李 游，李秋生

（神龍汽車有限公司，湖北 武漢430056）

定速巡航功能是神龍汽車有限公司新世嘉EC5系列車型的標(biāo)準(zhǔn)配置。在剛投產(chǎn)時，新世嘉出現(xiàn)了定速巡航功能無法激活的批量故障，故障率約為25%，導(dǎo)致大量車輛無法正常下線，對生產(chǎn)造成了極大影響。為了分析出故障的根本原因并將之解決，本文介紹了定速巡航系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，從發(fā)動機方面對該故障產(chǎn)生的原理進行了研究。

1 定速巡航系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

1.1 定速巡航系統(tǒng)的構(gòu)成

新世嘉EC5車輛定速巡航系統(tǒng)主要由以下部分組成：巡航控制開關(guān)、車速傳感器、發(fā)動機控制單元ECU、汽車制動開關(guān)及執(zhí)行器等。若為手動擋車輛，定速巡航系統(tǒng)還與離合器開關(guān)相關(guān)（圖1）［1］。

圖1 定速巡航系統(tǒng)的組成部分

1.1.1 巡航控制開關(guān) 巡航控制開關(guān)可以手動控制車輛進入或退出巡航狀態(tài)。

1.1.2 發(fā)動機控制單元ECU 用于接收各個傳感器送來的信號，經(jīng)過計算、加工處理后，向執(zhí)行器發(fā)出指令，控制執(zhí)行器的動作。

1.1.3 制動開關(guān) 用于傳遞制動信號，即駕駛員踩下制動踏板的信號。

1.1.4 車速傳感器 用于檢測車輛的行駛速度。

1.1.5 離合器開關(guān) 僅應(yīng)用于手動擋車輛，用于檢測駕駛員是否踩下了離合器踏板。

1.1.6 執(zhí)行器 在巡航系統(tǒng)中，發(fā)動機控制單元ECU控制的執(zhí)行器主要是節(jié)氣門體。

圖2 定速巡航系統(tǒng)的基本組成和工作原理

當(dāng)車輛速度在巡航控制于需求范圍之內(nèi)時，駕駛員可以通過定速巡航功能設(shè)定需求的車速；發(fā)動機ECU通過從輪速傳感器傳來的車速信號對比實際的車速信號和設(shè)定的車速值，得出一個差異值。隨后，發(fā)動機ECU處理通過控制節(jié)氣門開度來完成車輛的加速或是減速，使車速維持在設(shè)定速度（圖2）［2］。

在定速巡航過程中，可以通過以下方法來退出定速巡航系統(tǒng)：1）關(guān)閉定速巡航按鈕；2）踩下制動踏板；3）對于裝配了手動變速箱的車輛，可以踩下離合器踏板；4）對于裝配了自動變速箱的車輛，可以將換擋桿置于“N”位置［3］。

同時，若發(fā)動機控制系統(tǒng)檢測到與定速巡航相關(guān)的零部件有故障信息（如節(jié)氣門故障、制動開關(guān)故障等），定速巡航不會被啟用；定速巡航功能已經(jīng)啟用，當(dāng)檢測到相關(guān)的零部件故障信息，也會馬上退出巡航功能，以保證駕駛的安全性。

2 故障分析

2.1 故障現(xiàn)象

新世嘉EC5車輛在工廠生產(chǎn)時，需激活定速巡航功能。測試員按工藝要求進行操作，發(fā)現(xiàn)定速巡航功能無法正常激活，重復(fù)操作多次，也未能正常激活。但車輛在斷電放置一段時間后，再次進行操作，定速巡航功能可以正常激活，之后故障不會重現(xiàn)。

2.2 分析過程

2.2.1 初步診斷 使用神龍公司的診斷設(shè)備對車輛故障信息進行核查，在發(fā)動機內(nèi)有故障代碼P1536（剎車運行故障）和P0571（巡航／制動開關(guān)（A）線路故障）；刪除故障信息后再次測試，功能依然無法激活，故障代碼P1536和P0571再次出現(xiàn)。

從故障代碼來看，在發(fā)動機控制單元檢測到制動開關(guān)有故障時，定速巡航功能是無法使用的。對制動開關(guān)和線束的檢查均為正常；而且從車輛斷電放置一段時間故障消失的情況來看，也可以排除是制動開關(guān)和線束等硬件方面的問題。

因此，采用標(biāo)定工具INCA及ETAS設(shè)備對P1536及P0571這兩個故障產(chǎn)生的原因進行分析。INCA及ETAS設(shè)備可以記錄下發(fā)動機在運行時發(fā)動機內(nèi)各項運行參數(shù)，以便對故障出現(xiàn)時的發(fā)動機狀態(tài)進行分析，同時數(shù)據(jù)分析工具MDA可以對記錄下的數(shù)據(jù)進行分析［4］。

新世嘉EC5Bosch車型中的發(fā)動機基本參數(shù)見表1。

表1 發(fā)動機控制系統(tǒng)中的基本參數(shù)變量

2.2.2 P0571故障分析 P0571對應(yīng)的故障信息為“巡航／制動開關(guān)（A）線路的故障”。

在EC5發(fā)動機控制系統(tǒng)中，對于巡航故障的診斷，硬件方面包括制動開關(guān)診斷（E＿brems）、離合器開關(guān)（E＿kuppl）及變速箱（B＿gbdftc）等，同時還包括對CAN網(wǎng)診斷信息的接收和判斷，如BSI、ESP或BVA數(shù)據(jù)楨是否丟失（B＿errmux）、巡航信號是否被確認(rèn)（是否存在不持續(xù)或信號丟失的情況B＿efgrnc）、發(fā)動機是否禁止巡航功能（B＿fvab）以及CAN網(wǎng)上是否判斷存在制動開關(guān)故障（B＿felbls）等。

在以上所有的條件中，只要滿足以下任一條件，就會報出該故障：條件一，B＿errmux＝1；條件二，B＿gbdftc＝1；條件三，B＿efgrnc＝1；條件四，E＿kuppl＝1；條件五，E＿brems＝1；條件六，B＿felbls＝1；條件七，B＿fvab＝1。

具體解釋見表2。

表2 發(fā)動機控制系統(tǒng)P0571診斷相關(guān)變量信息

如圖3所示，B＿felbls的值為1，條件六滿足。在120s左右，駕駛員將車輛速度vfzg＿w提高到巡航控制所需速度范圍內(nèi)，車速約為45km／h；此時按下巡航開關(guān)后，馬上報出定速巡航故障，同時發(fā)動機故障計數(shù)器fcmend會由0變?yōu)?。

圖3 P0571故障出現(xiàn)時關(guān)鍵發(fā)動機數(shù)據(jù)圖

2.2.3 P1536故障分析 P1536對應(yīng)的故障信息為：“剎車運行故障”。

在EC5發(fā)動機控制系統(tǒng)中，剎車制動信號由兩個方面?zhèn)鱽淼男盘柦M成：一個是從整車CAN網(wǎng)上傳來的制動燈信號B＿bl和剎車診斷信號B＿felbls；另外一個是由傳感器直接給ECU的制動踏板信號B＿br。這些信號都會在發(fā)動機控制系統(tǒng)中按照一定的規(guī)則進行判斷，以確認(rèn)是否有異常。

對于P1536故障，必須滿足下面的條件一和條件二，且持續(xù)時間大于0.5s才會報出：條件一，滿足子條件中的任何一個即可（子條件一，制動燈信號B＿bl和制動踏板信號B＿br不同步；子條件二，診斷信號B＿felbls＝1）；條件二：汽車縱向加速度bfzgl＿b小于系統(tǒng)設(shè)定值極限值BFZGLBRD［4］。

具體解釋見表3。

表3 發(fā)動機控制系統(tǒng)P1536診斷相關(guān)變量信息

由圖4采集數(shù)據(jù)可知，B＿felbls為1，條件一的子條件二滿足。在173s左右，車輛減速，此時發(fā)動機縱向加速度bfzgl＿b出現(xiàn)了小于設(shè)定值－1.953 m／s2的情況，且持續(xù)時間約為1.78s，遠遠大于系統(tǒng)規(guī)定的0.5s，該故障報出條件滿足，隨發(fā)動機故障計數(shù)器fcmend由1變?yōu)?（fcmend為1是已經(jīng)紀(jì)錄了之前的P0571故障，累加上這個故障后就變?yōu)?）。

圖4 P1536故障出現(xiàn)時關(guān)鍵發(fā)動機數(shù)據(jù)圖

同時，對車輛斷電一段時間后故障消失的現(xiàn)象。通過測量發(fā)現(xiàn)在經(jīng)歷過一個大約4min左右的斷電后，再次上電，CAN網(wǎng)上的剎車踏板故障已經(jīng)消失，制動開關(guān)信號故障B＿felbls會由最初的1變?yōu)?（圖5）。

圖5 故障車輛斷電后再次上電關(guān)鍵發(fā)動機數(shù)據(jù)圖

2.3 分析結(jié)論

1）新世嘉EC5車輛定速巡航功能無法激活是因為故障代碼P1536／P0571；

2）產(chǎn)生故障代碼P1536／P0571的主要原因為發(fā)動機ECU從CAN網(wǎng)上接收到了制動踏板失效的信息（B＿felbls＝1）；

3）在經(jīng)過一個完整的斷電操作后，CAN網(wǎng)上的開關(guān)失效的故障會消失（B＿felbls＝0），之后定速巡航功能可以順利激活，且不會重現(xiàn)；其原因應(yīng)為所有的電控單元斷電后，再次重新上電時，電腦會重新對相關(guān)信號進行核查，由于零件本身正常，所以檢測結(jié)果正常，B＿felbls會由1變?yōu)?；

4）B＿felbls是由CAN網(wǎng)傳遞到發(fā)動機ECU的信息，該問題的根本原因為初始化之后，CAN網(wǎng)上有誤報的制動踏板失效故障。

3 解決方案與效果驗證

3.1 解決方案

電子電器專業(yè)部門經(jīng)過對CAN網(wǎng)上誤報制動踏板的問題進行分析，確認(rèn)誤報踏板故障的根本原因為：ABS軟件與整車智能控制電腦BSI的兼容性有問題，導(dǎo)致初始化過程中，有一定幾率報出制動開關(guān)故障信息。

解決方案為更改初始化程序：在初始化過程中，增加一條指令對整車智能控制電腦進行重置，以消除該故障信息。

3.2 效果驗證

對修改之后的初始化程序進行實車驗證，跟蹤生產(chǎn)情況。

在實施了新的程序后，故障率得到有效控制，從原來接近25%的故障率，降為每天0臺，證實該方案能有效解決定速巡航功能無法正常激活的故障。

［1］ 紀(jì)光蘭.汽車電子巡航控制系統(tǒng)［J］.公路與汽運，2005（05）：8－10.

［2］ 王春蕾，周美嬌，易淑友.汽車自動巡航系統(tǒng)PID控制策略的研究［J］.汽車電子技術(shù)，2012（10）：93－95，92.

［3］ 張 蕾.汽車電子控制技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2009.

［4］ Bosch.ME745Function Sheet［S］.2009.