论复合返修诊断方法

论复合返修诊断方法

李高鹏

广汽乘用车有限公司  广东省广州市      邮编：511434

摘要：

说到复合返修，本人从事汽车检测十年有余的工作岗位，十年间见证汽车电子电器系统的变迁，从一开始的电控系统到控制器局域网，再到如今的车载以太网，汽车电器系统智能化程度日新月异，出现故障时的检测方法也从一开始的摸索前行逐步形成体系。工作经验的积累可以提高自身技能，如何术化，让宝贵的经验沉淀，把技能变成一门技术至关重要。本文讲述复合返修诊断方法：以基本模型作为基础，定义了模型中线路的四种属性作为工作条件的基本设定，以此作为逻辑（控制器）。并根据车机交互原理，归类出初始化NG三种基本形态，以此作为输入（传感器）。通过检与测两种操作手法去发现六类检查故障和三类测量故障，以此作为输出（执行器）。至此，汽车检测可以实现一定程度的标准化作业。

关键词：复合返修  电子电器  基本模型  车机交互  六检三测

背景：

蓄电池是一个可以持续稳定提供电势差的装置，只要在它的正负两极间接上汽车用电器或用电系统，形成闭合回路，电能将驱使用电对象工作。如果蓄电池因电量不足导致不能稳定输出，运行状态将无法维持，变得极不稳定，毫无规律可言，因此以下讲述的背景是蓄电池能够正常稳定输出12V。

一、逻辑

控制器局域网作为汽车电器骨架，网络上的每一个节点都是一个完整的电控系统，电控系统的组成都是电控三元件（控制器、传感器、执行器），以及连接它们的线路。

1、执行器：通常是由一正一负两根线驱动的电机、灯泡、阀体、喇叭等用电器。

2、传感器：通常是由一正一负两根线驱动的自发式感应元件，非自发式需外加第三根线作为信号线。

3、控制器：内置控制策略，外设双回路形成一个控制逻辑，对外可通过CAN双绞线或LIN单线进行网络扩展以获取更多控制参数，三元件组成一个整体，此整体由一正一负两根线驱动并按照控制策略运行 。

因此，可以创建以下三层基本模型在结构上统一汽车电器：

设定简单模型和电控模型左边的线为火属性，右边的线为地属性，传感器中线与网络模型CAN线和LIN线为信属性。三个模型为从属关系，电控模型中三元件都符合简单模型的设定，网络模型中的ECU都符合电控模型的设定。因此，但凡有汽车电器在结构上未能满足基本模型设定的，将视为工作必要条件的缺失，以此作为诊断逻辑的第一铁律。

根据基本模型的设定，汽车上的线路可以拥有四种属性：

1、如果在一条线上可以用万用电表测到恒定的12V电压，那么这条线就具备火属性。

2、如果有一条线搭接在了车身上，搭接点必须足够良好，那么这条线就具备地属性。

3、如果一条线上有电压，有时电压稳定，有时会出现波动，那这条线就具备信属性。

4、如果一条线上既没有电压，又不接地，也不存在信号，那么这条线就具备空属性。

模型意义：基本模型具有普遍适用性，把汽车电子电器从单体到电控，再到网络架构，分层概括，简化表达，突出重点细节，让汽车电子电器工作所需的硬件要素能够直观展现，在故障筛查的中枢逻辑中起到核心作用，是汽车检测实现标准化的基础。

网络参数：CAN双绞线的传输效率高于LIN线。静态下CAN两线电压保持在2.5V左右，两线压差几乎为0，此时表示逻辑1，动态时两线电压在2—3V之间波动,从而产生压差，此时表示逻辑0。LIN线静态时约为电源电压12V，动态时电压会下降到电源电压的40%以下，此时表示逻辑0，上浮达到60%以上，此时表示逻辑1，对应关系如下图一图二所示。

二、输入

复合返修使用初始化手持机作为诊断设备，其

结果会生成一张初始化单，初始化单就是ECU

表达车辆状况的凭证，因此学会解读初始化NG

单，尤其重要。根据车机交互原理，手持机与

ECU需要进行的初始化工序有以下：

1、私聊：手持机与ECU一对一，车机交互内容

分三大块，分别是读取、写入和测试，全车所

有ECU初始化结果打印区域定义为A区。

2、广播：所有ECU读故障码并反馈结果，结果

打印区域定义为B区。

3、广播：所有ECU清故障码并反馈结果，结果

打印区域定义为C区。

综上所述，毫无疑问，无论是私聊还是广播都是建立在通讯正常的基础之上，因此NG类型大体可以分为三类：

1、单项形态：A区NG

由于手持机需要对ECU进行若干子项目，导

致单项形态相对多样，每一个子项目NG都

会对应出现此ECU的单项形态，表示手持机

与ECU交互数据的结果达不到所设定的合格

状态要求。若干子项目可以归类为读取、写

入和测试三个大项，单个ECU初始化过程可

以大致描述成：

写前读取进行写入写后读取

功能测试。

①写前读取：确认软件状态和前工序写入参数

②进行写入：本工序写入配置信息和控制参数

③写后读取：验证本工序写入的数据是否正确

④功能测试：电控系统试运行测试控传执功能

2、故障码形态：B区NG

ECU上电自检或测试功能时发现问题，ECU按

照特定规则生成具有定义好含义的故障码来表

示故障发生的部位

，此部位并不十分具体，所

以需要进一步排查。故障码形态根据所报内容

可以细分为两类，即自报和它报，自报为PBC

型故障码，故障码以字母P、B、C开头，表达

的是ECU电控系统内的故障，由ECU进入工作

模式时发现生成，只可以精确到单一回路上的

电压异常表现。它报为U型故障码，故障码以

字母U开头，表达网络中外部电控系统的情况，

由ECU进入网络扩展模式时发现生成，只可以

精确到信号来源的无效信号。

ECU自报PBC型故障码，引起的原因有电控三元件硬件故障，线路故障，ECU软件故障，其中ECU软件包括了初始化时写入的参数信息。

ECU它报U型故障码，引起的原因有网络中外部电控系统故障，其指向外部系统自报引起的关联故障，出现时可以把着重点放在外部系统单项或通讯问题上。

3、通讯故障形态：A、B、C三区NG

手持机无法与ECU取得联系，无论是私聊或者

广播都无法完成，所以手持机通过故障风险分

析法（FHA），判断此ECU通讯故障，以同一个

ECU的ABC三区NG来表示，即单项ECU 通讯

NG（读写测全无），读ECU故障码NG，清ECU

故障码NG，此三项成固定组合呈现，其形态

非常经典，又称为经典形态。

而ECU由于软件刷写失败导致的通讯异常，其

形态总体上与通讯故障经典形态类似，ECU单

项读写测有所明细，并根据交互结果差异，FH

A判断每项为ECU功能限制。由于控制器局域

网是公共网络，因此当一个ECU通讯丢失，将

伴随另一个ECU的网络扩展信号丢失，除了NG

单上有通讯故障主体内容外，还伴随网络上的

其它ECU报U型故障码，由此可以看出这些ECU与本次通讯故障的ECU有相关信号上的交易，ECU通过CAN或LIN网络来实行资源共享，这就是控制器局域网的意义所在。

通讯故障引起的原因按现状区别可以分为两种情况，如果电控系统可以运行，因扩展失败导致功能限制，则故障发生在CAN总线上。如果电控系统无法运行，则故障发生在电源、搭铁或ECU本体上。

4、混合形态：

初始化NG时，不同的ECU无论怎样报错，都是以这三种形态作为基础相互组合，形成混合形态，混合形态处理时有一定的优先顺序需要遵循。首先需要根据三种基本形态对混合形态进行拆解，然后按照通讯故障经典形态>PBC型故障码/单项NG>U型故障码的顺序进行处理。至于PBC型与单项的优先之争，则需要视情况而定。如果出现有别于这三种形态的其他形态，例如表现为通讯故障的非典形态，即ABC三区NG状态不全面，则认定ECU在整个车机交互过程中出现过不稳定的中断状态，需进行重新初始化来进行确认车辆有无初始化故障，重新初始化结果必定有所不同，以第二次初始化的结果为准。面对混合形态时，习惯上默认它是由一个故障引起的多项NG，为了有较高的排查精准度，可以利用涉及故障的不同回路两条以上的线索相交来进行定位，这就是相交定位法。所以混合的形态越多，可以利用的线索就越多，往往更容易检出故障点。反而单一线索的故障需要按图索骥，一路排查，耗费更多工时。而一路排查也是有优先顺序的，需遵循一定的步骤，并非肆意妄为。根据PBC型故障码的含义指向单一回路或单一逻辑参数出现异常，明确了ECU自检精度不会太高，仅限为单一回路或单一逻辑，也就是说此回路上的任意一点出现问题都会导致此PBC型故障码的出现，理论上有无数个点，而实际情况表明，有些点上发生故障的概率几乎为零，因此实事求是的认为故障发生点是有限的。有些回路在车辆上的跨度较大，为了提高检出速率，依据一套就简原则，通过检测交替的方式查找问题，至于检测的对象当然是基本模型中规定的要因，以下就是作为结果的故障形式输出。

三、输出

1、六检故障

在日常大量的排查操作时发现以下几类故障是常见的，首先按照能不借助测量仪器，只通过目视手摇检查就能发现的问题列举出：插头漏插、插头虚插、端子变形、端子退针、端子内断、端子错孔六大问题点，以下使用一个字简称代替。

①漏：②虚：

③变：④退：

⑤断：⑥错：

它们的顺序是按照实际检出的顺序来排列的，位置越靠后越难被发现。这其中插头漏插虚插属于粗略检查，针对一整个插头，它们会使得多条线路处于完全断开或接触不良的状态，致使用电器功能失效或异常。而端子变形、退针、内断、错孔属于细致检查，针对插头中的某个端子，这其中变形细分为两种情况，分别是公端的插针歪与母端的开口松，退针与内断仅单纯造成线路断开，变形与错孔除了能让线路断开以外，还有一定机率影响到别的线路，造成更加复杂的故障表象，面对此情况时，因线索过多造成蒙蔽的，这时可以选择性的忽略掉一些线索，做到化繁为简，化整为零。错孔是六检中最难被发现的存在，它体现了一个错字，因此也延伸包含错装错插等故障。由于六种故障是可以通过检查发现，习惯上称为六检故障，其发生的位置是在接插件上。

2、三测故障

而对于被包裹覆盖的线束区域，无法通过直接检查发现问题，这些区域一旦发生故障，则需要借助测量仪器进行判断，进而发

现问题，线束一般会发生的问题为开路和短路，而短路又可以分为对电源短路和对地短路，此三大故障需要使用万用电表来测量，习惯上称为三测故障，其发生的位置是在导线上。

根据基本模型的设定，车辆上所有的导线都包括在火、地、信、空四种属性以内。所以可以用属性的变化来表现三测故障的具体特点，当对某段线路进行测量时：

①如果发现其属性始终为空，则可以断定该段线路发生开路。

非空

②如果发现其属性为火或偏向于火，则可以断定该段线路发生对电短路。

12V

③如果发现其属性为地或偏向于地，则可以断定该段线路发生对地短路。

在排查过程中还会遇到一些属性不太稳定的情况，这种现象就叫做接触不良，属于以上三种故障的不稳定状态，对付这类故障比较简单，可以通过摇晃的方式确认故障点位置。六检中的虚、变、退、断四种故障，依照发生的严重程度，的确也有导致接触不良的可能，排查时需要适当晃动插头使其暴露。

以上统称六检三测故障，其本质是影响基本模型的线路属性设定，从而让用电器无法正常工作。而六检故障实际上就是线路发生开路，因此六检包含在三测当中。

对于正常车而言，电源线是对电短路的，接地线也要对地短路，信号线电压是变化的，其变化范围在电源和接地之间，但凡有因素让其恒定不变，将导致其失去信属性。以下由不同线路发生异常搭接时，产生的线路属性相加，从而得到新的属性变化。

情况1：任意属性和地线搭接都会变成地属性，且当火线上有保险丝时将会烧坏。

情况2：火属性可以让除了地属性以外的其他属性“上火”，包括它自己。

情况3：发生搭接时，空属性不会改变其他属性的线路。

情况4：不同的两根信号线相互搭接，会导致两者信号失真，一切化作虚无。

本文总架构：

      输入             逻辑                   输出

结束语：

以上讲述的就是复合返修诊断方法的内容，因线路属性改变造成用电器未能符合基本模型的设定就是所有线路故障的根源，这其中按照检与测不同的发现方式来区分为六检故障和三测故障，这就是复合返修诊断方法的核心内容。它让汽车诊断实现标准化的同时，也正为下一步智能化作准备，有追求有想法才能对现状作出改变，革新从来就不是一蹴而就，需要有沉着冷静，积极应对的工匠精神，不断深入研究探索，把诊断精度提高一个台阶。以此同时，感谢以下老师的指导和启发，让这一专业知识得以传承。

参考文献：

1、臧杰\阎岩主编，汽车构造：上册，北京：机械工业出版社，2005.7（2008.1重印）

2、臧杰\阎岩主编，汽车构造：下册，北京：机械工业出版社，2005.8（2008.1重印）

3、毛峰主编，汽车车身电控技术，北京：机械工业出版社，2004.1（2008.4重印）

4、张西振主编，汽车发动机电控技术，北京：机械工业出版社，2004.1（2008.1重印）

5、娄云主编，汽车电器，北京：机械工业出版社，2004.6（2007.7重印）