基于一键启动系统下偶发性无法启动故障诊断与探讨

屈祥龙， 刘双庆

（海马汽车销售有限公司， 河南 郑州 450000）

1 车辆信息

海马S5车辆配置1.5T+6MT+PEPS一键启动， 生产日期2016年， 行驶里程14080km。 车主反映车辆偶发性无法启动。

2 故障现象

经现场实车测试以及客户问询， 确认以下故障信息：①该车辆已维修多次， 故障偶发且故障频率以及触发条件模糊； ②车辆偶发性可以上电ON挡， 但无法启动也无法下电， 且启动电机不转。 另外， 据车主描述该车辆买车后半年左右出现该故障。

3 故障诊断

3.1 故障分析

该车辆故障表现形式较多， 可能的故障现象为上下电以及启动异常。 由于无法启动的前置条件过多， 需要同时考虑发动机系统、 整车电气系统、 防盗控制系统等。 鉴于该车辆也出现过上下电异常的现象， 可以先从此处进行分析突破。 首先， 对整车进行内部与外部检查并排除干扰，发现该车辆仅有外部加装扬声器， 共计外接6根线。 其中，扬声器电源自蓄电池B+处飞线取电， 负极在后备厢就近车身处搭铁， 其余4根加装破线的如图1所示。 图1中B3/B4/B5/B6为DVD向外输出针脚， X-10/X-16/X-17表示车辆线束的插接件， 沿图示破线位置前后查找相关线路， 无其他破线和挤压痕迹。 在对加装线路调整， 移除相关附件后，试车故障依旧， 排除加装故障。

图1 车辆加装线路图示

由于该车辆已经维修过多次， 故需要逐步验证。 查看整车电路图， 车辆的供电回路除常电回路不经过PEPS控制器外， 其余回路均经过PEPS且有关联控制。 首先， 根据车主描述， 该车辆在出现上述故障时， 车主曾尝试按下双闪警告灯开关， 有听到 “滴答” 声， 且灯光闪烁， 初步确认双闪灯线路连接正常。 其次， 在对该车辆试车时曾复现过该故障， 当时车辆喇叭可以正常工作。 查询电路图可知，双闪灯与喇叭工作均不经过PEPS控制器， 两者均处于常电回路中， 所以初步判断该车辆蓄电池正、 负极连接正常。可以缩小排查范围， 重点检查PEPS控制的4个回路以及与控制逻辑关联的零部件。 该车辆采用深圳南方德尔的PEPS控制器， 系统的基本结构如图2所示。 其中B8/B9/B11/B12/C17/C18/C19/C20/C21均属于PEPS控制器的针脚， 可以看出B8/B9/B11/B12 四个针脚分别控制ACC/IG1/IG2/ST4 个继电器。 当PEPS控制器根据内部逻辑判断符合吸合条件， 以ACC继电器示例， 此时B9针脚会输出12V高电压控制ACC继电器吸合， 整车ACC回路导通， 关联附件开始供电。 与此同时， PEPS控制器通过C18检测电压变化， 当电压被拉高至12V后认为ACC继电器吸合正常。

图2 PEPS针脚接线图

3.2 故障调查

该车辆偶发性上下电异常， 具体表现为偶发性无法上电到ON挡或者上电到ON挡 （ON挡状态下ACC/IG1/IG2三个继电器同时吸合） 后无法下电OFF挡位 （ACC/IG1/IG2三个继电器均断开）。 配置PEPS系统车辆在进行车辆上下电时会有一系列前置信号的采集。 图3为整车配置的基本结构，外部主要由天线与请求开关组成， 负责钥匙的检测与操作人员的动作检测。 车内由PEPS 控制器、ESCL电 子 锁、 SSB 启动开关组成， 通过硬线、 CAN 线、 LIN 线采集信号。 图4为SSB针脚接线图。

图3 PEPS整车系统基本结构

图4 SSB针脚接线图

结合故障现象查询故障码， 使用诊断仪读取PEPS系统故障码： B151001 ESCL解锁操作失败， B151081 ESCL进入防盗模式， 2个当前故障码均可以清除。 PEPS系统上下电控制逻辑较为复杂， 根据已确定的逻辑进行梳理。 如果整车电源处于OFF状态下， 按下SSB启动开关， 车辆的先后认证过程如下： ①按下SSB启动开关后PEPS针脚A1、 A2同时高电位-低电位， PEPS认为驾驶人操作有效； ②PEPS控制器驱动低频天线查找钥匙， 并进行加密算法认证， 判断钥匙合法后进行下一步； ③PEPS 控制器通过LIN线与ESCL电子锁进行加密算法认证， 认证通过后BCM车身控制器与PEPS同时参与控制解锁， 解锁成功后进行下一步； ④PEPS控制器判断变速器挡位状态与离合器状态， 只有离合器未踩下时才可将电源由OFF切换至ACC， 若离合器踩下， 此时根据变速器挡位状态决定是否直接启动或者直接切换到ON状态；⑤PEPS控制器根据C18电压变化的Feed Back反馈信号判断ACC继电器吸合成功， 如果此时继续检测到A1/A2有高电位-低电位的变化， 则认为需要在ACC挡供电状态下， 继续吸合IG1/IG2继电器到ON挡供电状态； ⑥PEPS控制器通过CAN总线获取车辆车速信号， 当判断车速小于5km/h时， 同时吸合IG1/IG2继电器， 整车处于ON挡供电状态。

由于我们并不能追溯到车主准备上电到ON挡供电状态时车辆之前的状态， 所以该问题有两种可能性： ①客户进行操作时系统电源位于OFF， 由于其他条件不满足， 导致无法到ON挡； ②客户进行操作时系统电源位于ACC， 由于其他条件不满足， 导致无法到ON挡。

由于以上两种情况基本控制逻辑相同， 故不再考虑故障出现时车辆之前的状态， 分类对比车主的操作方式： ①车主是手动点触SSB启动开关， 系统先从OFF-ACC， 然后再从ACC-ON进行上电。 ②车主在手动点触SSB启动开关的同时触发了离合器信号 （上述 “3.2 中第4 条” 的操作方法）， PEPS控制器认为车辆有启动请求， 即整车电源直接由OFF到ST启动状态。 此时， PEPS控制器会判断挡位、 车速等前置信号是否符合要求， 决定切换到ST启动状态还是ON状态 （不满足ST的前置条件， 但满足ON的前置条件）。

以上两种操作的共同点就是， 车辆均会经历OFF-ON的认证过程， 所以检查思路可以统一， 无需考虑不同的操作工况。 着手查找相关零部件， 首先， 按照上述 “3.2中第1/2条” 的操作逻辑进行排查， 检查钥匙电池电量符合要求，车辆使用周围环境无干扰源， 排除钥匙故障。 该车辆每次发生故障时， 车主均可以开车门进入车内， 可以排除PEPS控制器本身的电源与搭铁以及图3中所示的内置天线1。 拆卸并检查SSB启动开关， 内外部无进水痕迹 （离水杯托架较近）， 多次按压开关并使用万用表检测针脚导通正常， 初步判断开关本体正常。 观察对接插件， 无扩孔， 无挑线痕迹。为确保无误， 连接插件后多次按压SSB 启动开关并读取PEPS数据流， 显示信号输入正常， 至此排除SSB启动开关-相关连接线路故障。

然后， 按照 “3.2中第3条” 的操作逻辑进行排查， 依据图5检查LIN线通信情况， 使用万用表在静态下测量电压12V， 解锁操作时电压有下拉10V附近， 信号正常。 此时仪表上提示有 “PEPS故障指示灯”， 再次使用诊断仪读取故障码发现： B151001 ESCL解锁操作失败， B151081 ESCL进入防盗模式， 这两个故障码再次出现。 拆卸ESCL发现， 锁芯有被拆卸痕迹， 防拆卡簧已脱离原来位置回弹至锁舌附近 （图6）。 该零部件不属于可维修范围， 为确保起见先行调换ESCL。 调换后进行防盗匹配， 多次并多工况下试车，该故障码未有再现。 检查PEPS-ESCL 之间ESCL-Unlock-Conf 与ESCL-Lock-En 使能线连接无明显异常， ESCLMotor-En电源线供电无明显异常， 且故障出现时方向盘可以转动， 说明该处通信连接以及硬件正常， BCM车身控制器通过KL31控制ESCL搭铁连接正常。 对图2中的ACC-Relay以及周边3个继电器进行复查未有发现异常。 至此， 可以初步确认该车辆满足ACC上电的前置条件。

图5 PEPS-ESCL系统连接图

图6 ESCL防拆结构说明

接下来对PEPS控制器以及其检测系统电源状态的线路复查， PEPS上连接有3个插接件， 编号分别为A/B/C， 然后对应分配针脚， 如ACC馈线C18针脚对插就位于C插件。 在检查过程中发现PEPS C插件有烧蚀痕迹分别为C19 ST继电器馈线/C20 IG2继电器馈线 （图7）， 同时PEPS A插件有明显挑线痕迹 （图8）。 此时维修陷入困境， 无法确定该处的异常是否与故障有关， 且该插件属于仪表线束， 直接进行拆卸调换的话工程量巨大， 时间与配件上也不允许。 再次梳理已有信息， 检查PEPS A插件虽然有挑线痕迹， 但挑线插件的线脚属于驱动天线相关线路。 而整车在启动环节是不进行天线驱动寻找钥匙进行验证， 且上述过程也分析过故障模式下驾驶员可以开车门进入车内， 故PEPS A插件外部被挑线与车辆故障无关。

图7 C19 C20对接线烧蚀

图8 C插件外部有挑线痕迹

检查PEPS C插件， 除C19/C20对应线脚有烧蚀痕迹外，其余线脚无扩孔、 无松动。 其中C19为ST继电器信号反馈线， C20为IG2继电器信号反馈线。 经现场模拟， 将C20信号屏蔽时该车辆确实会发生无法启动的情况， 但此时车辆的组合仪表不会点亮， 与现场试车故障复现时现象不符，故障复现时组合仪表可以正常点亮。 据客户描述， 故障出现时按下过双闪警告灯开关， 在组合仪表上看到 “双闪灯”闪烁， 故可以排除此处。 将C19信号屏蔽时模拟故障， 此时车辆虽无法启动， 但有启动电机吸合的声音， 与故障现象不符， 故排除此处。 但为了排除干扰， 我们将线脚挑出处理后重新安装， 并使用扎带将插头与PEPS控制器进行加固处理。

最后， 故障的排除就需要按照 “3.2中第4条， 第6条”中控制逻辑进行排查。 首先排除车速信号导致， 因为车速信号仅作为OFF-ON电源挡位切换判断的前置条件， 不作为启动的前置条件。 事实上， 该车辆在出现故障时是可以上到ON电源挡位， 故排除。 检查该车辆的离合器开关， 通过对比数据流并多次测试该开关表现正常， 未出现错误信号。从控制逻辑上讲， 该开关即使出现故障也仅仅会导致无法启动， 不会导致无法从ON-OFF的电源挡位切换， 待定。 继续排查该车辆变速器挡位开关， 该车辆变速器上有2个挡位开关， 倒挡开关与空挡开关。

该车辆使用较勤， 新车期间在外部更换过变速器油。该车型变速器油加注孔位置较深， 拆卸时需要拆卸周边附件。 该车空挡开关有明显拆卸痕迹， 对其进行故障模拟后，车辆故障现象终于稳定复现， 即能上电到ON挡但是无法启动， 这是因为车辆无法确定车辆的挡位状态， 出于安全的考虑。 同时， 能上电到ON挡后也无法下电到OFF挡， 下电的前置条件中有对于正常N挡信号的判断。 对空挡开关的安装行程排查正常， 故障锁定在空挡开关本体以及附带插头。

更换空挡开关与仪表线束后， 故障排除。

4 总结

该车辆故障属于偶发性， 在进行逆向分析时存在一定验证的难度， 因为无法准确使车辆处于一直故障状态， 然后去检测各个输入输出信号与标准的差异， 所以适合用正向验证。 通过逐一梳理整个逻辑链， 并一一验证排查。 在处理具有多个故障现象的问题时， 可以先对其中一个典型故障进行突破， 有进展后再去关联验证其他故障现象。 同时， 也需要把握各个环节的有用信息， 便于缩小排查范围。