寶馬X5 EHC 失效故障診斷與排除

唐金友

（廣州市交通運輸職業學校， 廣東 廣州 510405）

懸架是汽車底盤的重要組成部分， 它將車輪與車架柔性地連接起來， 肩負著提高汽車行駛舒適性、 操縱穩定性和安全性的重要使命。 伴隨著汽車底盤電控技術的迅猛發展， 在人們進一步追求乘坐舒適性的大背景下， 電控空氣懸架系統得以慢慢嶄露頭角， 并不斷地完成更新換代， 逐漸趨向成熟。 本文以寶馬X5車輛高度電子控制系統 （EHC）失效為例， 詳細介紹寶馬EHC的組成、 工作原理及故障診斷與排除的過程和方法。

1 故障現象

一輛生產于2010 年5 月的寶馬X5 SUV， 底盤型號為E70， 搭 載N52 發 動 機， 車 架 號 是WBAFA51030LM35237，行駛了接近6萬公里， 裝備了車輛高度電子控制系統 （EHC）。 車主反映， 車輛在行駛過程中， 儀表盤的車身高度故障燈保持常亮狀態， 后橋車身高度一直位于最低狀態，車輛在各種路面行駛均不停顛簸， 乘坐舒適性大打折扣。筆者接車后， 詢問車主后得知， 該車在5.5萬公里時剛做完保養， 更換了機油、 機油濾清器， 清洗了油路， 換了汽油濾清器， 后來由于車主出差工作一段時間， 車輛長期擺放在車庫， 最近用車時才出現此故障。

2 車輛高度電子控制系統（EHC）的組成及工作原理

寶馬X5后橋采用了車輛高度電子控制系統 （EHC）， 這意味著寶馬X5后懸架與傳統懸架有著不一樣的地方， 寶馬后懸架采用空氣彈簧取代了傳統懸架的螺旋彈簧。 EHC可以保障車輛自身的高度或者是其距離地面最小的間距不受動荷載的影響， 因此可以保證車輛車身高度在設置范圍內基本保持恒定。 寶馬X5在EHC調節下， 既能在較高行駛速度時和在顛簸路面行駛時均能表現出極強的操控性， 也能在低速行駛時和在良好路面行駛中均擁有良好的乘坐舒適性。

寶馬X5 EHC由EHC控制單元、 左右空氣彈簧、 空氣供給裝置、 左右車輛高度傳感器、 氣動系統管路和空氣濾清器組成， 各零件具體安裝位置見圖1。

圖1 寶馬X5 EHC各組成部件安裝位置

2.1 EHC控制單元

EHC控制單元被安裝在車輛后部行李廂的右側， 具體安裝位置見圖2。 EHC控制單元是車輛高度電子控制系統的控制中樞， 它負責采集各種控制所需的電信號，例如： 車身高度信號、 車速信號、 發動機轉速信號及橫向加速度等信號， 并對全部信號進行分析計算， 最終向空氣供給裝置發出控制指令， 同時具備系統自診斷功能。

圖2 EHC控制單元安裝位置

2.2 空氣供給裝置

空氣供給裝置通過一個安裝支架固定在車輛底盤右側地板上， 它主要由空氣干燥器、 電機、 閥體和壓縮機組成，其具體結構見圖3。 空氣供給裝置接受EHC控制單元發送的控制指令， 完成對后橋空氣彈簧的充放氣任務， 從而補償車輛載荷變化引起的車身高度差。

圖3 空氣供給裝置

2.3 空氣彈簧

寶馬X5后橋左右兩側均裝配了空氣彈簧。 空氣彈簧由橡膠氣囊和內管組成，它其實就是一個可以自由進行充放氣的筒狀氣囊， 空氣彈簧上端與車身連接，下端與車橋托架連接。 具體安裝位置和結構見圖4。

圖4 空氣彈簧結構及安裝位置

2.4 車身高度傳感器

寶馬X5后橋裝配兩個車身高度傳感器。 傳感器殼體通過螺栓固定在后橋架梁上， 鉸接桿與控制臂相連， 具體如圖5 所示。車身高度傳感器采用霍爾原理制成， 由霍爾元件、永磁體、 信號齒、 電子分析裝置組成。 車身高度的變化由該傳感器負責測量， 并以電信號形式直接傳送給EHC控制單元。

圖5 車身高度傳感器

2.5 EHC控制原理

寶馬X5車輛高度電子控制系統控制原理如圖6 所示。 外界空氣首先由管路進入， 然后通過空氣濾清器的作用， 把空氣中的粉塵顆粒過濾掉， 得到新鮮干凈的空氣， 接著進入由電機驅動的壓縮機， 經壓縮后的空氣壓力達到一定程度時推開單向閥， 最后壓縮空氣進入空氣干燥器， 在這里壓縮空氣中的水分得到濾除， 再進入節流閥。 如果此時調壓閥 （氣動控制） 和排氣電磁閥 （電動控制） 保持關閉狀態， 壓縮空氣再次經過節流閥分兩條支路來到了右側電磁閥和左側電磁閥。 若右側和左側電磁閥處于開啟狀態， 壓縮空氣就進入空氣彈簧， 為空氣彈簧充氣。 當車身高度傳感器檢測到車身已經達到所需高度時，EHC控制單元對右側和左側電磁閥發出關閉指令， 同時對排氣電磁閥發出打開指令， 引入一部分空氣到調壓閥， 使調壓閥打開， 大量多余的空氣被排出， 系統壓力保持正常。 若此時需放氣， EHC控制單元向右側和左側電磁閥發出打開指令， 那么空氣彈簧的空氣就沿充氣的逆方向從調壓閥排出。

圖6 EHC控制原理

3 故障原因分析

為了掌握更多的相關信息和有效排除故障， 筆者使用寶馬專用故障診斷儀ISID對該車進行故障診斷。 首先選擇車型X系列和底盤型號E70， 然后通過點擊診斷儀右下角“快速測試” 對全車電控系統進行故障記憶的讀取， 發現EHC 控 制 單 元 存 在 以 下 故 障 代 碼： 5F94、 5F95、 5F98、5F99。 為了獲取故障代碼的詳細信息， 筆者將診斷儀退回至故障信息清單界面， 選擇EHC控制模塊， 此時看到故障代碼的解釋為： 5F94——EHC左側電磁閥損壞； 5F95——EHC右側電磁閥損壞； 5F98——EHC左側空氣彈簧升高調節時間故障； 5F99——EHC右側空氣彈簧升高調節時間故障。 本人結合EHC故障記憶和多年教學經驗判斷分析， 認為產生該故障現象的原因主要有以下幾方面。

1） 左側或右側電磁閥故障： 左側或右側電磁閥出現間歇性卡滯、 輕微堵塞、 損壞等原因都有可能引起EHC控制功能失效。

2） 空氣彈簧及相關管路漏氣： 當EHC系統有漏氣現象發生時， 即使供氣裝置長時間工作， 都無法使車身高度達到所需高度， 因此就會出現升高調節時間故障。

3） 空氣供給裝置工作異常： 帶動空氣壓縮機工作的電機出現品質問題導致電機不工作或控制電機工作的繼電器和熔斷絲損壞， 均可造成EHC無法正常工作。

4） 車身高度傳感器故障： 車身高度傳感器線路出現斷路或短路和本身損壞均會導致向EHC控制單元發送錯誤的車身高度信息， 從而引發EHC控制空氣供給裝置長時間工作。

4 故障診斷與排除

筆者首先使用寶馬專用診斷儀ISID進入EHC控制模塊的動作測試功能， 對空氣供給裝置進行激活。 當控制指令發出后， 筆者使用卷尺對后橋車身高度進行測量， 發現其車身高度較之前無任何變化。 根據此現象， 筆者懷疑供氣裝置不工作。 結合維修手冊， 筆者拆卸兩后輪， 找到并拔下空氣彈簧的供氣管， 再次激活空氣供給裝置， 供氣管無空氣吹出。 本著由易到難的診斷思路， 筆者結合空氣供給裝置供電電路圖 （圖7）， 檢查熔斷絲， 發現熔斷絲熔斷，更換新的熔斷絲， 后橋車身高度升高了20mm， 但車身高度故障燈依舊保持常亮狀態。

筆者結合故障碼5F94 （EHC左側電磁閥損壞） 和5F95（EHC右側電磁閥損壞）， 準備對兩電磁閥進行元件及相關線路的檢查。 由于兩電磁閥是安裝在底盤右側， 于是需要將車輛舉升， 在舉升的過程中， 筆者發現右下底護板破裂，在護板破裂的位置剛好有空氣管鋪設在此處。 筆者把護板拆卸后， 仔細檢查， 發現空氣管表面有破損。 為了進一步確認空氣管是否漏氣， 筆者使用ISID診斷儀的動作測試功能激活空氣供給裝置， 此時在空氣管附近明顯聽到有漏氣聲。 筆者再次致電詢問車主才明白， 原來故障出現前剛剛在外面維修廠進行過二保， 更換了 “三格”， 其中汽油格剛好在兩電磁閥附近。 分析原因可能是在拆卸下護板時， 舉升車輛頂錯了位置， 造成右前底護板破裂， 引起空氣管路受損， 導致車輛行駛中EHC系統報警， 后橋車身高度下降。更換破損管路， 清除故障碼， 起動車輛， 故障報警燈消失，后橋車身高度恢復正常值。

圖7 空氣供給裝置供電電路圖

5 結束語

經過以上分析和操作， 這輛寶馬X5 EHC失效的故障已經徹底修復。 從中得出結論， 造成該故障現象的核心原因是控制管路發生漏氣， 導致后橋無法達到正常的高度， EHC控制單元持續向空氣供給裝置發送控制指令， 從而引發空氣供給裝置供氣時間過長， 電流過大使得熔斷絲損壞。由此總結出一個經驗， 就是在對車輛進行故障排除時， 不能單純地依靠經驗盲目動手， 而應該從車輛的基本結構、系統的組成、 工作原理著手， 通過縝密地分析和測試找出問題的根源。