卡车制造端的电气故障分析与排除（一）

2021-12-30高恩壮于彦权刘从萍

汽车电器 2021年12期

关键词：诊断仪总开关线束

高恩壮，于彦权，刘从萍

（一汽解放汽车有限公司，吉林长春 130011）

1 前言

本文将按照试制阶段车型基本信息简介、不同阶段的故障现象、分析及排除方法的顺序展开全文，针对危险品运输车特有的配电方式作重点阐述。

2 案例分析与故障排除

危险品牵引车与常规车型在配置方面有一些明显的区别，新修订的GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》也对该车型的安全性提出了更明确、严格的要求。

2.1 下线时的电气故障

2.1.1 故障现象

全车无电，点火开关拨至ACC、ON挡时，驾驶室内仪表、灯具等不工作，空挡时倒车蜂鸣器和倒车灯工作；车队模块及缓速器在进行EOL检测时，二者均通信超时；仪表显示发动机故障灯和冷却液温度报警灯。

2.1.2 原因分析

1）全车无电故障原因分析

危险品运输车在配电方面相对于常规车型的主要区别在于蓄电池对外的供电不仅经过普通机械式电源总开关，还要经过与之串联的电磁式电源总开关，同时驾驶室内还有该类车型特有的紧急断电开关和紧急断电继电器。从故障现象来看，这种大范围的“停电”现象可能是底盘熔断器盒的配电功能出现问题。电磁式电源总开关、紧急断电开关和继电器的异常工作或损坏也有可能导致全车无电。

该车故障描述中的一个细节是：倒车蜂鸣器工作正常，正常情况下倒车蜂鸣器、倒车灯的供电均来自电磁式总开关，并经过变速器上的倒车灯开关，当换挡手柄在倒挡时触发。由此猜测蜂鸣器的供电未经过电磁开关和机械开关，而是接入了常电。危险品运输车辆底盘熔断器盒接线见图1，图中虚线代表常电，其不受底盘的电源开关和驾驶室内的点火开关控制。

2）EOL检测故障原因分析

EOL检测时，大部分车辆控制器是通过诊断CAN与检测设备进行数据通信。对于EOL检测故障的排查通常需要技术人员能熟悉车辆控制器各路CAN总线的简单原理和拓扑图，能知晓各控制器在总线上的分布位置和顺序、总线的终端、线束对接等情况。

图1 底盘熔断器盒接线原理

通过设计图纸获知，车队模块FM既是诊断CAN的节点，又是通信CAN的节点，就是说通过OBD诊断接口可直接访问车队模块，无需经过路由转接。通信超时可从控制器供电、诊断CAN状态入手排查。

缓速器控制单元RCU则是通信CAN上的节点，因此诊断仪无法直接对其访问，而是通过网关转接。该车的RCU安装在驾驶室卧铺下方，远离CAN总线的干线，为保障信号传输的稳定性和信号品质，将其接入独立线束。这种接线形式增加了线束装配的复杂性和风险点，成为本次排查的重点区域。诊断及通信CAN拓扑图见图2。

图2 诊断和通信CAN拓扑图

3）发动机故障和冷却液温度报警故障原因分析

冷却液温度信号是经通信CAN由发动机控制单元EMS发送给仪表，因此冷却液温度报警灯可作为判断通信CAN是否存在故障的一个标志。可先用诊断仪读取EMS故障信息后再作判断。

2.1.3 排除过程

1）全车无电故障排除过程

卸下蓄电池框盖，对照设计图纸，仔细比对供电线的走向和连接情况，发现供应常电的电线（见图3线C）本应与底盘熔断器盒的接线柱A对接，电磁式总开关的输出线（见图3线D）应该与接线柱E对接，实际情况是二者接线颠倒。将二者正确连接后，供电恢复。

2）EOL检测故障排除过程

找到车队模块FM的安装位置，发现其3个工作指示灯均不亮，由此可见FM并未工作。拔掉插接器，观察线束及控制器管脚状况，未见异常。重新插接后，指示灯仍不工作。对照图纸，用万用表分别测量插接器各孔位的供电、CAN信号和搭铁情况，也完全正常。最后将控制器零件号与生产信息比对，发现完全吻合，由此断定为控制器本体故障。重新调件安装后，车队模块正常工作，如图4所示。

图3 底盘熔断器盒接线图

图4 车队模块及工作状态

读取网关控制器的故障信息如图5所示，缓速器和EMS均为通信CAN上的节点，通过拓扑图可知，二者均位于网关之后。

图5 读取的网关故障信息

分析认为通信CAN可能在缓速器节点出现故障，导致后续的节点也无法与网关通信。通过拔取连接RCU的插接器发现有两管脚已经弯折，对比图纸发现二者正是通信CAN，其弯折导致了CAN 中断，如图6所示。修复之后，网关无故障信息，故障消除。

3）发动机故障和冷却液温度报警故障排除过程

通信CAN故障消除后，发动机故障和冷却液温度故障也随之消除。

图6 插接器管脚弯折

2.2 静检时的电气故障

2.2.1 故障现象

电控空气悬架ECAS无法标定；仪表提示制动衬片磨损报警。

2.2.2 原因分析

1）ECAS无法标定原因分析

空气悬架在危险品运输车上的配置比例较高，而且得到了相关法规和政策的支持，正处于国内商用车市场推广阶段［1］。可用诊断仪连接ECAS控制器，读取故障信息，确定排查方向，电路和气路的故障都有可能导致无法标定。

2）制动衬片磨损报警原因分析

JT/T 1178.2-2019《营运货车安全技术条件第2部分：牵引车辆与挂车》中规定：牵引车辆制动衬片需更换时，需采用声学或光学报警装置向驾驶员报警［2］。当制动衬片的磨损量超出安全范围时，仪表上就会出现报警提示。新生产的车辆也会出现衬片磨损报警提示，通常并非制动衬片被过量磨损，而是各个制动衬片间的线束对接问题导致的。制动衬片报警装置的基本原理是仪表的输入通过导线将各个制动衬片串接，形成串联电路，任何一处衬片接线被磨断或对接不良都会触发报警提示，原理简图如图7所示。

图7 制动衬片报警装置接线原理简图

2.2.3 排除过程

1）ECAS无法标定故障排除过程

用诊断仪读取ECAS控制器故障信息，发现无故障，因此将排查方向转向气路。该危险品运输车采用八气囊形式的空气悬架系统，气路走向是：干燥器—溢流阀—储气筒—电磁阀—各个空气弹簧。由于溢流阀、电磁阀上不同标识的阀口表示不同的气压方向，因此气管接入错误的阀口将导致无法充气，进而无法标定。溢流阀气口及气压方向如图8所示。

图8 溢流阀气口及气压方向

根据气路原理，溢流阀是一种先导式单向阀，阀体上的1口代表进气，2口代表出气，分别接干燥器29口和电磁阀1 口；电磁阀21和22口分别为左右两侧各4个气囊充气，3口表示对外排气。溢流阀体两端印有阀口标示，检查其管路连接发现，其气路方向颠倒。重新安装后，故障排除，空气悬架可以正常标定。

2）制动衬片磨损报警故障排除过程

考虑到操作的便利性，先拔掉右侧后轮的衬片插头，用万用表测得线束端由组合仪表输出的电压0V（标准值为10V），再将万用表拨至电阻挡测量衬片端接线的通断，发现正常导通。由此可断定该处的仪表输出端出现问题。

根据本车衬片报警装置接线走向图，检查各车轮衬片与底盘对接点、仪表至底盘线束对接点，最终发现中桥左侧车轮处的衬片插头内一管脚缩线，正是此处导致衬片报警装置的串联回路无法闭合，如图9所示。缩线修复后，衬片报警灯熄灭，故障排除。

图9 衬片插头内一管脚缩线

2.3 动检时的电气故障

2.3.1 故障现象紧急断电开关失效；仪表显示EBS故障灯；行车时，踩油门踏板无法加速；驾驶室电动液压翻转失效。

2.3.2 原因分析

1）紧急断电开关失效原因分析

紧急断电装置主要包括电磁式电源总开关、紧急断电继电器和紧急断电开关。紧急断电开关被按下时，全车实现断电（常电除外），运转状态下的发动机也会熄火。该车紧急断电开关失效即无法切断供电，可从紧急断电装置的控制原理入手分析，基本原理见图10，图中的ACC挡和ON挡的供电来自于点火开关的输出。

供电过程：电磁开关控制低端与紧急断电继电器的静触点端对接，并经此搭铁。点火开关拨至ACC挡或ON挡时，电磁式总开关都会吸合，完成上电。

图10 紧急断电控制原理简图

断电过程：紧急断电开关被按下，紧急断电继电器吸合，电磁开关控制低端断开搭铁而悬空，电磁式总开关断开。同时ON挡功率继电器触点输入被切断、控制低端也悬空。因此发动机控制单元EMS的ON挡电被切断，发动机会熄火。

通过上述分析，紧急断电开关失效可能是紧急断电继电器或紧急断电开关故障导致的。

2）EBS及无法加速故障原因分析

EBS即电子制动系统，其故障原因有很多，需要先用诊断仪读取其控制器的故障信息再作判断。行车时无法加速也需用诊断仪读取发动机故障。

3）电动液压翻转故障原因分析

驾驶室电动液压翻转装置的主要组成部分有翻转电机、液压泵、液压油缸、进回油管及控制开关、电机继电器等，液压系统的工作介质是10号航空液压油。

根据以往经验判断，电气问题导致翻转失效的可能性较大，可先将故障点锁定在电路方向，电机及电气原理如图11所示。

图11 翻转电机及电气原理图

2.3.3 排除过程

1）紧急断电开关失效故障排除过程

拔掉紧急断电继电器，检查其各管脚和对应的插孔，未见异常。更换一个新的继电器，然后按下紧急断电开关，发现仍无法断电，表明故障点应该在紧急断电开关处。取下断电开关，用万用表测量来自继电器的8×3号线的电压为24.50V，表明供电正常，由此可判定是断电开关内部故障，无法搭铁。更换断电开关，故障消除。

2）EBS故障排除过程

诊断仪读取EBS控制器故障信息，如图12所示。因笔者当时也是第一次遇到此故障，只能根据故障代码中SPN和FMI这一线索查询EBS故障的维修说明为：check the supply -line of the TCV pressure sensor（short circuit to +UB），译为：检查TCV压力传感器的供电线。TCV（全称trailer control valve）即挂车控制阀，是牵引车电子制动系统的组成部分，内部集成有压力传感器，其供电电压就是5V。

拔下挂车阀上的插接器，发现其有管脚退针，如图13所示，修复后故障消除。这一案例表明有时仅靠故障代码的解析还不足以明确排查方向，还需技术人员进一步查阅资料。

图12 紧急断电开关及测得电压

图13 EBS故障代码及挂车阀插接器

3）无法加速故障排除过程

起动发动机，用诊断仪读取发动机故障信息，发现无故障。车辆行驶后，仍未读取到发动机故障信息，但此时仪表上的ASR指示灯闪烁起来，这表明车辆的ASR处于工作状态。ASR即驱动防滑转调节，是EBS的一个功能项。该功能被激活后，发动］将限制扭矩和转速输出［3］，故障现象就是无法加速。

诊断仪读取EBS控制器故障信息为：车辆左侧前轮轮速传感器故障，并读取各个轮速传感器的动态数据流，显示左前轮速传感器检测到的车速数值明显小于其他车轮转速，如图14所示。检查发现该轮速传感器从夹持体中松脱。这种情形将导致传感器探头与齿圈的间距增大，计算的车速不准确导致EBS判断为该车轮打滑，并激活ASR功能。将传感器重新安装后，再次路试，故障消除。

图14 轮速数据流及轮速传感器凸出示意图

4）驾驶室翻转故障排除过程

先将驾驶室内的翻转控制开关按下，拔下翻转电机处的按钮插头，用万用表量该插头的电压，发现其两个孔位均无电。再将翻转控制开关拔下，测量6x5和2x7号线（即电机继电器控制高端）的供电，发现二者电压正常。由于翻转开关至继电器的接线要经过仪表板与底盘线束的对接处，因此检查2x7号线所在的插接器，发现其退针（图15），导致底盘端的输入中断。修复后，驾驶室翻转功能恢复正常。