汽車發動機故障燈閃爍問題分析與優化方式討論

張俊棟，成 瀚，李月清，李 婕，劉開元

（1.泛亞汽車技術中心有限公司，上海 201201；2.上汽通用汽車有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430000）

汽車儀表是整車與駕駛員間溝通的橋梁，車輛信息如發動機轉速、水溫、車速等均會在汽車儀表上顯現。發動機故障燈作為汽車儀表重要的指示燈，中華人民共和國國家標準GB4094中5.2.6定義了“發動機車載診斷或發動機故障信號裝置標志”，且定義該信號裝置顏色為黃色［1］。發動機故障燈異常點亮，將直接影響駕駛員對車輛發動機狀態的判斷，存在較大安全風險，同時會引起駕駛員很大的抱怨。

針對某車輛進入啟停后，發動機再次啟動時，出現發動機故障燈閃爍的情況，通過采集問題時對發動機故障燈回路電壓波形加以分析［2］。本文將從發動機故障燈硬件電路、缺陷工況下回路電壓分析對比和故障燈閃爍原因確認3個方面對發動機故障燈閃爍問題進行分析，并討論了優化更改方案是否可以防止極端工況下發動機故障燈閃爍。

1 發動機故障燈硬件電路

組合儀表上的發動機故障燈由硬件回路直接控制，整個故障燈回路由發動機控制模塊內部電路和組合儀表內部電路兩部分組成 （圖1）。組合儀表內部沒有軟件控制邏輯，主要通過發動機控制模塊內部進行搭鐵導通，回路導通達到發動機故障燈LED正向壓降時亮起，回路斷開時發動機故障燈熄滅，發動機控制模塊會對發動機狀態進行監測，實時反饋。

圖1 發動機故障燈電路簡圖

2 缺陷工況下回路電壓分析

圖2 正常車和故障車電源端電壓、MIL燈電壓圖

對比故障車和正常車輛在進入啟停后，發動機重新點火時電源端電壓和發動機故障燈 （MIL，Malfunction Indicator Lamp）端電壓。圖2中正常車輛電源端電壓，進入啟停后再次點火時瞬間下拉到7.5V左右，對應正常車MIL燈電壓下拉到6V左右，發動機故障燈不亮，故回路不導通。圖2故障車車輛電源端電壓，進入啟停后點火電壓值瞬間拉到7.5V左右，對應故障車MIL燈電壓下拉到1.5V左右，發動機故障燈微亮并閃爍，此時回路導通，兩端壓降達到6V。發動機故障燈黃色的歐司朗LED的正常工作亮度是2500mcd［3］，它的正向壓降VF=2.8V，IF=20mA是該LED正常工作的正向電流（圖3）。

圖3 正向壓降-正向電流曲線和正向電流-發光強度曲線

故障燈閃爍時正向壓降為6V，對應R2=900Ω分壓為3.2V，此時回路中電流I為3.6mA，LED電路中R1=1000Ω分流2.8mA，此時發光二極管LED的電流約為0.8mA，根據圖3中發光強度-IF曲線可以看出，0.8mA的電流仍可以激發625mcd的發光強度，較于正常亮度微弱許多，所以能夠看到發動機故障燈微閃的現象。

3 故障原因確認及優化

上文所述故障車缺陷發生時，發動機故障燈端與電源電壓端存在6V正向壓降，且回路導通。進一步分析圖4發現，在整車開空調進去自動啟停時，發動機故障燈端電壓降低到4.3V左右，發動機控制模塊判斷該電壓已經在開路診斷電壓區間范圍內 （小于5V）。為了判斷該回路此時是否開路，發動機控制模塊會發出診斷脈沖，進而使發動機故障燈端與組合儀表導通，回路中形成了發光二極管所需的正向壓降。

圖4 自動啟停時發動機控制模塊內部MIL回路電壓圖

為了解決發動機控制模塊在電壓閾值內硬件診斷脈沖引起的發動機故障燈閃爍，分別進行電源端供電方式和增大MIL燈發光二極管的并聯電容更改。

1）更改電源端供電方式，將電源端供電改接到DC／DC轉換器上，由于DC／DC轉換器具有12V穩壓作用，在車輛起動機工作時不會使供電跌落，因此發動機故障燈端電壓不會跌落到發動機控制模塊的開路診斷閾值以下，導致診斷脈沖的發出。但直接連接DC／DC轉換器電源后，如果存在非發動機類電源故障，也可能會引起發動機故障燈異常點亮。

2）增大MIL燈發光二極管的并聯電容，診斷脈沖發出時，此電容放電，減緩LED燈兩端壓差增加，使LED燈兩端壓差保持在LED點亮壓差以下。根據電容充電公式 （1）中，時間常數只與電阻和電容有關，而與電源無關，對于簡單的RC電容電路來說，其充電和放電的時間參數相同，該電路等效于C1與R1、R2并聯［4］。本電路中，R1=1000Ω，R2=900Ω，在發動機控制模塊最大診斷電壓VE＝16V的情況下，為保證在診斷脈沖過程t=0.5s內LED燈兩端壓差小于點亮電壓Vn=2.8V，并聯電容C1值應大于5.5nF，很好地防止該工況下發動機故障燈閃爍問題的發生。

4 結論

發動機故障燈亮滅狀態是整車車輛信息的重要提示，本文根據發動機故障燈電路圖原理，對比了缺陷車電源端電壓和MIL燈端電壓，車輛進入啟停后發動機再次啟動時兩者存在較大壓差，且回路導通。由于發動機控制模塊會監測MIL燈端電壓，在電壓低于5V時會發出開路診斷脈沖，引起MIL燈閃爍。通過更改電源端供電連接到DC／DC轉換器上，能夠在啟停工況下穩壓，但會引起非發動機故障點亮MIL燈的情況。最后通過更改組合儀表內部的電容，使其大于5.5nF可以防止閃爍情況的發生。