卡车制造端的电气故障分析与排除（四）

于彦权，高恩壮，刘从萍，王 猛

（一汽解放汽车有限公司，吉林 长春 130011）

1 前言

本文将继续采用上篇的叙述布局，按照试制车型基本信息简介、不同阶段的故障现象、分析及排除方法的顺序展开全文，让读者对卡车制造阶段的电气故障的处置有更深入的认知。

2 故障分析与排除

本篇选取分析的故障案例车型是一台内饰升级的牵引车，增加了多项配置，试装过程中遇到了一定的困难，电气故障也较多，很有代表性，值得分析和学习。案例车型简介见表1。

表1 案例车型简介

2.1 下线时的电气故障

2.1.1 故障现象

车辆无法起动，按下危险警报开关或车钥匙锁车按钮时，起动机会有瞬间动作；驾驶室熔断器盒内19、67及81号等3处熔断丝熔断。

2.1.2 原因分析

1）无法起动和起动机异常动作原因分析

按照常规思维，危险警报开关和车钥匙锁车按钮跟起动是没有关系的，何况锁车开关产生的是无线信号。认真思考后发现此二开关被按下后，汽车的转向灯会闪烁，莫非是转向灯的供电接入了起动机？而起动机的瞬时动作则可能是由起动机端缓啮合继电器的保护作用导致的。为验证想法，须先查看图纸后再作分析。

2）熔断丝熔断故障原因分析

结合熔断丝熔断及起动异常现象来看，二者原因可能是出于同一故障点，而且试制车型出现设计问题的概率较高，因此也须从图纸方向入手。

2.1.3 排除过程

1）无法起动和起动机异常动作故障排除过程

查询该车图纸，先找到起动机控制端的输入去向，发现该线来自于驾驶室熔断器盒的起动继电器，经过仪表板电线束和底盘电线束的对接处，最终去往底盘的起动机控制端。然后检查仪表板线束与底盘线束对接处的图纸，发现二者对接的插接器内所有接线线序完全颠倒，如图1所示。

图1 仪表板与底盘对接处插接器接线示意图

插接器中的1x2号线为常电，5x6号线为ON电，3x号线为左前照灯的供电，7x1号线为前桥左侧的制动蹄片磨损报警，6x号线为起动机控制端，5x号线为左转向灯供电。

由于两个插接器的线序完全颠倒，当按下危险警报开关或锁车按钮时，车身控制器向左右转向灯输出的供电进入了起动机控制端，导致起动机动作的奇怪现象。

2）熔断丝熔断故障排除过程

熔断器盒输出的常电经1x2号线直接接入了制动衬片磨损报警，相当于搭铁（本系列文章的首篇已分析过衬片磨损警报的接线原理，本文不再赘述），导致该导线所在的19号熔断丝熔断。5x6号线本是燃油粗滤器水位警报开关的供电，此时接入了前照灯，虽不搭铁，但底盘端3x号线的线径比5x6号线的大，则后者过流，也导致81号熔断丝熔断。

查看图纸发现，67号熔断丝所在的1x9号线并不在上述插接器内，因此需检查1x9号线的来龙去脉。发现该线为熔断器盒输出至左组合开关2号管脚的ON电，调取左组合开关的图纸，将其与仪表板线束图纸对比。发现左组合开关的管脚定义为：pin2为GND，pin3为ON电，而仪表板线束的标注为：pin2为ON电，pin3为GND，如图2所示。因此线序颠倒，1x9号线搭铁，67号熔断丝熔断。

图2 线束端与开关本体管脚定义对比

将仪表板与底盘线束对接的插接器线序修复，并与设计师确认左组合开关的管脚定义后，将仪表板线束端线序重置，再将熔断丝重新更换，故障排除。

2.2 静检时的电气故障

2.2.1 故障现象

无法挂挡行驶，仪表提示变速器换挡手柄信号丢失；按下低温预热开关，驾驶室熔断器盒内的40号熔断丝熔断；仪表提示ECAS故障灯。

2.2.2 原因分析

1）无法挂挡行驶及变速器故障原因分析

本车配备VCU和AMT，采用旋钮式换挡手柄，换挡信号通过LIN线传输。LIN线也是车辆总线系统中一种较为常见的通信网络，通常作为CAN总线的辅助性网络。换挡信号的传输路径为换挡旋钮至VCU，且换挡旋钮本身也是一个小型控制器，内部包含有DC-DC电路、主控电路及LIN数据转换电路，其供电、搭铁、信号等也须正常才能完成换挡，因此可从换挡旋钮处接线入手排查。

2）按下开关后熔断丝熔断故障原因分析

低温预热开关用于控制加热控制器和电磁泵加热器工作状态的切换，开关被按下时二者进入工作模式。供电路径是由驾驶室熔断器盒输出的常电经该开关输出至负载，如果发生熔断丝熔断，可能是线路搭铁、电流过大或者熔断丝规格错误。

3）ECAS故障原因分析

仪表提示ECAS故障，则后续的高度传感器标定工作将无法进行，可用诊断仪读取控制器的故障信息再作判断。

2.2.3 排除过程

1）无法挂挡行驶及变速器故障排除过程

将换挡旋钮取下，查看其接线未见异常；用万用表测量其供电、PWM信号和搭铁均正常，但LIN信号电压为0，正常情况下应为12V左右。然后将换挡旋钮插接器和VCU插接器分别拔下，找到LIN线对应的孔位，用万用表测量其通断，发现电阻为无穷大，表明该条信号线处于断开状态，如图3所示。将该线修复，再次上电后，故障消失，车辆可以正常挂挡行驶。

图3 换挡旋钮及导线通断测量

2）按下开关后熔断丝熔断故障排除过程

更换一枚同规格的熔断丝后，按下低温预热开关，熔断丝再次熔断，需将排查方向转向线路故障。调取图纸，查看40号熔断丝所在6x0号、5x6号线的走向及线束总成对接处的线序情况，未见异常。

然后根据接线原理测量该导线的对搭铁通断，6x0及5x6号线接线原理如图4所示。将低温预热开关的插接器拔下，测量5x6号线对搭铁通断，发现该线对搭铁导通，但是电磁泵加热控制器的内部结构为预热电阻，其两端分别为5x6线和搭铁，因此此处测得5x6线对搭铁导通并不能说明5x6线一定搭铁。

图4 6x0与5x6号线走向简图

先将电磁泵加热器的插接器拔下，再用万用表测量5x6号线对搭铁通断，发现该线对搭铁并不导通。再测量电磁泵加热器的电阻，约为20Ω，与标准值接近，由此认为5x6号线也不存在搭铁点。

将40号熔断丝取出，在开关处测量6x0号线的对搭铁通断，发现该线也不搭铁。至此，预热开关的上下游的接线都已排查，且并未见搭铁点，因此怀疑此开关存在故障，可更换一个开关进行验证。将预热开关和40号熔断丝更换，按下开关后熔断丝再次熔断，表明此类型开关内部接线存在问题。

调取开关的设计图纸，其接线原理如图5所示。由图5可知，开关按下时5号管脚6x0号线与2号管脚5x6号线接通，其他两路供电5x5和3x都去往开关内部的指示灯，因此不存在原理性错误。

图5 低温预热开关及接线原理图

将开关取下，用万用表测量管脚2和管脚5的通断情况。开关不被按下时，测得两管脚不导通；开关按下时，二管脚导通。然后保持管脚5内的表针不动，将管脚2内的表针插入管脚3，开关无论按下与否，测得二者均不导通。最后测量管脚5和管脚4的导通情况，发现开关按下时，二者导通。至此熔断丝熔断的原因被查明，即开关按下时，6x0号线在开关内与搭铁线接通，该开关内部接线不符合设计要求。

安装合格的低温预热开关后，熔断丝不再熔断，故障消除。

3）ECAS故障排除过程

诊断仪读取ECAS控制器的故障信息为电磁阀故障。电磁阀的11口为进气口，22口接右侧气囊，23口接左侧气囊，3口对外界排气。

先检查气路，未见异常，考虑检查电磁阀的电路。电磁阀上仅有一个插接器，如图6所示，4个管脚的接线均通往ECAS控制器，分别对应中心3/2电磁阀、后轴右电磁阀、后轴左电磁阀及24V供电，3个电磁阀采用并联连接。

图6 电磁阀及插接器

将插接器取下，测得管脚4电压为25.23V，表明电压正常。再测量电磁阀内部阀体的电阻，将表针固定于管脚4内，分别测量其他3个管脚对管脚4的电阻，测量结果见表2。

表2 电磁阀电阻测量值

结果表明，管脚2对应的后轴右电磁阀电阻异常导致ECAS系统故障。更换电磁阀总成后，故障消除。

2.3 动检时的电气故障

2.3.1 故障现象

坡道起步辅助功能失效；雨刮器低速挡和间歇挡不工作，高速挡工作，但不能复位；车道偏离预警LDW和前防碰撞预警系统FCW开关失效。

2.3.2 原因分析

1）坡道起步辅助功能故障原因分析

配备AMT的车辆通常具备坡道起步辅助（以下简称坡起）功能，该功能常见的实现形式有如下两种，一种是通过改造制动气路，在常规制动气路中增加坡起功能电磁阀、双路阀等原件，当坡起开关被按下时，气压经过电磁阀2口进入双路阀，从双路阀2口输送至中后桥制动模块4口，该模块的2口则向中后桥制动气室输出气压，从而产生制动力，同时仪表上会提示“坡道起步辅助开启”，如图7所示。

图7 坡起提示及控制原理图

另外一种坡起功能则通过防抱死系统（ABS）阀体的增压过程实现制动，即坡起功能开启时，ABS获取该信号并控制制动阀体向制动气室输出气压实现制动。

该车的坡起功能实现形式为第2种，排查时可先查看ABS控制器是否有故障。

2）雨刮功能故障原因分析

雨刮器的挡位控制通常包括低速挡、高速挡、间歇挡及复位控制等4种形式，有些雨刮器的间歇挡还被划分成不同间歇时长的挡位。高低速继电器为五脚形式，这一特点区别于车辆熔断器盒内的绝大多数继电器（通常为四脚），常见五脚继电器还有紧急断电继电器，通常安装于危险品运输车，如图8所示。如果雨刮器不工作，可先检查继电器的型号是否正确。

图8 普通继电器（左）和雨刮继电器（右）

3）LDW/FCW开关故障原因分析

LDW和FCW开关可实现其功能的手动开启和关闭，车辆每次上电时，这两项功能是默认开起的。如果摄像头和雷达都已完成标定，而这两个开关却失效，那应该检查仪表配置项，确认参数配置是否正确。

2.3.3 排除过程

1）坡道起步辅助功能故障排除过程

诊断仪连接ABS控制器，读取故障为未知故障，清除后仍然存在。因此将车辆驶入路试跑道，在车辆动态条件下再次读取故障信息为后桥左轮轮速传感器信号故障。

检查后桥左轮处的轮速传感器接线，未见异常。由于轮速传感器接线的另一端为ABS控制器，接线还经过底盘与仪表板线束对接，对照图纸，将对接处包含轮速传感器接线的插接器拔下，发现仪表板端的传感器接线弯折，如图9所示。将其修复后，故障排除，坡起功能恢复。

图9 插针弯折

2）雨刮功能故障排除过程

打开驾驶室熔断器盒，找到雨刮器高速和低速挡继电器，发现高速挡继电器为四脚继电器，而低速挡继电器为五脚。将其更换为五脚继电器后，雨刮器功能恢复正常。雨刮器控制原理如图10所示。

图10 雨刮器控制原理

当高速雨刮继电器被错误地安装为四脚继电器，拨至低速挡时，低速挡继电器吸合，但高速挡继电器至雨刮电机的输入中断，因此雨刮电机无低速挡；同理拨至间歇挡，BCM控制低速继电器的吸合与断开，但高速挡继电器至雨刮电机的输入也是中断，因此也无间歇挡。

拨至高速挡时（低速挡开关也闭合），高速雨刮继电器至雨刮电机的输出正常，因此雨刮器可在高速挡工作，但BCM输出的复位信号仍然在高速雨刮继电器处中断，因此雨刮器无法复位。

表3中总结了另外两种继电器被错误安装情形下的雨刮器工作情况，有兴趣的读者可以结合原理图进行比对分析。

表3 两种雨刮继电器故障形式总结

3）LDW/FCW开关故障排除过程

诊断仪连接仪表控制器读取基本信息，发现LDW和FCW功能配置项均为“无”，错误的配置导致这两项功能被屏蔽，如图11所示。重新配置后，开关功能恢复正常。

2.4 分析小结

表4为该车辆各阶段故障及成因统计。

表4 案例车故障及成因统计

3 总结

车辆配备整车控制器将成为一种趋势，它在车辆网络架构中扮演了中枢的角色。EOL检测时，分布在动力CAN、底盘CAN、舒适CAN等总线上的节点，都需要通过VCU的路由功能来转接，因此学习和分析VCU的功能对相关从业人员快速、准确地排查电气故障，提升自身技能将大有裨益。