高麗潔，杜方鑫

（1.長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430212；2.武漢城市職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430064）

近年來，電子信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)在汽車上廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)總線技術(shù)、局域網(wǎng)控制技術(shù)以及嵌入式技術(shù)等電控技術(shù)逐步滲入到汽車發(fā)動機(jī)、車身電氣及底盤等方面，有效提高汽車控制系統(tǒng)控制精度，大大改善汽車安全、環(huán)保、動力和經(jīng)濟(jì)性能。現(xiàn)如今人們對于汽車的便利性和舒適度要求更高，更多的是體現(xiàn)在車身電氣上，比如免鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、自動空調(diào)系統(tǒng)、自動前照燈、自動雨刮器系統(tǒng)等。隨著汽車使用的便利性和舒適性的提升，車身電氣變得更加復(fù)雜。車身電氣是提供車輛種種便利功能的集成控制系統(tǒng)，經(jīng)由單一系統(tǒng)控制功能逐步向更高級的多系統(tǒng)控制功能發(fā)展。早期車身控制模塊BCM和智能接線盒SJB系統(tǒng)中，智能接線盒只是熔斷絲和繼電器集成，不具備自診斷功能；升級后，在智能接線盒SJB系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了智能電源轉(zhuǎn)換裝置IPS、集成網(wǎng)關(guān)等模塊，稱之為集成智能接線盒。它通過CAN通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，更多模塊有機(jī)連接在一起，具備通信、控制和自診斷功能，提供支持故障代碼、數(shù)據(jù)流和執(zhí)行器強(qiáng)行驅(qū)動等功能。

汽車集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能的日新月異，使得汽車故障的維護(hù)診斷也就越復(fù)雜。這就要求汽車維修檢測人員不斷加強(qiáng)技術(shù)學(xué)習(xí)、與時俱進(jìn)，掌握現(xiàn)代化檢測儀器使用方法，才能對故障汽車進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地檢測維修。

1 與傳統(tǒng)汽車用電設(shè)備的控制方式相比，集成智能接線盒的電路特點(diǎn)

1.1 開關(guān)直接控制和繼電器控制的電路特點(diǎn)

傳統(tǒng)汽車用電設(shè)備的控制方式主要有開關(guān)直接控制和繼電器控制，開關(guān)直接接通用電設(shè)備僅適用于小功率用電設(shè)備，電路相對簡單，組成部件少。使用萬用表、試燈等檢測設(shè)備即可完成檢測維修。在大功率用電設(shè)備電路中，為了減小開關(guān)等控制部件的工作電流，引入繼電器，實現(xiàn)對用電設(shè)備的間接控制，大電流電路由繼電器觸點(diǎn)接通，而開關(guān)等控制部件接通繼電器線圈回路。繼電器控制電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，萬用表、試燈等檢測設(shè)備亦可完成檢測維修。為了滿足客戶多樣化需求，現(xiàn)代汽車用電設(shè)備越來越多，使用的繼電器數(shù)量非常龐大，這樣為維修帶來了極大困難。開關(guān)直接控制和繼電器控制線路同時存在連接線繁多的問題，比如電源、熔斷絲、控制開關(guān)、控制繼電器和用電設(shè)備之間均要用連接線連接，由于布置位置分散，線路連接冗長，勢必造成檢修范圍大、難度高等問題。

1.2 集成智能接線盒控制的電路特點(diǎn)

MCU是智能接線盒控制單元，集成智能接線盒控制電路連接關(guān)系示意框圖如圖1所示，在智能接線盒SJB系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了智能電源轉(zhuǎn)換裝置IPS和集成網(wǎng)關(guān)等模塊。

圖1 集成智能接線盒控制電路連接關(guān)系示意框圖

智能電源轉(zhuǎn)換裝置IPS是將熔斷絲、繼電器集成在一起，控制負(fù)載電源的半導(dǎo)體裝置。它大大減少器件間引線，廣泛應(yīng)用于車身電氣系統(tǒng)輸出控制上。對電路斷路、電路短路和超載作出快速響應(yīng)，提供可靠保護(hù)，支持自診斷和故障分析，允許小型多通路控制，而且在功能增加情況下易于升級。智能電源轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部有中央處理器，利用車輛通信系統(tǒng)接收開關(guān)信號，并通過通信線路與其它模塊分享開關(guān)狀態(tài)信息。當(dāng)輸入條件滿足時，智能電源轉(zhuǎn)換裝置接通或者斷開相應(yīng)的車身電氣系統(tǒng)執(zhí)行器電源電路。控制過程為智能電源轉(zhuǎn)換裝置輸出小電流接通繼電器線圈，以激活繼電器常開觸點(diǎn)動作，從而接通大電流負(fù)載電路。

2 汽車檢測與維修常用的方法適用性分析

在汽車維修過程中，汽車故障診斷常用的方法有人工直觀經(jīng)驗法、儀表設(shè)備診斷法和汽車自診斷法。

2.1 人工直觀經(jīng)驗法適用分析

人工直觀經(jīng)驗法主要依靠維修人員的實踐經(jīng)驗和技術(shù)水平，借助簡單的維修工具、局部拆卸對故障汽車進(jìn)行檢測。人工直觀經(jīng)驗法維修成本低，僅適用于汽車異響故障、機(jī)械故障及非電腦控制的電氣系統(tǒng)故障等的診斷維修，對于電腦控制的電氣系統(tǒng)故障，通過維修人員觀察、簡單測量是無法檢測控制單元內(nèi)部參數(shù)的，所以人工直觀經(jīng)驗法對于智能電源轉(zhuǎn)換裝置控制電路故障診斷維修是束手無策的。

2.2 儀表設(shè)備診斷法適用分析

儀表設(shè)備診斷法是指采用檢測設(shè)備、儀器和工具來檢測汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)、技術(shù)狀態(tài) （如間隙、尺寸、形狀、相關(guān)位置的變動、真空度、壓力、油耗和功率等）、曲線和波形等，從而對汽車故障進(jìn)行診斷的方法［1］。汽車常用的檢測診斷設(shè)備有萬用表、廢氣分析儀、示波器、汽車故障分析診斷和發(fā)動機(jī)綜合性能分析儀等，檢測診斷設(shè)備在不拆解汽車的情況下，對各個電氣系統(tǒng)的工作參數(shù)進(jìn)行動態(tài)和靜態(tài)的檢測，從而判斷汽車的工作狀態(tài)。比如汽車故障分析診斷，通過診斷接口與汽車各個電控單元通信，通過識讀故障碼、清除故障碼、讀數(shù)據(jù)流、驅(qū)動測試、系統(tǒng)初始化設(shè)定等操作可以對汽車故障做出確切診斷。儀表設(shè)備診斷法適用于電腦控制的系統(tǒng)故障診斷分析，檢測時不用解體任何部件，不會因為維修時拆卸不當(dāng)擴(kuò)大系統(tǒng)故障，故障點(diǎn)判斷準(zhǔn)確，工作效率高，是帶智能電源轉(zhuǎn)換裝置的電控化程度高的車企應(yīng)用最為廣泛的汽車檢測與維修方法。

2.3 汽車自診斷方法適用分析

汽車自診斷方法是指裝有微處理器控制單元的汽車，控制單元實時對汽車控制系統(tǒng)中各組成部分工作狀態(tài)進(jìn)行自動監(jiān)測。當(dāng)監(jiān)測數(shù)值超出正常范圍或者消失時，控制單元會點(diǎn)亮儀表板的報警指示燈，同時把該故障以故障碼的形式存儲在電控單元的存儲器。第1代汽車自診斷系統(tǒng)由于設(shè)計存在缺陷且缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)使其發(fā)展受到限制，比如故障碼輸出方式是汽車檢測維修人員觸發(fā)相應(yīng)端腳，報警指示燈閃爍，循環(huán)輸出故障代碼，維修人員查閱維修手冊讀取故障代碼含義。維修完成后，一般斷開ECU的電源30 s故障碼將會自動清除。第1代汽車自診斷方法是自成體系，讀取和解碼操作復(fù)雜，給汽車維修人員帶來很大的困難，不具有通用性［2］。

取而代之的是第2代汽車自診斷系統(tǒng)，具有標(biāo)準(zhǔn)化的診斷插座、通信協(xié)議、故障診斷碼、掃描工具及診斷模式等［3］。故障碼讀取方式不僅采用故障指示燈指示，而且還可以使用故障診斷儀讀取，還具有數(shù)據(jù)流、動作測試等功能。自診斷系統(tǒng)交互式通信升級使汽車維修人員操作更加便捷。

配備集成智能接線盒的車身電氣系統(tǒng)檢測方法主要是選用儀表設(shè)備診斷法和汽車自診斷法，也就是利用故障診斷儀等檢測儀器與汽車進(jìn)行自診斷交互式通信，通過故障碼信息、數(shù)據(jù)流參數(shù)、驅(qū)動測試結(jié)果等對汽車故障進(jìn)行分析和診斷。在整個檢測維修過程中，維修人員對于汽車運(yùn)行狀況、聲響、溫度的變化以及振動的幅度等觀察也至關(guān)重要，故人工直觀經(jīng)驗法輔之［4］。

3 配備集成智能接線盒的車身電氣系統(tǒng)失效保護(hù)分析及檢測流程

以配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統(tǒng)為例，分析失效保護(hù)及檢測流程。

3.1 智能前照燈系統(tǒng)正常工作時控制程序及失效保護(hù)分析

起亞智能前照燈系統(tǒng)信號傳輸示意圖如圖2所示。

圖2 起亞智能前照燈系統(tǒng)信號傳輸示意圖

1）智能前照燈系統(tǒng)正常工作時控制程序 前照燈的組合開關(guān)信號包括近光、遠(yuǎn)光開關(guān)和自動燈光開關(guān)信號，這些組合開關(guān)信號直接傳送給車身控制模塊BCM。BCM通過CAN通信電路與智能接線盒SJB中的控制單元MCU通信，將相應(yīng)的電器設(shè)備的操作指令發(fā)送給SJB的MCU。SJB通過相應(yīng)的智能電源轉(zhuǎn)換裝置IPS控制遠(yuǎn)光、近光電路的接通。BCM與SJB通過CAN通信，信息傳遞是雙向的，前照燈的工作狀況也會CAN通信反饋給BCM，BCM以此判斷電路工作是否正常。與此同時，數(shù)據(jù)也會傳送到儀表模塊，在儀表模塊上顯示操作狀態(tài)。

2）智能大前照燈系統(tǒng)失效保護(hù)分析 智能接線盒SJB內(nèi)部裝有備用電路，與CAN通信分開，備用電路與前照燈的組合開關(guān)信號中的近光開關(guān)相連接，直接接收近光開關(guān)信號。在系統(tǒng)工作正常時，智能接線盒控制單元MCU控制備用電路，使其不工作。當(dāng)MCU或者CAN通信故障時，MCU不能輸出備用電路控制信號時，備用電路工作，當(dāng)備用電路接收到燈光開關(guān)信號，直接控制智能電源轉(zhuǎn)換裝置IPS接通遠(yuǎn)光、近光電路。

3.2 配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統(tǒng)檢測流程

汽車故障診斷始于故障現(xiàn)象收集，準(zhǔn)確、全面的故障現(xiàn)象可以起到事半功倍的效果，尤其是智能化程度高的車輛，所以檢修第一步是試車，不拆解情況下的檢測，全面收集故障現(xiàn)象。前照燈系統(tǒng)試車檢測方法為：一個維修人員改變燈光組合開關(guān)接通擋位時，另一個維修人員觀察汽車兩側(cè)的近光、遠(yuǎn)光點(diǎn)亮情況，是一個、幾個還是全部燈不亮，記錄故障車全部燈光系統(tǒng)的工作狀況。

第2步識讀故障碼和數(shù)據(jù)流。配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統(tǒng)不同于繼電器控制電路，智能接線盒SJB有控制單元MCU，控制單元MCU實時記錄各個燈具的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生故障時，會記錄故障碼反饋給BCM。燈光系統(tǒng)的開關(guān)同時與車身控制模塊BCM和SJB直接相連，當(dāng)改變開關(guān)狀態(tài)時，BCM和SJB均以數(shù)據(jù)信息儲存，利用故障分析儀與BCM或者SJB通信均可以識讀燈光組合開關(guān)的數(shù)據(jù)流參數(shù)，判斷此信號的有效性。故障分析儀識讀燈光組合開關(guān)數(shù)據(jù)流，如圖3所示。若接通開關(guān)，數(shù)據(jù)流參數(shù)顯示為ON，正常；數(shù)據(jù)流參數(shù)顯示為OFF，故障，即可確定故障區(qū)域在燈光組合開關(guān)及連接線電路。再使用萬用表對燈光組合開關(guān)及連接線進(jìn)行單件檢測，若組合開關(guān)損壞，更換；若連接線路故障，修復(fù)。

特別說明，若檢修時，遇到故障分析儀與BCM或者SJB無法通信，在確認(rèn)故障分析儀與診斷接口數(shù)據(jù)線連接正常情況下，進(jìn)一步檢修BCM和SJB電源線和搭鐵線，若正常，采用替換法檢修BCM和SJB。

圖3 故障分析儀識讀燈光組合開關(guān)數(shù)據(jù)流

第3步執(zhí)行器驅(qū)動測試。利用故障分析儀驅(qū)動測試功能進(jìn)行驅(qū)動測試，記錄驅(qū)動測試結(jié)果。驅(qū)動測試功能是用來檢測執(zhí)行器工作狀況，維修人員通過故障分析儀直接向智能接線盒SJB控制單元MCU發(fā)送命令，若執(zhí)行器動作，則SJB、執(zhí)行器及相關(guān)的連接線正常；若執(zhí)行器不動作，則檢測SJB、執(zhí)行器及相關(guān)的連接線。

從配備集成智能接線盒的起亞智能前照燈系統(tǒng)檢測流程不難看出，檢測步驟從組合開關(guān)信號輸入端開始、向電控單元控制的執(zhí)行器輸出端推進(jìn)?，F(xiàn)代汽車電控化程度越來越高，檢測方法趨于智能化、模塊化和區(qū)域化，充分利用現(xiàn)代化檢測儀器設(shè)備檢測，維修更加準(zhǔn)確、快捷。