基于技能大賽的汽車故障診斷方法

關(guān)鍵詞：進(jìn)入及起動(dòng)許可；技能大賽；無鑰匙進(jìn)入；一鍵起動(dòng)；汽車防盜

0 前言

大眾汽車設(shè)計(jì)人員將無鑰匙進(jìn)入、一鍵起動(dòng)和防盜功能整合起來，組成了進(jìn)入及起動(dòng)許可系統(tǒng)。該系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)重要組成部分之一，也是車載系統(tǒng)電源組成部分之一。該技術(shù)在汽車應(yīng)用領(lǐng)域源于汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]，它極大簡化了電器結(jié)構(gòu)，提升了功能可靠性，但同時(shí)也給相關(guān)維修人員診斷故障帶來了巨大挑戰(zhàn)。在全國職業(yè)院校技能大賽汽車故障診斷賽項(xiàng)中，更是要求不借助故障診斷儀的條件下快速找出故障點(diǎn)。目前大賽使用大眾邁騰2023 款車型（B8L），若能針對(duì)進(jìn)入及起動(dòng)許可系統(tǒng)導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)故障提出一般診斷流程，將明顯提升故障檢測效率。

1 進(jìn)入及起動(dòng)許可原理

大眾邁騰進(jìn)入及起動(dòng)許可分為無鑰匙進(jìn)入和一鍵起動(dòng)兩大功能。主要控制單元有進(jìn)入及起動(dòng)許可控制單元（J965）、車載電網(wǎng)控制單元（J519）、方向盤鎖止控制單元（J764）、4 個(gè)車門控制單元（J386、J387、J388 和J389）、數(shù)據(jù)總線診斷接口（J533）、組合儀表（J285）和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（J623）[2]。第五代防盜控制單元集成在組合儀表內(nèi)，存儲(chǔ)著防盜數(shù)據(jù)。相關(guān)傳感器有4 個(gè)門把手上的接觸傳感器（G415、G416、G417 和G418）。其他部件有遙控鑰匙、診斷座（U31）、起動(dòng)按鈕（E378）、車內(nèi)低頻天線（R138、R139）、車外低頻天線（R134、R135、R165、R166），以及車載電網(wǎng)控制單元內(nèi)部高頻天線（R47）等。

1.1 無鑰匙進(jìn)入

以駕駛員側(cè)無鑰匙進(jìn)入功能為例，靠近駕駛員側(cè)車門后，觸摸把手開關(guān)，車門打開，儀表盤顯示車門開啟情況，E378 背景燈點(diǎn)亮，原理如圖1 所示。為直觀了解無鑰匙進(jìn)入功能控制策略，將基本原理簡化為信號(hào)傳遞路線及響應(yīng)情況。

線路一：G415—J965—R134—遙控鑰匙，鑰匙閃爍一次。其機(jī)理是將門把手的觸摸信號(hào)傳遞給J965，J965 響應(yīng)后驅(qū)動(dòng)R134發(fā)送125 kHz 低頻信號(hào)（LF）尋找鑰匙，在1.5 m 有效空間范圍內(nèi)鑰匙接收信號(hào)后做出閃爍一次的響應(yīng)。

線路二：遙控鑰匙—J965—R47—遙控鑰匙，鑰匙再次閃爍一次。其機(jī)理是鑰匙應(yīng)答后發(fā)送信號(hào)至J965，根據(jù)反饋的信號(hào)幅值大小確認(rèn)在1.5 m 有效空間范圍內(nèi)，J965 才會(huì)經(jīng)過相應(yīng)線束喚醒J519。J519 內(nèi)部的R47 發(fā)送433 kHz 高頻信號(hào)（HF）尋找合法鑰匙的同時(shí)，喚醒CAN 舒適網(wǎng)絡(luò)。

線路三：遙控鑰匙—R47—J533—J285—J533—J386、J387、J388 和J389，車門解鎖，儀表顯示車門狀態(tài)，E378 背景燈點(diǎn)亮。其機(jī)理是鑰匙向R47 傳遞433 kHz 高頻信號(hào)，包含鑰匙防盜數(shù)據(jù)，并依靠舒適CAN 網(wǎng)絡(luò)傳遞的報(bào)文告知J285 等相關(guān)模塊，驗(yàn)證通過后將解除防盜信息掛在舒適CAN 網(wǎng)絡(luò)上。J386、J387、J388 和J389 在舒適CAN 網(wǎng)絡(luò)中獲取解除防盜信息后，給門鎖執(zhí)行電機(jī)V56 等發(fā)出信號(hào)實(shí)現(xiàn)車門解鎖，并將各個(gè)車門的開啟狀態(tài)通過舒適CAN 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)J533 傳遞至J285 內(nèi)部，從而儀表板顯示車門狀態(tài)。

1.2 一鍵起動(dòng)

當(dāng)J623 工作正常，換擋桿處于P 或N 擋位時(shí)，踩制動(dòng)踏板，按下E378，J965 將起動(dòng)許可信號(hào)傳給J623。以上條件同時(shí)滿足時(shí)，J623 將控制起動(dòng)繼電器J906 和J907 電磁線圈搭鐵，繼電器開關(guān)觸點(diǎn)閉合[3]，發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，儀表二次點(diǎn)亮且顯示所有車輛相關(guān)信息，原理如圖2 所示。同理，將基本原理簡化為信號(hào)傳遞路線及響應(yīng)情況。

線路四：E378—J965—R138—遙控鑰匙，鑰匙閃爍一次。其機(jī)理是將起動(dòng)按鈕的雙搭鐵信號(hào)傳遞給J965，J965 響應(yīng)后驅(qū)動(dòng)R138 發(fā)送125 kHz 低頻信號(hào)尋找1.5 m 范圍內(nèi)的合法鑰匙，鑰匙接收信號(hào)。

線路五：遙控鑰匙—J965—R47—遙控鑰匙，鑰匙再次閃爍一次。其理是鑰匙應(yīng)答后發(fā)送信號(hào)回至J965，再喚醒J519，R47發(fā)送433 kHz 高頻信號(hào)尋找合法鑰匙。

線路六：遙控鑰匙—R47—J533—J285—J533—J965、J764，方向盤解鎖。其機(jī)理是鑰匙向R47 傳遞433 kHz 高頻信號(hào)，包含鑰匙防盜數(shù)據(jù)，并依靠舒適CAN 網(wǎng)絡(luò)傳遞的報(bào)文告知J285 等相關(guān)部件，驗(yàn)證通過后將解除防盜信息掛在舒適CAN 網(wǎng)絡(luò)上，方向盤鎖止解除[4]。

線路七：J965—J519、J623，儀表正常顯示所有信息，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，U31/1 端子檢測到12 V 電壓。其機(jī)理是在防盜解除后J965 向J519 提供S 觸點(diǎn)信號(hào)、15 信號(hào)1 和15 信號(hào)2 用于二次點(diǎn)亮儀表，向J623 提供15 信號(hào)，儀表二次點(diǎn)亮且顯示所有車輛相關(guān)信息，起動(dòng)機(jī)允許轉(zhuǎn)動(dòng)。

2 故障分析

進(jìn)入及起動(dòng)許可系統(tǒng)存在故障，一般表現(xiàn)為起動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)無響應(yīng)，儀表無顯示或者無法二次點(diǎn)亮顯示車輛其他信息，由于全國職業(yè)院校技能大賽汽車故障檢測賽項(xiàng)燃油車模塊只有90 min。在沒有連接故障診斷儀的情況下，一方面若能根據(jù)車輛響應(yīng)情況可以快速定位故障原因，減少冗余檢查，節(jié)省大量時(shí)間；另一方面根據(jù)線路傳遞信號(hào)的先后順序循序漸進(jìn)定位故障，若存在多個(gè)故障時(shí)能避免漏測錯(cuò)檢，增加得分幾率。

2.1 鑰匙解鎖

鑰匙解鎖功能，實(shí)際上是鑰匙直接發(fā)送鑰匙信息給R47，并通過CAN 數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證鑰匙合法性，依靠線路二和線路三可完成該功能。鑰匙若能遠(yuǎn)程解鎖和上鎖，則說明2 條線路工作正常；若鑰匙解鎖和上鎖功能異常，說明2 條線路可能存在異常。

2.2 鑰匙指示燈閃爍

通過4 個(gè)車門的無鑰匙進(jìn)入功能或者一鍵起動(dòng)功能，觀察鑰匙指示燈閃爍情況。針對(duì)無鑰匙進(jìn)入功能，若鑰匙閃爍一次，則說明線路一工作正常；若鑰匙閃爍兩次，則說明線路一和線路二工作正常；若鑰匙指示燈不閃爍，則說明線路一和線路二存在異常。針對(duì)一鍵起動(dòng)功能，若鑰匙閃爍一次，則說明線路工作正常；若鑰匙閃爍兩次，則說明線路四和線路五工作正常；若鑰匙指示燈不閃爍，則說明線路四和線路五存在異常。

2.3 車輛儀表信息

進(jìn)入車輛后，觀察儀表有無顯示4 個(gè)車門及行李艙的開啟情況。若能夠正常顯示，則說明線路一、線路二和線路三工作正常。若儀表無法點(diǎn)亮，或者未能顯示車門開啟情況，則說明這3 條線路存在異常。

2.4 E378 背景燈

若進(jìn)入車輛后，E378 背景燈正常點(diǎn)亮，說明線路一、線路二和線路三工作正常。若背景燈無法點(diǎn)亮，說明這3 條線路存在異常。

2.5 方向盤解鎖情況

若按下E378，方向盤正常解鎖，說明線路四、線路五和線路六工作正常。若方向盤無法解鎖，說明這3 條線路存在異常。

2.6 15 號(hào)線電供電情況

進(jìn)入車輛以后，按下起動(dòng)開關(guān)的瞬間，使用示波器測量診斷座1 號(hào)端子對(duì)地電壓。若電壓值出現(xiàn)12 V 短暫電壓或者持續(xù)電壓，則說明線路五、線路六和線路七工作正常。若電壓值恒為0 V，則說明這3 條線路存在異常。

2.7 應(yīng)急起動(dòng)功能

在遙控鑰匙沒電、外部存在電磁干擾、車內(nèi)天線損壞等情況時(shí)，常規(guī)的無鑰匙起動(dòng)功能可能失效。為應(yīng)對(duì)這些特殊情況，可以將起動(dòng)鑰匙貼近方向盤下方感應(yīng)線圈位置，在保證P 擋位置時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，按下E378，車輛可以應(yīng)急起動(dòng)。應(yīng)急起動(dòng)正常，則說明線路五存在異常；應(yīng)急起動(dòng)失敗，則說明線路六和線路七存在異常。

3 故障案例

故障現(xiàn)象：遙控鑰匙和無鑰匙進(jìn)入正常，儀表正常顯示車門信息，起動(dòng)按鈕背景燈點(diǎn)亮。在車內(nèi)按下起動(dòng)按鈕，鑰匙燈不閃爍，儀表沒有變化，方向盤未解鎖，起動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)動(dòng)跡象，車輛無法起動(dòng)，應(yīng)急起動(dòng)依舊失敗。

故障分析：由于儀表無變化、起動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)動(dòng)跡象，首先懷疑車輛進(jìn)入及起動(dòng)許可系統(tǒng)故障。從故障現(xiàn)象看，遙控鑰匙和無鑰匙進(jìn)入正常，說明線路一、線路二和線路三正常，尤其是J965等模塊和CAN 舒適網(wǎng)絡(luò)通訊線路正常。其次，由于車內(nèi)鑰匙燈不閃爍，初步懷疑線路四和線路五存在異常；應(yīng)急起動(dòng)失敗，懷疑線路六和線路七存在異常。按照循序漸進(jìn)的原則，首先針對(duì)線路四進(jìn)行檢測。

查看相關(guān)電路圖可知（圖3），J965 提供E378 背景燈E378/T6as/2 端子12 V 電源，與E378/T6as/4 端子搭鐵形成回路，點(diǎn)亮背景燈。車輛起動(dòng)時(shí)，E378 通過2 條信號(hào)線（E378/T6as/3、E378/T6as/6），將授權(quán)請(qǐng)求信號(hào)傳遞J965，當(dāng)按下E378 時(shí)，J965 監(jiān)控端得到低電位信號(hào)，雙線設(shè)計(jì)屬于冗余方案，出于安全考慮2 條線電位互為參考，一旦出現(xiàn)矛盾電位，J965 將對(duì)其進(jìn)行屏蔽處理[5]。

根據(jù)分析：線路四存在故障的可能性范圍為E378、J965、R138 及連接線路。針對(duì)E378，起動(dòng)按鈕背景燈點(diǎn)亮說明E378/T6as/2 端子供電線路正常，E378/T6as/4 端子搭鐵線路正常，可直接檢測E378/T6as/3 端子、E378/T6as/6 端子線路及開關(guān)觸點(diǎn)。

（1）在車輛未斷電情況下，按下起動(dòng)按鈕，使用示波器檢測J965/T40/7 和J965/T40/19 對(duì)地電壓變化情況。其中，CH1 代表J965/T40/19 對(duì)地電壓，CH2 代表J965/T40/7 對(duì)地電壓，發(fā)現(xiàn)J965/T40/7 電壓恒為12 V，J965/T40/19 電壓由12 V 變?yōu)? V。正常情況下，兩路信號(hào)應(yīng)該幾乎同時(shí)由12 V 變?yōu)? V，進(jìn)一步懷疑線路J965/T40/7-E378/T6as/3 斷路或者開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)損壞。

（2）斷開J965 插接器和E378 插接器，使用萬用表測量J965/T40/7-E378/T6as/3 線路阻值，結(jié)果為+ ∞，說明線路斷路。

（3）使用跨接的方式簡單恢復(fù)該線路故障以后，示波器信號(hào)顯示正常，同時(shí)車輛能夠正常起動(dòng)。

由此分析，故障機(jī)理為，E378 給J965 傳遞的信號(hào)為一高一低電位信號(hào)，J965 判斷兩條線電位出現(xiàn)矛盾，對(duì)該起動(dòng)信號(hào)做屏蔽處理，J965 不會(huì)做出任何響應(yīng)，J623 無法獲取防盜解除信號(hào)和15 供電信號(hào)，整車就無法起動(dòng)。

4 結(jié)束語

為了解決教學(xué)難題及技能大賽故障點(diǎn)問題，本文圍繞全國職業(yè)院校技能大賽汽車故障診斷賽項(xiàng)，對(duì)進(jìn)入及起動(dòng)許可系統(tǒng)進(jìn)行故障研究、思路探索。該思路鍛煉學(xué)生的邏輯思維，對(duì)實(shí)際操作具有一定的指導(dǎo)意義，通過對(duì)該系統(tǒng)控制策略的簡化，可以明顯縮小故障檢測的范圍，避免方向錯(cuò)誤和漏檢錯(cuò)檢，在沒有故障診斷儀的情況下依然能定位多個(gè)故障點(diǎn)。該方法對(duì)于廣大高職院校師生參加國賽及省賽中快速診斷故障提供了參考。