基於邏輯推理的汽車診斷應用

汽車診斷學是以工程數學、可靠性理論、信息理論為基礎，以電子技術、計算機技術、人工智慧技術為手段，以國家與廠商制定的標準、限值和相關法規為判定權重，圍繞汽車運行功能與使用失態為主要研究內容，在車輛動態不解體狀態下確定汽車技術狀況，也可以靜態解體，查明部件耗損、連接與安裝、介質使用與養護缺陷所引發的故障原因。汽車診斷學是汽車維修最高境界的綜合性應用學科。

當今汽車在動力性、安全性、經濟性、環保性、可靠性、舒適性和自診斷功能技術方面已經發展到了高度人性化、集成化、智能化控制。因此車輛一旦發生失態現象，就會呈現出多樣化故障信息的疑難癥狀。正確掌握運用汽車診斷技能，是診斷確定汽車故障成敗的關鍵。本文以豐田銳志轎車遙控門鎖故障診斷過程為例，展開說明汽車診斷學中「邏輯判別法和故障樹分析法」在診斷實踐中的應用，案例如下。

一、故障描述與確認

1.車輛信息：一輛20 0 6年生產的豐田銳志 GRX122L-AETZKC轎車，搭載了5GR-FE發動機，故障發生時行駛了50 000km。

2.故障現象：客戶報修遙控器不能鎖車門。服務顧問接待問診：停車後用遙控器鎖門無任何落鎖響應。故障出現已有兩天，停車處無外界強電場、磁場設備干擾。

3.相關信息：一月前發生過左前翼子板碰撞損傷事故，且在其他店維修過。

4.維修技師確認故障現象：該車不帶智能進入和啟動系統。在點火開關關閉後，拔出鑰匙，關閉所有車門，關閉發動機蓋，關閉後行李箱蓋，按遙控器LOCK按鈕，遙控器上指示燈閃爍，但車門不能上鎖，使用備用遙控器操作，癥狀相同。

二、故障檢查與分析

遙控門鎖控制系統的作用是能在遠距離鎖止和解鎖所有車門。當按下鑰匙上鎖止鍵(解鎖鍵)，鑰匙發射器(無線遙控器)向車門接收器發送無線電波，車門接收器會向BODYECU(右側主車身ECU)雙向傳輸/認證車輛識別代碼，車輛識別代碼認證通過後，BODY ECU啟用門鎖控制，遙控門鎖控制系統原理如圖1所示。

圖1 遙控門鎖控制系統原理簡圖（點擊圖片查看大圖）

如果要使遙控器能鎖上車門並進入防盜警戒狀態，車輛必須滿足遙控門鎖系統一系列的工作條件，如圖2所示。

圖2 遙控門鎖系統工作條件（點擊圖片查看大圖）

1.將智能檢測儀(IT-Ⅱ)連接到DLC3診斷插座上，且點火開關置於「ON」(IG)位置。進入BODYECU(車身ECU)，檢查無故障碼。關閉點火開關，拔出鑰匙，查看 BODY ECU數據列表，如圖3所示。

圖3 BODY ECU數據列表（點擊圖片查看大圖）

圖3顯示Key Unlock Warning Sw(點火開關鑰匙解鎖警告開關)處於斷開狀態；Acc SW(點火開關Acc電源開關)處於斷開狀態；IGSW(點火開關IG電源開關)處於打開狀態。而對比正常車，查看BODY ECU數據列表中顯示上述三個開關都處於斷開狀態。這說明，在點火開關上鑰匙拔出後，BODYECU(右側主車身ECU)IG端子上還有+B電源接通。右側主車身ECU供電電路如圖4所示，BODYECU(右側主車身ECU)不能進入休眠狀態。經測量得知該故障車休眠電流為504mA，而正常值是20mA。

圖4 右側主車身ECU供電電路（點擊圖片查看大圖）

2.BODY ECU(右側主車身ECU)在點火開關處於「OFF」 位置，且拔出鑰匙狀態下，仍有+B電源接通。分析可能原因有： ①火開關損壞，IG1電源無法切斷；

②BODY ECU(右側主車身 ECU)內部BATB(+B)與IG短路；

③火開關與BODY ECU(右側主車身ECU) RD6號端子之間線路與+B短路，右側主車身ECU接線盒繼電器/熔絲電路如圖5所示；

④RH-IG1Relay繼電器觸點粘結而導通+B電源(參考圖5)；

⑤RH-IG1 Relay繼電器控制的下述各系統熔絲與其連接線路、接插器、元件對+B短路(參考圖5)。

圖5 右側主車身ECU接線盒繼電器/熔絲電路（點擊圖片查看大圖）

RH - I G1 Re l ay 控制的下述各系統熔絲有：10A— MI R HTR(後視鏡加熱、後窗加熱10A熔絲)；15A—FR S/HTRRH(座椅加熱15A熔絲)；7.5A—RH-IG；10A—ECU-IG RH(右側主車身ECU 10A熔絲)；20A—WASHER(洗滌電機20A熔絲)。

3.參考圖5並按照先易後難原則進行測量。

①點火開關「ON」, 用試燈測量右側主車身ECURD6號端子，試燈點亮。

②點火開關「OFF」，並且拔出鑰匙，試燈熄滅，說明點火開關及其線路工作正常。

③點火開關「OFF」，並且拔出鑰匙，拔掉10A ECU-IGRH(右側主車身ECU10A熔絲)，智能檢測儀(IT-Ⅱ)顯示BODY ECU(車身ECU)的數據列表中IGSW變成「OFF」狀態，說明右側主車身ECU內部BATB與IG無短路。

④拔掉10A ECUIG RH(右側主車身ECU 10A熔絲)後，BODYECU(右側主車身 ECU)能進入休眠狀態，並且遙控器能操作鎖車門。還說明BODY ECU無故障，防盜遙控系統無故障。

⑤恢復10A ECU-IGRH熔絲。

⑥點火開關「OFF」，拔出鑰匙，並且拔掉20A WASHER(前擋風玻璃洗滌電機熔絲)， 智能檢測儀IT-Ⅱ顯示BODYECU(車身ECU)的數據列表中IG SW變成「OFF」狀態，BODY E CU(右側主車身ECU)進入休眠狀態，遙控器能操作鎖車門。說明故障點在20AWASHER熔絲所控制的線路、接插器、元件上。

⑦拔掉 20A WASHER熔絲，斷開洗滌電機上A3接插器，用試燈測量A3接插器1號端子(黃線)，試燈不亮。測量A3接插器2號端子(藍線)，試燈點亮。說明洗滌電機A3接插器2號端子及其線路與接插器IA5及其線路與洗滌電機開關之間對+B有短路，其中前風擋玻璃洗滌電機控制電路如圖6所示。

⑧查閱電路圖發現，洗滌電機A3接插器2號端子及其線路與接插器IA5的5號端子與前照燈清潔控制繼電器A39接插器5號端子相連(參照圖6)。

⑨拔下前照燈清潔控制繼電器A39接插器,發現接插器里有泥漿水。因為A39接插器6號端子連接前照燈清潔電機與30AH-LP CLN熔絲(不受點火開關控制的 +B電源)，泥漿水的滲入，使A39號接插器5號端子與A39接插器6號端子受潮腐蝕短路，導致IG電源與BAT電源相通(參照圖6)。

圖6 前風擋玻璃洗滌電機與前照燈清潔控制電路（點擊圖片查看大圖）

故障真因是一個月前該車前翼子板碰撞損傷，油漆修復時，水磨漿水滲入到了A39接插器。提示：前照燈清潔控制繼電器安裝在前翼子板右前部的風擋玻璃洗滌液壺上，前照燈清潔控制繼電器A39接插器腐蝕如圖7所示。

圖7 前照燈清潔控制繼電器A39接插器腐蝕

三、故障排除與總結

1.故障排除

(1)清潔烘乾A39號接插器，檢測A39號接插器各端子之間無短路狀態後裝復。

(2)關閉點火開關，拔出鑰匙，用智能檢測儀連接到DLC3診斷插座上，讀取BODY ECU數據列表，顯示各開關信號都在OFF 狀態。

(3)遙控器能正常操作鎖上車門，車輛進入防盜警戒狀態。

2.總結

(1)邏輯判別法——本案例在故障檢查前，首先假定故障癥狀與車輛遙控門鎖系統開關、感測器狀態之間有一定邏輯關係，然後通過特徵參量推理出系統的運行狀態進行驗證。

把右側主車身ECU檢測到的各種開關狀態「ON」時用數值1表示，「OFF」時用數值0表示，用X1、X2…Xn來表示各種開關或感測器參量(邏輯函數中變數)，在邏輯函數Y=F(X1、X2…Xn)加法運算中，邏輯和Y=X1+X2 , 只有當自變數X1=1或X2=1，因變數Y=1，否則Y=0(把點火開關IG狀態，點火開關ACC狀態，鑰匙解鎖警告開關狀態，車門鎖狀態，機蓋行李箱狀態看作邏輯變數——輸入事件，在或門邏輯中只要至少有一個輸入事件狀態是1，輸出事件就會是1的狀態)，而本案例邏輯判別函數真值表如圖8所示。

圖8 遙控器無法鎖止車門邏輯判別函數真值表

(2)故障樹分析——故障樹分析法就是把所要研究系統的最不希望發生的故障狀態作為故障分析的目標(頂事件)，然後尋找直接導致這一故障發生的全部因素，再找出造成下一級事件發生的全部直接因素，一直追查到原始的、不能再深究的因素(底事件)為止。

故障樹分析法是一種自上而下逐層展開的圖形演繹分析法，其定性分析的主要目的找出導致頂事件發生的所有故障原因及因果關係。本案例故障樹分析如圖9所示。

圖9 遙控器無法鎖止車門故障樹分析（點擊圖片查看大圖）

(3)對ECU電源控制的認識——車輛中各系統ECU電源供應分為儲存器電源BATB和ECU工作電源IG，兩種電源必須同時「ON」，ECU才能正常工作。ECU要進入休眠，IG電源必須 「OFF」，各系統ECU電源供應都相連，會彼此影響。現代車輛的休眠電流一般在20~30mA以下，是診斷車輛靜止放電的重要參數。