某MT車型無法啟動和怠速啟停失效問題分析

王 健，方麗琴，曹 晶，張海波

（一汽轎車股份有限公司奔騰開發(fā)院，吉林 長春 130012）

1 問題來源

接到某車型市場反饋MT車型 （以下簡稱為車型A）存在如下故障現(xiàn)象：一鍵啟動的MT車輛，存在無法啟動和怠速啟停失效的情況；非一鍵啟動的MT車輛，存在怠速啟停失效的情況。查看EMS（Engine Management System）的DTC（Diagnostic Trouble Code）為：離合器下位開關(guān)無法脫開，初步判斷為離合器下位開關(guān)故障，導(dǎo)致了問題的發(fā)生。

2 問題分析

結(jié)合EMS記錄的故障碼，分析得出該故障碼出現(xiàn)時，會影響車輛的一鍵啟動和怠速啟停功能，故障現(xiàn)象與故障碼相符。

圖1 離合器開關(guān)與離合踏板的安裝示意圖

故障碼 （離合器下位開關(guān)無法脫開）的解析：離合器踏板有上位和下位兩個開關(guān)，如圖1所示，當(dāng)離合踏板未被踩下或者掛N擋的情況下，離合器上位開關(guān)未接通 （即離合踏板未被踩下），此時離合器下位開關(guān)接通 （即離合踏板被踩到底），EMS系統(tǒng)判斷離合器下位開關(guān)為非正常狀態(tài)，經(jīng)過2s延時后，臨時故障標(biāo)志位置位，此時如果再發(fā)生一次離合器上位開關(guān)置“1” （離合器上位開關(guān)經(jīng)歷了“0”和“1”兩種狀態(tài)）并延時2s，則EMS會報出該故障碼，進而影響一鍵啟動和怠速啟停功能。

從以下4個可能方向進行魚骨圖分析，如圖2所示。

圖2 魚骨分析圖

3 故障排查

3.1 離合開關(guān)

開關(guān)的工作原理：離合器下位開關(guān)內(nèi)部有兩個觸點，一個常開一個常閉，開關(guān)的頂桿由彈簧控制伸縮，當(dāng)離合踏板被踩下時，踏板會將開關(guān)的頂桿壓下去，開關(guān)內(nèi)部的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，控制器接到相應(yīng)的信號。圖3為離合器下位開關(guān)示意圖。

離合器上位開關(guān)內(nèi)部只有一個常閉觸點，開關(guān)的頂桿由彈簧控制伸縮，當(dāng)離合踏板被踩下時，開關(guān)的頂桿會逐漸伸出，開關(guān)內(nèi)部的觸點接通，控制器接到相應(yīng)的信號。圖4為離合器上位開關(guān)示意圖。

根據(jù)故障碼，首先對售后更換下來的離合器下位開關(guān)進行測量，測量30個，均未發(fā)現(xiàn)異常；對開關(guān)拆解，開關(guān)內(nèi)部為一個微動開關(guān)，微動開關(guān)也完好無損；結(jié)合售后更換離合開關(guān)時的記錄信息，售后人員也只是根據(jù)故障碼的提示直接更換了離合器下位開關(guān)，并未深度分析。同時售后人員對出現(xiàn)故障的車輛進行實車驗證，故障均無法復(fù)現(xiàn)，且根據(jù)售后隨訪，發(fā)生過問題的車輛也都未再出現(xiàn)事故。

圖3 離合器下位開關(guān)示意圖

圖4 離合器上位開關(guān)示意圖

圖7 離合器下位開關(guān)增加擋板

將售后更換下來的開關(guān)返回開關(guān)供應(yīng)商做150萬次的耐久試驗，均未發(fā)現(xiàn)異常，至此，可以推斷開關(guān)自身并非是導(dǎo)致該問題的真因。

3.2 線束連接

通過對問題車輛的線束進行測量，未發(fā)現(xiàn)異常；插接匹配良好。

3.3 診斷策略

考慮到該故障均為發(fā)生一次之后就未再發(fā)生過，且初步排除了開關(guān)自身的問題，所以懷疑是否為EMS對離合開關(guān)的診斷程序部分存在bug，導(dǎo)致了問題的偶發(fā)。首先對該程序段進行了解讀，并未發(fā)現(xiàn)問題，同時了解到該套診斷邏輯同樣應(yīng)用于車型B及豐田部分車型，均未發(fā)生過該故障，可以得出該套診斷程序良好，故排除此問題。

3.4 開關(guān)誤觸發(fā)

通過對前面的分析，發(fā)現(xiàn)單件均無問題，但是DTC卻真實存在，且故障車輛無任何規(guī)律，那么考慮最后一種可能，開關(guān)被誤觸發(fā)了，對比離合器上位與下位開關(guān)，只有下位開關(guān)有被誤觸發(fā)的可能。

通過對車型A與車型B的分析，兩款車型共用同一套離合開關(guān)的診斷程序，而車型A未曾出現(xiàn)過該故障，對比其差異點，兩款車型使用的離合器開關(guān)的形式不同，車型A使用了一個單回路的離合器上位開關(guān)和一個雙回路的離合器下位開關(guān)，屬于分體式；而車型B使用了一個三回路開關(guān)，即在物理空間上不存在誤觸發(fā)的情況。這樣分析來看，進一步證明了車型A出現(xiàn)的該報警很有可能為誤觸發(fā)造成的，那么接下來需要驗證這個推測。車型A與車型B的離合開關(guān)對比見表1。

通過對售后的持續(xù)跟蹤，發(fā)現(xiàn)有離合器下位開關(guān)被腳墊壓到的個例，但不具有普遍性，離合器下位開關(guān)被腳墊壓住如圖5所示。

表1 車型A與車型B的離合開關(guān)對比

圖5 離合器下位開關(guān)被腳墊壓住

對實車模擬誤碰的可能性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)用戶的腳使勁往前伸時，皮鞋或者板鞋是可以通過離合器踏板的下方觸碰到離合器下位開關(guān)的，該場景一般出現(xiàn)在用戶在某個地點停留，聽歌或者聽廣播時，使勁伸展腿部時會有這個可能性。在試制車間對車型A實車模擬，故障現(xiàn)象與售后車輛表現(xiàn)一致。圖6為腳觸碰離合器下位開關(guān)。

圖6 腳觸碰離合器下位開關(guān)

4 應(yīng)對措施

該問題觸發(fā)的工況為非正常工況，即用戶正常開車時不會發(fā)生此問題，所以在開發(fā)階段的人機模擬時也未識別此種可能性。

解決的措施為增加開關(guān)擋板，徹底杜絕開關(guān)被誤觸發(fā)的可能性。離合器下位開關(guān)增加擋板如圖7所示。

5 總結(jié)

該問題并非單件出現(xiàn)了異常，而是開關(guān)誤觸碰引起的系統(tǒng)報警，引起了用戶抱怨。此類故障比較特殊，具有一定的代表意義，這類問題往往是比較隱蔽的，故障復(fù)現(xiàn)的概率很低，排查起來耗時耗力。真因查清之后，只要用戶注意不要誤碰到開關(guān)即可，但是為了減少抱怨，我們還是對開關(guān)實施了防護措施。

隨著汽車智能化的發(fā)展，實體開關(guān)逐漸減少，但是某些開關(guān)還需要以實體形式出現(xiàn)，如離合開關(guān)，制動開關(guān)等。這就要求主機廠在前期的設(shè)計校驗階段重點校驗駕駛員腿腳部位可能接觸到的開關(guān)，從布置或防護上杜絕各種誤觸發(fā)的可能性，打造一個安全的駕駛環(huán)境。