卡車制造端的電氣故障分析與排除（九）

于彥權，高恩壯，劉從萍，王 帥

（一汽解放汽車有限公司，吉林 長春 130011）

本篇是一款6×4危險品運輸牽引車，相關法規對其運行安全提出了更高的要求，因此該車配置有緩速器、電子制動系統及全景影像等裝置，具體配置為：6DM3-56E6發動機、12TAX250M MT變速器、PS（一鍵起動）、VCU、DCM（車門控制器）、緩速器、AVM（全景影像）、EBS+ESC。

1 下線時的電氣故障

1.1 故障現象

起動異常；產線EOL檢測各項中，DCM及RCU檢測失敗；起動后儀表顯示VCU故障燈。

1.2 故障原因分析與排除

1.2.1 起動異常

本車配備的是手動變速器和一鍵起動系統，起動發動機時需要駕駛員踩下離合器踏板。離合開關為常閉開關，踩下踏板時為斷開狀態。此時按下起動按鈕，PS將向VCU輸出起動請求信號，VCU控制起動繼電器吸合，起動機動作。具備PS功能的車輛常見異常起動形式是ACC擋起動，即ACC擋時EMS、VCU等控制器完成上電，不需要駕駛員按至ON擋和ST擋。起動控制接線原理如圖1所示。

圖1 起動控制接線原理

按下起動按鈕至ACC擋，此時按鈕指示燈為綠色，表明為起動狀態，經過約2s時間后起動機開始動作，發動機起動。造成此現象的原因通常是離合信號被斷開，即VCU檢測到該信號中斷，認為離合器踏板被踩下，滿足起動條件。之所以經過2s才起動是因為這個時間段內要完成ON擋的供電和起動信號的輸入。

檢查離合器開關發現接線正常，測得其供電為0，正常情況下供電端為24V。由于該開關為常閉型，此時其供電缺失等同于開關斷開。對比圖紙發現該供電來自于駕駛室前圍一處熔斷器盒的F1熔斷絲。檢查發現該熔斷絲缺失，重新安裝后，起動恢復正常。如圖2所示。

圖2 熔斷絲缺失

1.2.2 DCM及RCU檢測失敗

EOL檢測DCM無法通過時，應當查看該控制器所在的CAN總線網絡拓撲圖（圖3）。本車的DCM是舒適CAN總線（終端分別為儀表IC和BCM）上的節點，但EOL檢測設備需從診斷CAN（終端分別為OBD診斷接口和發動機控制單元EMS）接入，通過VCU接入底盤CAN（終端分別為VCU和BCM），再經過BCM接入舒適CAN才能最終連接DCM。由于各總線之間線束連接點較多，生產過程中容易出現插接操作問題，如插接器插針彎折、退縮、連接不良等。

圖3 部分CAN總線拓撲圖

但本車EOL檢測中僅DCM檢測失敗（行車記錄儀TCO不參與檢測），因此可判定診斷CAN、底盤CAN的通信正常，舒適CAN在BCM至VIST段也是正常的（IC通過OBD直連動力CAN檢測）。DCM位于左車門線束，其右端與儀表板線束連接，所以該對接處與DCM本體是重點排查對象。

本車按照《機動車運行安全技術條件》（GB 7258—2017）的要求還配備有輔助制動裝置——緩速器，其控制單元RCU也參與EOL檢測，圖3的拓撲圖顯示其為底盤CAN上的節點，因此它與其他控制器之間的通信采用CAN總線。但是該RCU還存在另外一種通信總線，即K線，EOL檢測時該控制器就是通過K線完成的。

卡車的各個控制器中，除了RCU外，ECAS和ABS通常也有K線，產線EOL檢測時采用K線或者CAN線通信往往根據診斷開發測試階段對通信穩定性、可靠性等因素的評估結果確定，各家車企不盡相同。通常OBD診斷接口的7號管腳為K線，電壓約為22V左右。排查時可測量RCU端的K線電壓是否正常，OBD端的K線電壓則由ECAS和RCU共同輸出。同樣值得關注的一點是應當查看EOL診斷工具的OBD插頭，尤其是確認K線所對應的7號插針是否完好。

由于DCM安裝在車門處，拆卸十分耗時，因此先排查儀表板線束與左車門線束對接處。拔下包含舒適CAN的插接器后發現，該處有插針彎折（圖4）。該插針正是舒適CANH，修復后故障排除。

圖4 插針彎折

用萬用表測量車輛OBD診斷接口的K線電壓，未見異常，再測量RCU處的K線電壓也是如此。對RCU作EOL復檢后正常通過，未見故障。通過調取初次檢測記錄發現當時的故障信息為K線通信起動失敗，檢查產線的檢測設備發現其OBD插頭的7號插針已經折斷，如圖5所示。更換插頭后檢測同類車型無故障。

圖5 OBD插頭插針折斷

1.2.3 VCU故障

VCU故障產生的原因有很多，有些故障會在發動機起動之后才顯現出來，如常見的EOL參數未設定故障，需先用診斷儀讀取故障再作判斷。

起動發動機后儀表即提示VCU故障燈，診斷儀讀取VCU故障信息：U130E00——多功能方向盤節點丟失故障，故障等級3級，但該車方向盤為普通方向盤，而非多功能方向盤。目前常見的多功能方向盤的左右兩側布置有2個功能開關，如圖6所示，主要是與儀表和車載終端作信息交互，有些還具備巡航控制功能，此功能開關通過時鐘彈簧的LIN線與VCU通信。還有的多功能方向盤的功能開關也可以與儀表和車載終端通信，但需借助一組硬線。硬線接入開關電路，不同的開關狀態實現不同的功能，某車型多功能方向盤與儀表間的開關電路如圖7所示。

圖6 多功能方向盤功能開關

圖7 開關電路接線圖

先查看方向盤零件號、VCU電控數據版本是否與生產信息配置一致，檢查后發現二者均正確。查看圖紙發現該車也無時鐘彈簧，因此更不會存在功能開關與VCU之間的LIN通信了。再檢查VCU中LIN線的去向，發現該線去往了前照燈和轉向燈組合開關，而且該開關還集成了巡航控制功能。

通過分析圖紙，該開關的巡航功能是通過LIN線向VCU輸出信號實現的。操縱該開關，其控制前照燈和轉向燈的開啟和關閉均無異常。讀取VCU的巡航控制動態數據發現其并不受巡航開關控制，表明該組合開關處可能存在異常。將該開關拆下后，發現其零件版本與生產系統配置的不一致，應該安裝具有LIN功能的開關，實際裝了普通開關。更換正確組合開關后，故障排除。

表1是兩種組合開關的管腳定義（部分）對比，顯然二者定義是完全不同的，普通組合開關的巡航控制接線通往發動機控制單元。但從嚴格意義上講，該組合開關并不是方向盤的附件，表明讀取的VCU故障信息在解析方面并不準確，這就需要工藝技術人員擁有更加豐富的經驗和圖紙解讀能力。

表1 兩種組合開關管腳定義對比

2 靜檢時的電氣故障

2.1 故障現象

儀表顯示冷卻液位報警燈；四方位影像的前向畫面呈黑白畫質。

2.2 故障原因分析與排除

1）冷卻液位報警

儀表顯示冷卻液位報警指示燈時通常表明膨脹水箱內的液位低于下限，可先查看水箱內的存水量。該報警信號來自于水箱下部的液位報警開關，開關為常閉型。當低液位時，開關呈現高阻值，反之為低阻值，儀表檢測其電阻信號判斷液位的高低。該車儀表端的液位報警定義為：≥170kΩ時，點亮；≤130kΩ時，熄滅。液位報警開關接兩根線，分別為儀表輸入電壓（約5.85V）和信號搭鐵。冷卻液充足條件下，輸入電壓或者信號搭鐵缺失同樣會導致報警指示燈點亮，或者報警開關本體損壞也可能產生這種故障。

檢查膨脹水箱處的冷卻液警報開關插接，未見異常，再測量其供電和搭鐵也正常。用導線直接短接供電和搭鐵孔位，發現此時冷卻液位警報燈熄滅。由此可斷定是膨脹水箱上的報警開關本體存在故障，重新更換后，故障排除。

汽車上的各類傳感器中，液位傳感器（如冷卻液、燃油、尿素等）、溫度傳感器（大氣、排氣、冷卻液、變速器油等）的管件定義通常為一路搭鐵和一路信號。本案例中采用導線短接傳感器管腳的方法判斷傳感器的性能，但不意味著其他此類傳感器也可用這種方法判斷，這要取決于儀表內對傳感器信號的定義以及信號傳輸方式。如本車燃油表的分度線是燃油傳感器輸出的電阻信號，儀表中對該信號（分度線）的定義如表2所示。當拔下燃油傳感器時，意味著電阻無窮大，再用導線短接時，電阻又遠小于8Ω，這兩類情形均超出對應的基準電阻的誤差范圍，因此儀表會閃爍燃油指示燈，燃油表的分度線均指向了0，均無法達成檢查傳感器好壞的目的。

表2 燃油表分度線與電阻的關系

2）四方位影像故障

本車配備有高清晰度的AVM系統，筆者在生產過程中的確多次遇到過某個監控畫面呈黑白畫質的案例，從原理上判斷該路視頻信號傳輸線的電抗超范圍，排除方法主要以更換相關部件為主，基于此經驗還是考慮更換AVM控制器至前視攝像頭的視頻線。

檢查發現，前視攝像頭安裝在進氣格柵中部，距離AVM控制器較遠，采用主線接過渡線的連接方式。將過渡線更換后，故障仍未排除，表明過渡線應該是正常的。而更換主線難度較大，考慮嘗試調換攝像頭。將左側攝像頭拆下替換前攝像頭，查看視頻監控，前向畫面恢復正常，表明前視攝像頭本體出故障。更換過程中發現，因車輛剛完成淋雨試驗，前視攝像頭處沾有雨水，也不排除是攝像頭進水導致的故障。

3 動檢時的電氣故障

3.1 故障現象

空調不制冷；ESC無法標定。

3.2 故障原因分析與排除

1）空調不制冷

本車采用VCU控制空調壓縮機繼電器，輸氟管處安裝有高低壓開關。低壓開關接空調面板，接收A/C開關信號，高壓開關接VCU，接收空調請求信號。正常壓力下，低壓開關處于閉合狀態，而高壓開關為斷開狀態。管內氟壓過高或過低，都會向VCU輸出壓力異常信號，導致空調無法制冷。可先讀取VCU是否有故障信息，同時通過測量A/C開關信號電壓是否搭鐵，空調請求信號是否正常，檢查壓縮機繼電器是否完好，短接該繼電器時能否聽到空調壓縮機電磁離合器結合的聲音以及高低壓開關插接器連接是否牢靠等方式排查。空調控制接線原理如圖8所示。

圖8 空調控制接線原理圖

首先用診斷儀讀取VCU故障信息，發現無故障，按下空調面板A/C開關，空調鼓風機開始運轉，至少可以斷定面板的供電是正常的。由于空調面板不容易拆卸，所以無法觀察其后面的接線。本著先易后難的思路，再檢查空調壓縮機繼電器。用導線短接該繼電器的觸點端時可以聽到壓縮機電磁離合器結合的聲響，表明繼電器到壓縮機的輸出電路正常。然后檢查底盤端的高低壓開關孔位也未見異常，將其插接器拔下，用萬用表測量各管腳電壓為24.25V、11.8V、0.35V和0V，按照定義來看應該分別是高壓開關的輸入、低壓開關的輸入、VCU輸出的請求信號以及搭鐵。前兩個電壓數值是正常的，VCU輸出的請求信號通常在5.5V左右，正常情況下，當其被VCU拉低時，壓縮機繼電器吸合，空調開始制冷。

根據圖紙檢查底盤與駕駛室電線束對接處發現有接線縮退，如圖9所示，該線正是VCU至高壓開關的空調請求信號線，修復后，故障排除。

圖9 接線縮退

2）ESC無法標定

本車同樣遵循法規要求安裝有ESC，對于ESC無法標定的原因在上篇文章中已經作了較為詳盡的分析，在此不再贅述，可先用診斷儀讀取EBS故障信息再作判斷。

用診斷儀讀取EBS 故障信息如圖10所示，故障點指向了前、后橋電子制動模塊及ESC模塊等3處，至于記憶故障可采用診斷儀中的歷程控制并清除內存的方式來消除。

圖10 EBS故障信息

清除內存，但故障無法消除。根據經驗，前、后橋制動模塊出故障的可能性很小，因此重點排查ESC模塊。檢查發現ESC模塊被錯裝，正確版本為進口品牌，實際安裝了某國產產品。雖然二者外觀相似，且插接器也通用，甚至接線管腳定義也相同，但是內部電路、標定數據等并不同，因此與EBS控制器、電子制動模塊等無法匹配，引發一系列故障，導致無法標定。重新更換ESC模塊后，故障消除并完成標定。

4 總結

重卡的配置日益豐富，各種功能的電控系統升級換代之快可謂日新月異，卡車制造端的電氣故障同樣也是復雜多變。這是本系列文章中第2次分析與PS相關的電氣故障，也是第2次分析ESC標定方面的故障，這就需要工程技術人員多學習、多積累才能應對生產端的挑戰。