汽车灯光信号系统原理及故障案例分析

买吾拉·阿不都瓦克，谢富强，熊雷云，赵钟，张海泉，赵自由

（1.广汽乘用车有限公司 新疆分公司，乌鲁木齐 830046；2.广汽传祺技能大师工作室，乌鲁木齐 830046）

0 引言

汽车上灯光信号系统的作用是通过光向其他车辆的司机和行人发出警告，以引起注意，确保车辆行驶的安全。灯光信号包括转向信号、制动信号、危险警告信号及示廓信号等[1]。当灯光信号系统出现故障时易造成安全事故。本文对汽车灯光信号系统的结构和原理进行了分析，对灯光信号系统的故障诊断思路和方法进行归纳，对快速诊断灯光信号系统故障具有重要意义，为相关人员技术培训或自学提供参考。

1 汽车灯光信号系统的结构和原理

1.1 灯光信号系统控制电路

图1所示为广汽传祺GS4车型的灯光信号系统控制电路图。该车型灯光信号控制继电器集成在车身控制单元（BCM）[2]上，车身控制单元直接控制灯光信号的开启与关闭。控制单元具有高度集成、稳定、节约空间和成本的优点。

从图1可知，汽车灯光信号系统正极有12 V电流通过，负极接地。工作原理是组合开关提供相应灯光的开启、关闭信号至车身控制单元，车身控制单元接收信号后，通过内部控制电路向相应的用电器供电，电流通过用电器后，由地线接地形成回路。图1中：1）电源线定义。“30”标记为常火线，即电压恒定为12 V；“ACC”为整车解锁后默认挡位，可给部分连接ACC线路的用电器供电；“IG1”为首次点击一键启动后挡位，向ACC、IG1连接的用电器供电；“IG2”为点击两次一键启动开关后挡位，除不启动发动机外，其余用电器均正常工作；“KL87”为主继电器输出电源。2）保险丝定义。包括EF25（前舱电器盒制动开关保险丝）、IF18（仪表板电器盒主灯光电源2保险丝）、IF21（转向灯电源保险丝）、IF24（主灯光电源1保险丝）、IF31（车身控制单元保险丝）、IF34（制动开关保险丝）、IF41（车身控制单元保险丝）、IF55（车身控制单元保险丝）。3）车身控制单元（BCM）各针脚定义。IP03包括IP03-1（接地）、IP03-2（主灯光电源1）、IP03-9（车身控制单元转向灯供电）、IP03-15（制动开关常闭信号）、IP03-19（制动开关常开信号）、IP03-28（危险警告灯工作指示灯）、IP03-34（前转向灯反馈信号）、IP03-41（接地）；IP04包括IP04-5（接地）、IP04-9（蓄电池电源）、IP04-24（后雾灯开关）、IP04-39（位置灯开关）、IP04-40（左转向灯开关）、IP04-44（ACC电源）、IP04-45（IG1电源）、IP04-50（右转向灯开关）；IP28包括IP28-11（高位制动灯电源输出）；BD10包括BD10-4（主灯光电源2）、BD10-11（后雾灯电源输出）、BD10-12（制动灯电源输出）、BD10-14（右后位置灯电源输出）、BD10-15（左后位置灯电源输出）、BD10-16（倒车灯电源输出）、BD10-17（左后转向灯电源输出）、BD10-18（右后组合灯A转向灯电源输出）；FB44包括FB44-1（右前转向灯电源输出）、FB44-2（左前转向灯电源输出）、FB44-16（危险警告灯开关信号）、FB44-17（左前位置灯电源输出）。

图1 汽车灯光信号系统电路图及符号定义[3]

1.2 转向信号及危险报警信号装置的结构和原理

转向信号灯的作用是指示汽车的行驶趋向或转向。按照交通法规要求，遇车辆起步、停车超车和变更车道等情况，必须开启转向灯；危险警告灯的作用是：当车辆遇紧急情况时，前后左右全部转向灯同时闪烁，请求其他车辆注意避让。实际应用中，危险警告信号和转向信号灯共用同一套灯具。转向信号灯、危险警告灯由闪光器、转向灯（警告灯）开关、转向灯和转向指示灯等原件组成。

1.3 倒车信号装置的结构和原理

倒车信号灯的作用是：汽车倒车时，为了照亮车尾的路面、减少倒车时盲区，同时警告车后的行人和驾驶员注意避让，故在汽车的后部装有倒车信号装置。它由电源、保险、倒车开关、倒车灯等组成。

1.4 制动信号装置的结构和原理

制动信号灯的作用是：驾驶员在减速或停车踩下制动踏板时，发出强红光，提示和避免尾随车辆的碰撞的危险。制动信号灯由电源、保险丝、制动开关和制动灯等组成。

1.5 位置信号装置的结构和原理

位置信号灯的作用是表明行驶汽车的存在和车身宽度，是一种警示标志的车灯，由电源、保险丝、位置灯开关和位置灯等组成。

1.6 雾灯信号装置的结构和原理

雾灯信号灯的作用是在有雾、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下雾中的穿透力更强，用来改善道路的照明情况及后部视见状况。雾灯信号灯由电源、保险丝、雾灯开关和雾灯等组成。

2 汽车灯光信号系统故障案例

本文以实际的汽车灯光信号系统故障案例为导入[4]，通过解决实际工作任务，为相关人员技术培训或自学提供参考。

2.1 故障现象

车辆位置灯、转向灯、雾灯、制动灯异常闪烁（左、右后组合A灯）：1）单独开启位置灯时，亮度比其余正常车辆亮度低；2）同时开启转向灯、位置灯、雾灯时，位置灯、雾灯与转向灯交互闪烁，即位置灯、雾灯亮时转向灯灭，转向灯亮时位置灯、雾灯灭；3）转向灯、雾灯开启时，电尾门无法关闭；4）诊断仪读取故障码、报2个故障码，B11D314即右转向灯反馈线断路到地，B11D214即雾灯输出电流高于阈值或短路到地。

2.2 原因分析及排查方向

影响电子电器故障的因素有机械原因、保险丝熔断、插头漏（虚）插、导线断（短）路、零件单品不良等[3]。为查找电子电器类故障原因，需要了解该系统控制电路图。由图1可知，该系统正常工作要具备以下条件：1）组合开关提供信号；2）BCM接收信号并输出电压；3）供电线路均为各自导通状态，无短路或断路；4）用电器能接收电压正常工作；5）地线接地形成回路，无短路或断路。

通过故障原因分析确定故障排查方向为以下几点：1）组合开关单品不良，无法输出开启、关闭信号，或内部短路输出错误信号；2）BCM单品不良，无法接收组合开关传递的信号，或内部短路无法正常传输电压；3）供电线路（车身、仪表线束）短路，导致各用电器无法正常工作；4）组合灯单品不良，无法正常工作；5）地线与其它地线之间断路或短路。

2.3 故障排除

从简到繁，逐一排查会导致故障的因素，对出现的不良进行排除：1）对组合开关单品不良的可能性进行验证，更换组合开关后，故障未消除。2）BCM单品不良验证。更换BCM后，故障未消除。3）供电线束断路、短路验证。后尾灯供电线路均为BCM直连到后尾灯，无保险丝。直接测量BCM输出的后位置灯、后转向灯、后雾灯的电源线至后组灯端的连接器相应针脚，每根导线均为导通状态，且两两直接无串联断路情况，供电线路无异常。4）组合灯单品不良验证。更换左、右后组合灯，故障未消除。5）地线与其它地线之间断路验证。将地线点与车身断开连接（方便测量），测量组合灯接地线至车身相应接地点（G403号地线）的通断，为导通状态。测量G403与G501接地点之间，为不导通状态，因此接地线路异常。6）检查接地螺栓时，发现G403与G501地线螺栓不一致，G403使用的为普通螺栓，无破漆功能，导致G403无接地。重新使用专用接地螺栓装配后，故障消除。故障原因最终锁定为G403无接地导致[5]。

图2 普通螺栓和专用接地螺栓

2.4 G403不接地导致尾灯异常闪烁分析

图3（a）所示是共用G403接地点正常接地，转向灯、制动灯、位置灯、雾灯开关均打开；图3（b）所示是共用G403接地点未接地，转向灯、制动灯、位置灯、雾灯开关均打开，转向灯输出高电平；图3（c）所示是共用G403接地点未接地，转向灯、制动灯、位置灯、雾灯开关均打开，转向未输出电流。

由图3（b）可知，当共用G403接地点未接地，BCM输出转向灯高电平，并同时打开位置灯、刹车灯、雾灯时，BCM上转向灯针脚输出电流会通过转向灯的卤素灯泡传递至并联的地线，再传输到位置灯、制动灯发光二极管的负极（负极为低电位），形成电位差，从而点亮转向灯，而其余灯无法点亮且电尾门无法关闭。

由图3（c）可知，当共用G403接地点未接地，BCM不输出转向灯高电平，打开位置灯、刹车灯、雾灯时，BCM上输出的相应的电流，通过二极管及卤素灯后，传递至并联的地线，通过转向灯的卤素灯泡，再传递至转向灯在BCM上低电平的针脚（BCM此时不输出高电位），形成电位差，从而使位置灯、制动灯、雾灯点亮。

图3 共用G403接地点正常接地及未接地电路结构简图[6-7]

3 结论

1）本文以广汽传祺GS4车型的灯光信号系统控制电路图为例，介绍了电路图电源线定义、保险丝定义、车身控制单元各针脚定义、汽车灯光信号系统的结构和原理，为相关人员技术培训或自学提供参考。

2）从G403不接地导致尾灯异常闪烁故障案例分析，当转向灯、位置灯、制动灯、雾灯全部为打开状态，会因为二极管、卤素灯的特性，在电路内部形成电位差，又因为BCM向转向灯输出为脉冲电压，所以会形成电位差的变化，就会导致位置灯、制动灯、雾灯与转向灯的交互闪烁，且电尾门无法关闭。