控制器的針腳， 可以看出B8/B9/B11/B12 四個針腳分別控制ACC/IG1/IG2/ST4 個繼電器。 當PEPS控制器根據內部邏輯判斷符合吸合條件， 以ACC繼電器示例， 此時B9針腳會輸出12V高電壓控制ACC繼電器吸合， 整車ACC回路導通， 關聯附件開始供電。 與此同時， PEPS控制器通過C18檢測電壓變化， 當電壓被拉高至12V后認為ACC繼電器吸合正常。

圖2 PEPS針腳接線圖

3.2 故障調查

該車輛偶發性上下電異常， 具體表現為偶發性無法上電到ON擋或者上電到ON擋 （ON擋狀態下ACC/IG1/IG2三個繼電器同時吸合） 后無法下電OFF擋位 （ACC/IG1/IG2三個繼電器均斷開）。 配置PEPS系統車輛在進行車輛上下電時會有一系列前置信號的采集。 圖3為整車配置的基本結構，外部主要由天線與請求開關組成， 負責鑰匙的檢測與操作人員的動作檢測。 車內由PEPS 控制器、ESCL電 子 鎖、 SSB 啟動開關組成， 通過硬線、 CAN 線、 LIN 線采集信號。 圖4為SSB針腳接線圖。

圖3 PEPS整車系統基本結構

圖4 SSB針腳接線圖

結合故障現象查詢故障碼， 使用診斷儀讀取PEPS系統故障碼： B151001 ESCL解鎖操作失敗， B151081 ESCL進入防盜模式， 2個當前故障碼均可以清除。 PEPS系統上下電控制邏輯較為復雜， 根據已確定的邏輯進行梳理。 如果整車電源處于OFF狀態下， 按下SSB啟動開關， 車輛的先后認證過程如下： ①按下SSB啟動開關后PEPS針腳A1、 A2同時高電位-低電位， PEPS認為駕駛人操作有效； ②PEPS控制器驅動低頻天線查找鑰匙， 并進行加密算法認證， 判斷鑰匙合法后進行下一步； ③PEPS 控制器通過LIN線與ESCL電子鎖進行加密算法認證， 認證通過后BCM車身控制器與PEPS同時參與控制解鎖， 解鎖成功后進行下一步； ④PEPS控制器判斷變速器擋位狀態與離合器狀態， 只有離合器未踩下時才可將電源由OFF切換至ACC， 若離合器踩下， 此時根據變速器擋位狀態決定是否直接啟動或者直接切換到ON狀態；⑤PEPS控制器根據C18電壓變化的Feed Back反饋信號判斷ACC繼電器吸合成功， 如果此時繼續檢測到A1/A2有高電位-低電位的變化， 則認為需要在ACC擋供電狀態下， 繼續吸合IG1/IG2繼電器到ON擋供電狀態； ⑥PEPS控制器通過CAN總線獲取車輛車速信號， 當判斷車速小于5km/h時， 同時吸合IG1/IG2繼電器， 整車處于ON擋供電狀態。

由于我們并不能追溯到車主準備上電到ON擋供電狀態時車輛之前的狀態， 所以該問題有兩種可能性： ①客戶進行操作時系統電源位于OFF， 由于其他條件不滿足， 導致無法到ON擋； ②客戶進行操作時系統電源位于ACC， 由于其他條件不滿足， 導致無法到ON擋。

由于以上兩種情況基本控制邏輯相同， 故不再考慮故障出現時車輛之前的狀態， 分類對比車主的操作方式： ①車主是手動點觸SSB啟動開關， 系統先從OFF-ACC， 然后再從ACC-ON進行上電。 ②車主在手動點觸SSB啟動開關的同時觸發了離合器信號 （上述 “3.2 中第4 條” 的操作方法）， PEPS控制器認為車輛有啟動請求， 即整車電源直接由OFF到ST啟動狀態。 此時， PEPS控制器會判斷擋位、 車速等前置信號是否符合要求， 決定切換到ST啟動狀態還是ON狀態 （不滿足ST的前置條件， 但滿足ON的前置條件）。

以上兩種操作的共同點就是， 車輛均會經歷OFF-ON的認證過程， 所以檢查思路可以統一， 無需考慮不同的操作工況。 著手查找相關零部件， 首先， 按照上述 “3.2中第1/2條” 的操作邏輯進行排查， 檢查鑰匙電池電量符合要求，車輛使用周圍環境無干擾源， 排除鑰匙故障。 該車輛每次發生故障時， 車主均可以開車門進入車內， 可以排除PEPS控制器本身的電源與搭鐵以及圖3中所示的內置天線1。 拆卸并檢查SSB啟動開關， 內外部無進水痕跡 （離水杯托架較近）， 多次按壓開關并使用萬用表檢測針腳導通正常， 初步判斷開關本體正常。 觀察對接插件， 無擴孔， 無挑線痕跡。為確保無誤， 連接插件后多次按壓SSB 啟動開關并讀取PEPS數據流， 顯示信號輸入正常， 至此排除SSB啟動開關-相關連接線路故障。

然后， 按照 “3.2中第3條” 的操作邏輯進行排查， 依據圖5檢查LIN線通信情況， 使用萬用表在靜態下測量電壓12V， 解鎖操作時電壓有下拉10V附近， 信號正常。 此時儀表上提示有 “PEPS故障指示燈”， 再次使用診斷儀讀取故障碼發現： B151001 ESCL解鎖操作失敗， B151081 ESCL進入防盜模式， 這兩個故障碼再次出現。 拆卸ESCL發現， 鎖芯有被拆卸痕跡， 防拆卡簧已脫離原來位置回彈至鎖舌附近 （圖6）。 該零部件不屬于可維修范圍， 為確保起見先行調換ESCL。 調換后進行防盜匹配， 多次并多工況下試車，該故障碼未有再現。 檢查PEPS-ESCL 之間ESCL-Unlock-Conf 與ESCL-Lock-En 使能線連接無明顯異常， ESCLMotor-En電源線供電無明顯異常， 且故障出現時方向盤可以轉動， 說明該處通信連接以及硬件正常， BCM車身控制器通過KL31控制ESCL搭鐵連接正常。 對圖2中的ACC-Relay以及周邊3個繼電器進行復查未有發現異常。 至此， 可以初步確認該車輛滿足ACC上電的前置條件。

圖5 PEPS-ESCL系統連接圖

圖6 ESCL防拆結構說明

接下來對PEPS控制器以及其檢測系統電源狀態的線路復查， PEPS上連接有3個插接件， 編號分別為A/B/C， 然后對應分配針腳， 如ACC饋線C18針腳對插就位于C插件。 在檢查過程中發現PEPS C插件有燒蝕痕跡分別為C19 ST繼電器饋線/C20 IG2繼電器饋線 （圖7）， 同時PEPS A插件有明顯挑線痕跡 （圖8）。 此時維修陷入困境， 無法確定該處的異常是否與故障有關， 且該插件屬于儀表線束， 直接進行拆卸調換的話工程量巨大， 時間與配件上也不允許。 再次梳理已有信息， 檢查PEPS A插件雖然有挑線痕跡， 但挑線插件的線腳屬于驅動天線相關線路。 而整車在啟動環節是不進行天線驅動尋找鑰匙進行驗證， 且上述過程也分析過故障模式下駕駛員可以開車門進入車內， 故PEPS A插件外部被挑線與車輛故障無關。

圖7 C19 C20對接線燒蝕

圖8 C插件外部有挑線痕跡

檢查PEPS C插件， 除C19/C20對應線腳有燒蝕痕跡外，其余線腳無擴孔、 無松動。 其中C19為ST繼電器信號反饋線， C20為IG2繼電器信號反饋線。 經現場模擬， 將C20信號屏蔽時該車輛確實會發生無法啟動的情況， 但此時車輛的組合儀表不會點亮， 與現場試車故障復現時現象不符，故障復現時組合儀表可以正常點亮。 據客戶描述， 故障出現時按下過雙閃警告燈開關， 在組合儀表上看到 “雙閃燈”閃爍， 故可以排除此處。 將C19信號屏蔽時模擬故障， 此時車輛雖無法啟動， 但有啟動電機吸合的聲音， 與故障現象不符， 故排除此處。 但為了排除干擾， 我們將線腳挑出處理后重新安裝， 并使用扎帶將插頭與PEPS控制器進行加固處理。

最后， 故障的排除就需要按照 “3.2中第4條， 第6條”中控制邏輯進行排查。 首先排除車速信號導致， 因為車速信號僅作為OFF-ON電源擋位切換判斷的前置條件， 不作為啟動的前置條件。 事實上， 該車輛在出現故障時是可以上到ON電源擋位， 故排除。 檢查該車輛的離合器開關， 通過對比數據流并多次測試該開關表現正常， 未出現錯誤信號。從控制邏輯上講， 該開關即使出現故障也僅僅會導致無法啟動， 不會導致無法從ON-OFF的電源擋位切換， 待定。 繼續排查該車輛變速器擋位開關， 該車輛變速器上有2個擋位開關， 倒擋開關與空擋開關。

該車輛使用較勤， 新車期間在外部更換過變速器油。該車型變速器油加注孔位置較深， 拆卸時需要拆卸周邊附件。 該車空擋開關有明顯拆卸痕跡， 對其進行故障模擬后，車輛故障現象終于穩定復現， 即能上電到ON擋但是無法啟動， 這是因為車輛無法確定車輛的擋位狀態， 出于安全的考慮。 同時， 能上電到ON擋后也無法下電到OFF擋， 下電的前置條件中有對于正常N擋信號的判斷。 對空擋開關的安裝行程排查正常， 故障鎖定在空擋開關本體以及附帶插頭。

更換空擋開關與儀表線束后， 故障排除。

4 總結

該車輛故障屬于偶發性， 在進行逆向分析時存在一定驗證的難度， 因為無法準確使車輛處于一直故障狀態， 然后去檢測各個輸入輸出信號與標準的差異， 所以適合用正向驗證。 通過逐一梳理整個邏輯鏈， 并一一驗證排查。 在處理具有多個故障現象的問題時， 可以先對其中一個典型故障進行突破， 有進展后再去關聯驗證其他故障現象。 同時， 也需要把握各個環節的有用信息， 便于縮小排查范圍。