X80安全氣囊系統報警故障排查案例分析

馬文峰，劉 毅

（一汽轎車股份有限公司 奔騰開發院，吉林 長春 130012）

1 故障現象

經用戶反饋，車輛在正常使用中，儀表的安全氣囊系統故障燈突然點亮，使用診斷儀讀取故障碼，顯示為“安全氣囊控制單元內部故障”，無法通過診斷儀消除故障碼，需更換新的安全氣囊控制單元 （Airbag Control Unit，以下簡稱ACU）。車輛更換新的ACU后，故障燈熄滅，但車輛在使用一段時間后儀表的ACU故障燈會重新點亮，故障顯示仍為“安全氣囊控制單元內部故障”，需在車輛上找到故障的根本原因。

2 故障排查過程

根據實車情況和用戶反饋的故障情況，對此故障進行排查。首先確認故障碼“安全氣囊模塊內部故障”的產生條件：控制單元進水、電路板受潮腐蝕／損壞、受到電磁干擾等。通過實車檢查，初步排除了控制單元進水、電路板腐蝕／損壞等情況，推測故障車輛上可能存在較大的電磁干擾，對ACU產生了影響。

實車檢查發現用戶車輛上加裝了行車記錄儀、導航、車載充電器等電子設備，因此先從用戶加裝設備開始檢查，排查是否是加裝設備產生的電磁干擾。

經過排查，發現用戶使用的行車記錄儀、導航等電子裝備不會對車輛產生明顯影響，而車載充電器對外有較大的電磁騷擾。當沒有安裝車載充電器時，ACU供電端的電壓波形如圖1所示。從圖1中可以看出ACU供電電壓平穩，波形上的毛刺很小，幾乎不可見。

圖1 ACU供電端電壓波形

圖2 車載充電器安裝位置

將車載充電器安裝在車輛的后備電源上 （圖2），同時測量后備電源處的供電電壓波形，發現測得的電壓波形出現了明顯的干擾，見圖3。

此時，再測量ACU供電端的電壓波形，發現ACU供電電壓波形出現了異常，如圖4所示，原來的平穩波形出現了大量的騷擾信號，騷擾信號與電壓信號疊加后，形成了較寬的電壓波形。

此時讓車載充電器帶載，在充電器上連接手機充電線和手機，發現ACU供電端的電壓波形的騷擾信號變大 （圖5），騷擾信號與電壓疊加后的電壓波形寬度更大，此時，儀表的安全氣囊故障燈點亮，故障復現。

圖3 后備電源的電壓波形

圖4 加裝車載充電器后ACU端的電壓波形

圖5 車載充電器帶載后ACU端的電壓波形

由圖1～圖5綜合可以得出表1的結論。

表1 不同情況下ACU供電端電壓

雖然在車載充電器加裝并帶載情況下，使用萬用表測量的供電電壓未發生明顯變化，但是通過示波器采集的電壓波形可以明顯看出，供電電壓中疊加了很大的電磁騷擾。將車載充電器拆下后，重新測量后備電源處的供電電壓波形、ACU供電端的電壓波形，發現上述的電壓波形均恢復正常，同圖1所示狀態。

為了排除車輛本身因素，進一步證實車載充電器存在的電磁騷擾，將該車載充電器安裝在專用測試車輛上，結果測試車輛也出現了同樣的故障。

綜上，故障車輛由于用戶的車載充電器對ACU供電回路產生了較大的傳導耦合電磁騷擾，從而導致ACU報故障。

3 原因分析

ACU及后備電源的配電圖如圖6所示。在電源分配上，后備電源為ACC電，ACU為IG電，通過點火開關實現不同擋位的電源管理，因此從原理上，后備電源和ACU的供電是相通的。在車輛加裝了車載充電器后，車載充電器中產生較大的電磁騷擾信號，通過導線耦合傳導并放大，到達ACU供電端時，形成了巨大的騷擾波形。

圖6 電源分配圖

電氣信號騷擾來源廣泛，通常根據騷擾來源可以分為兩大類：自然干擾源和人為干擾。而根據傳播途徑也可以分為兩種：傳導耦合方式及輻射耦合方式。根據故障出現時的天氣、用戶對車輛的使用習慣、車輛常見的行駛路徑和周邊環境設施綜合分析，初步可以排除自然干擾源及輻射耦合干擾，實車檢查發現車輛加裝的電子設備較多，因此初步推測可能是加裝的電子設備對車輛產生了較大的電磁干擾，通過傳導耦合的方式影響了ACU，進而使儀表上故障燈點亮。

4 關于EMC和車載充電器

按照乘用車電子電氣開發流程，系統／零件的EMC設計是非常重要的環節，一方面要零件保證自身不向周圍環境釋放過大的電磁騷擾，同時也要有抗電磁騷擾的性能，這樣開發的零件，在系統集成及整車集成后，才可能達到系統和整車EMC設計要求。

而隨著汽車行業的發展，后裝市場上的電子裝備日益增多，無論從裝備的種類、數量和性能上，都是形態各異，各個廠商遵循的開發標準也不盡相同，這就出現了產品性能良莠不齊的情況，嚴重者就會導致本文中描述的后裝設備影響到原車功能的現象。

例如本文中引起故障的車載充電器，其本質是一個DC／DC，起到電壓轉換、電能傳輸的作用。這就要求在設計上，要考慮電壓轉換、穩壓、電能傳輸效率等因素，同時也要考慮零件的EMC性能是否符合相關標準。

筆者在某購物網站上發現，針對車載充電器，市場上產品很多，從幾元錢到上百元的都有，這些產品的主要差異就在于整體設計方案和材料選型上。設計方案的好壞，材料選型的不同，直接影響到產品可靠性及耐久性，也影響到產品的對外騷擾和抗擾性能。

5 總結

本文列舉了一例車載充電器對整車EMC的影響，最終故障的根本原因明確，故障排除。希望通過本文，對后裝市場的產品開發品質引起重視，我們不光要開發物美價廉的產品，更重要的是要保證產品的性能和產品品質。