汽車燈光信號系統原理及故障案例分析

買吾拉·阿不都瓦克，謝富強，熊雷云，趙鐘，張海泉，趙自由

（1.廣汽乘用車有限公司 新疆分公司，烏魯木齊 830046；2.廣汽傳祺技能大師工作室，烏魯木齊 830046）

0 引言

汽車上燈光信號系統的作用是通過光向其他車輛的司機和行人發出警告，以引起注意，確保車輛行駛的安全。燈光信號包括轉向信號、制動信號、危險警告信號及示廓信號等[1]。當燈光信號系統出現故障時易造成安全事故。本文對汽車燈光信號系統的結構和原理進行了分析，對燈光信號系統的故障診斷思路和方法進行歸納，對快速診斷燈光信號系統故障具有重要意義，為相關人員技術培訓或自學提供參考。

1 汽車燈光信號系統的結構和原理

1.1 燈光信號系統控制電路

圖1所示為廣汽傳祺GS4車型的燈光信號系統控制電路圖。該車型燈光信號控制繼電器集成在車身控制單元（BCM）[2]上，車身控制單元直接控制燈光信號的開啟與關閉。控制單元具有高度集成、穩定、節約空間和成本的優點。

從圖1可知，汽車燈光信號系統正極有12 V電流通過，負極接地。工作原理是組合開關提供相應燈光的開啟、關閉信號至車身控制單元，車身控制單元接收信號后，通過內部控制電路向相應的用電器供電，電流通過用電器后，由地線接地形成回路。圖1中：1）電源線定義。“30”標記為常火線，即電壓恒定為12 V；“ACC”為整車解鎖后默認擋位，可給部分連接ACC線路的用電器供電；“IG1”為首次點擊一鍵啟動后擋位，向ACC、IG1連接的用電器供電；“IG2”為點擊兩次一鍵啟動開關后擋位，除不啟動發動機外，其余用電器均正常工作；“KL87”為主繼電器輸出電源。2）保險絲定義。包括EF25（前艙電器盒制動開關保險絲）、IF18（儀表板電器盒主燈光電源2保險絲）、IF21（轉向燈電源保險絲）、IF24（主燈光電源1保險絲）、IF31（車身控制單元保險絲）、IF34（制動開關保險絲）、IF41（車身控制單元保險絲）、IF55（車身控制單元保險絲）。3）車身控制單元（BCM）各針腳定義。IP03包括IP03-1（接地）、IP03-2（主燈光電源1）、IP03-9（車身控制單元轉向燈供電）、IP03-15（制動開關常閉信號）、IP03-19（制動開關常開信號）、IP03-28（危險警告燈工作指示燈）、IP03-34（前轉向燈反饋信號）、IP03-41（接地）；IP04包括IP04-5（接地）、IP04-9（蓄電池電源）、IP04-24（后霧燈開關）、IP04-39（位置燈開關）、IP04-40（左轉向燈開關）、IP04-44（ACC電源）、IP04-45（IG1電源）、IP04-50（右轉向燈開關）；IP28包括IP28-11（高位制動燈電源輸出）；BD10包括BD10-4（主燈光電源2）、BD10-11（后霧燈電源輸出）、BD10-12（制動燈電源輸出）、BD10-14（右后位置燈電源輸出）、BD10-15（左后位置燈電源輸出）、BD10-16（倒車燈電源輸出）、BD10-17（左后轉向燈電源輸出）、BD10-18（右后組合燈A轉向燈電源輸出）；FB44包括FB44-1（右前轉向燈電源輸出）、FB44-2（左前轉向燈電源輸出）、FB44-16（危險警告燈開關信號）、FB44-17（左前位置燈電源輸出）。

圖1 汽車燈光信號系統電路圖及符號定義[3]

1.2 轉向信號及危險報警信號裝置的結構和原理

轉向信號燈的作用是指示汽車的行駛趨向或轉向。按照交通法規要求，遇車輛起步、停車超車和變更車道等情況，必須開啟轉向燈；危險警告燈的作用是：當車輛遇緊急情況時，前后左右全部轉向燈同時閃爍，請求其他車輛注意避讓。實際應用中，危險警告信號和轉向信號燈共用同一套燈具。轉向信號燈、危險警告燈由閃光器、轉向燈（警告燈）開關、轉向燈和轉向指示燈等原件組成。

1.3 倒車信號裝置的結構和原理

倒車信號燈的作用是：汽車倒車時，為了照亮車尾的路面、減少倒車時盲區，同時警告車后的行人和駕駛員注意避讓，故在汽車的后部裝有倒車信號裝置。它由電源、保險、倒車開關、倒車燈等組成。

1.4 制動信號裝置的結構和原理

制動信號燈的作用是：駕駛員在減速或停車踩下制動踏板時，發出強紅光，提示和避免尾隨車輛的碰撞的危險。制動信號燈由電源、保險絲、制動開關和制動燈等組成。

1.5 位置信號裝置的結構和原理

位置信號燈的作用是表明行駛汽車的存在和車身寬度，是一種警示標志的車燈，由電源、保險絲、位置燈開關和位置燈等組成。

1.6 霧燈信號裝置的結構和原理

霧燈信號燈的作用是在有霧、下雪、暴雨或塵埃彌漫等情況下霧中的穿透力更強，用來改善道路的照明情況及后部視見狀況。霧燈信號燈由電源、保險絲、霧燈開關和霧燈等組成。

2 汽車燈光信號系統故障案例

本文以實際的汽車燈光信號系統故障案例為導入[4]，通過解決實際工作任務，為相關人員技術培訓或自學提供參考。

2.1 故障現象

車輛位置燈、轉向燈、霧燈、制動燈異常閃爍（左、右后組合A燈）：1）單獨開啟位置燈時，亮度比其余正常車輛亮度低；2）同時開啟轉向燈、位置燈、霧燈時，位置燈、霧燈與轉向燈交互閃爍，即位置燈、霧燈亮時轉向燈滅，轉向燈亮時位置燈、霧燈滅；3）轉向燈、霧燈開啟時，電尾門無法關閉；4）診斷儀讀取故障碼、報2個故障碼，B11D314即右轉向燈反饋線斷路到地，B11D214即霧燈輸出電流高于閾值或短路到地。

2.2 原因分析及排查方向

影響電子電器故障的因素有機械原因、保險絲熔斷、插頭漏（虛）插、導線斷（短）路、零件單品不良等[3]。為查找電子電器類故障原因，需要了解該系統控制電路圖。由圖1可知，該系統正常工作要具備以下條件：1）組合開關提供信號；2）BCM接收信號并輸出電壓；3）供電線路均為各自導通狀態，無短路或斷路；4）用電器能接收電壓正常工作；5）地線接地形成回路，無短路或斷路。

通過故障原因分析確定故障排查方向為以下幾點：1）組合開關單品不良，無法輸出開啟、關閉信號，或內部短路輸出錯誤信號；2）BCM單品不良，無法接收組合開關傳遞的信號，或內部短路無法正常傳輸電壓；3）供電線路（車身、儀表線束）短路，導致各用電器無法正常工作；4）組合燈單品不良，無法正常工作；5）地線與其它地線之間斷路或短路。

2.3 故障排除

從簡到繁，逐一排查會導致故障的因素，對出現的不良進行排除：1）對組合開關單品不良的可能性進行驗證，更換組合開關后，故障未消除。2）BCM單品不良驗證。更換BCM后，故障未消除。3）供電線束斷路、短路驗證。后尾燈供電線路均為BCM直連到后尾燈，無保險絲。直接測量BCM輸出的后位置燈、后轉向燈、后霧燈的電源線至后組燈端的連接器相應針腳，每根導線均為導通狀態，且兩兩直接無串聯斷路情況，供電線路無異常。4）組合燈單品不良驗證。更換左、右后組合燈，故障未消除。5）地線與其它地線之間斷路驗證。將地線點與車身斷開連接（方便測量），測量組合燈接地線至車身相應接地點（G403號地線）的通斷，為導通狀態。測量G403與G501接地點之間，為不導通狀態，因此接地線路異常。6）檢查接地螺栓時，發現G403與G501地線螺栓不一致，G403使用的為普通螺栓，無破漆功能，導致G403無接地。重新使用專用接地螺栓裝配后，故障消除。故障原因最終鎖定為G403無接地導致[5]。

圖2 普通螺栓和專用接地螺栓

2.4 G403不接地導致尾燈異常閃爍分析

圖3（a）所示是共用G403接地點正常接地，轉向燈、制動燈、位置燈、霧燈開關均打開；圖3（b）所示是共用G403接地點未接地，轉向燈、制動燈、位置燈、霧燈開關均打開，轉向燈輸出高電平；圖3（c）所示是共用G403接地點未接地，轉向燈、制動燈、位置燈、霧燈開關均打開，轉向未輸出電流。

由圖3（b）可知，當共用G403接地點未接地，BCM輸出轉向燈高電平，并同時打開位置燈、剎車燈、霧燈時，BCM上轉向燈針腳輸出電流會通過轉向燈的鹵素燈泡傳遞至并聯的地線，再傳輸到位置燈、制動燈發光二極管的負極（負極為低電位），形成電位差，從而點亮轉向燈，而其余燈無法點亮且電尾門無法關閉。

由圖3（c）可知，當共用G403接地點未接地，BCM不輸出轉向燈高電平，打開位置燈、剎車燈、霧燈時，BCM上輸出的相應的電流，通過二極管及鹵素燈后，傳遞至并聯的地線，通過轉向燈的鹵素燈泡，再傳遞至轉向燈在BCM上低電平的針腳（BCM此時不輸出高電位），形成電位差，從而使位置燈、制動燈、霧燈點亮。

圖3 共用G403接地點正常接地及未接地電路結構簡圖[6-7]

3 結論

1）本文以廣汽傳祺GS4車型的燈光信號系統控制電路圖為例，介紹了電路圖電源線定義、保險絲定義、車身控制單元各針腳定義、汽車燈光信號系統的結構和原理，為相關人員技術培訓或自學提供參考。

2）從G403不接地導致尾燈異常閃爍故障案例分析，當轉向燈、位置燈、制動燈、霧燈全部為打開狀態，會因為二極管、鹵素燈的特性，在電路內部形成電位差，又因為BCM向轉向燈輸出為脈沖電壓，所以會形成電位差的變化，就會導致位置燈、制動燈、霧燈與轉向燈的交互閃爍，且電尾門無法關閉。