項目四任務3：線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除（教師手冊）

任務4.3線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除-教師手冊項目四線控制動系統(tǒng)的測試裝調(diào)課程名稱底盤線控執(zhí)行系統(tǒng)測試裝調(diào)學習任務名稱線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除課時4課時課程內(nèi)容線控制動系統(tǒng)電路圖分析、線控制動系統(tǒng)常見故障及分析、EHB針腳定義、線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除一、學習目標1、目標制定【知識目標】熟悉線控制動系統(tǒng)電路原理圖和測試孔；掌握線控制動系統(tǒng)常見故障及故障原因；掌握EHB控制器針腳定義；了解線控制動系統(tǒng)的故障診斷流程及排故辦法。【技能目標】能夠獨立完成線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除；能夠熟練使用測量儀表進行線控制動系統(tǒng)線束電壓測量及導通性測量?！舅仞B(yǎng)目標】嚴格遵守售后維修故障設備的標準操作流程；獨立地計劃并實施故障診斷流程；耐心記錄檢測數(shù)據(jù)；友善地與客戶溝通。【思政目標】通過了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的前沿科技，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神。2.通過講述同馭汽車科技EHB解決方案，展現(xiàn)其對智能網(wǎng)聯(lián)車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，力爭搶抓新賽道、培育新動能，以更優(yōu)質(zhì)的服務助力新能源產(chǎn)業(yè)鏈扶搖而上的創(chuàng)新能力，鼓勵學生發(fā)展創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。二、學習內(nèi)容1.學習情境描述一位車主拔通了你所在的汽車4S店救援電話，跟你說他的車在路上出現(xiàn)制動系統(tǒng)故障，請求救援，需要你看看是什么故障，需要怎么處理？2.學習內(nèi)容分析本次課程內(nèi)容來源于企業(yè)真實的工作任務，為了更好地對接企業(yè)工作任務及流程，提煉本次工作任務的三要素（如表1所示）。表1工作內(nèi)容分析表工作對象與客戶溝通車輛問題、對客戶車輛進行故障診斷與維修、輸出維修工單工具材料底盤線控產(chǎn)品使用手冊、車輛、工具箱、萬用表、個人防護用品工作要求能根據(jù)客戶描述的故障現(xiàn)象，使用故障檢修工具定位故障原因，輸出故障檢修方案并與客戶溝通。三、教學策略1.適用的教學方法角色扮演（客戶與維修技師）、引導文法、項目教學法2.適合的組織形式個人，學生需獨立地計劃并實施故障診斷。四、教學資源1.學習環(huán)境為了更好地開展工學結合的一體化教學模式，在教學場地方面，我們充分利用了與企業(yè)工作環(huán)境一致的校企合作校內(nèi)培訓基地作為我們的教學場地，該教學場地內(nèi)設學習討論區(qū)、資料查詢區(qū)、方案展示區(qū)、操作實訓區(qū)、工具存放區(qū)等（如圖1所示）。圖1教學場地布置圖2.學習資源根據(jù)完成工作任務及達成學習目標需要，本次課我們?yōu)閷W生提供了如下學習資源（如表2、3所示）。表2軟件資源一覽表序號名稱數(shù)量圖例功能特色1學生手冊1本/人學生學習理論知識的載體2教學課件1套輔助教師講解理論知識，引導學生討論工作方案3工作頁1本/人學生按照工作流程設計，模擬真實的工作場景，填寫工單4教師手冊1套輔助教師備課表3硬件資源一覽表序號名稱數(shù)量圖例運用環(huán)節(jié)功能特色1教學臺架1輛/工位課中幫助學生掌握實踐技能2萬用表2個/工位課中實訓操作時，測試線控制動系統(tǒng)的電源是否正常，線束是否通斷。3工作手套2雙/工位課中實訓操作時，用于保障學生人身安全4安全帽2個/工位課中實訓操作時，用于保障學生人身安全5清潔抹布2條/工位課中實訓操作時結束時，用于6S清潔五、教學實施過程（一）學習情景導入【提示】教師導入學習情景布置工作任務，學生接受任務一位車主拔通了你所在的汽車4S店救援電話，跟你說他的車在路上出現(xiàn)制動系統(tǒng)故障，請求救援，需要你看看是什么故障，需要怎么處理？（二）理論知識【提示】教師講授分析解決問題的思路和方法，引導學生信息采集，了解任務線控制動系統(tǒng)的組成【過渡】提問同學們線控制動系統(tǒng)有哪些部件組成。人工駕駛模式下線控制動系統(tǒng)組成人工駕駛模式下線控制動系統(tǒng)由：液壓控制模塊、制動踏板模塊、VCU模塊、制動控制單元ECU、制動器、各類傳感器等組成，如圖2所示。圖2：人工駕駛模式下線控制動系統(tǒng)組成【提問】提問同學們知道自動駕駛模式制動系統(tǒng)由那些部件組成嗎？與人工駕駛模式的制動系統(tǒng)有什么不同？自動駕駛模式下線控制動系統(tǒng)組成自動駕駛模式下線控制動系統(tǒng)由：感知傳感器、計算平臺、VCU模塊、液壓控制模塊、制動控制單元ECU、制動器、各類傳感器等組成，如圖3所示。圖3：自動駕駛模式下線控制動系統(tǒng)組成線控制動系統(tǒng)電路圖分析底盤線控實訓系統(tǒng)電路圖【過渡】提問同學們線控制動信號是什通過什么線傳輸？為什么？可以從CAN線分析。底盤線控實訓系統(tǒng)由線控制動、線控制動和線控制動組成，電路圖如圖4所示。圖4：底盤線控實訓系統(tǒng)電路圖線控制動系統(tǒng)電路圖分析（人工駕駛模式）【過渡】提問同學們?nèi)斯ゑ{駛模式制動系統(tǒng)控制電路是什么？人工駕駛模式線控制動系統(tǒng)電路圖如圖5所示，在人工駕駛模式中，作用在制動踏板上的力對電磁閥進行控制，使進液閥輸入流量增大，出液閥輸出流量減小，直到達到所需制動壓力，實現(xiàn)制動，人工駕駛模式下VCU作用是訪問車輛狀態(tài)（方向盤轉角、輪速、車速、橫擺角速度等）。圖5：人工駕駛模式線控制動系統(tǒng)電路圖線控制動系統(tǒng)電路圖分析（自動駕駛模式）【過渡】提問同學們自動駕駛模式制動系統(tǒng)控制電路是什么？自動駕駛模式線控制動系統(tǒng)電路圖如圖6所示，環(huán)境感知傳感器將感知到的危險信號發(fā)送給計算平臺，計算平臺會請求VCU執(zhí)行制動信號，然后VCU將制動命令下發(fā)到制動控制單元ECU，制動控制單元ECU控制四個制動器，實現(xiàn)制動。VCU的作用是除了獲取車輛方向盤轉角、輪速、車速、橫擺角速度等信息外，還會向制動控制單元ECU發(fā)送制動命令。圖6：自動駕駛模式線控制動系統(tǒng)電路圖線控制動系統(tǒng)常見故障及分析【提問】提問同學們知道車輛線控制動工作原理嗎？人工駕駛模式和自動駕駛模式線控制動原理有什么區(qū)別？人工駕駛線控制動工作原理：駕駛員踩下制動踏板，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將踏板行程傳感器、踏板力傳感器的信息匯同車輛的行駛狀態(tài)（方向盤轉角、輪速、車速、橫擺角速度等）信息采集到VCU中進行綜合分析和判斷，對電磁閥進行控制，使進液閥輸入流量增大，出液閥輸出流量減小，直到達到所需制動壓力，實現(xiàn)制動。在人工駕駛模式下，VCU的作用是獲取車輛方向盤轉角、輪速、車速、橫擺角速度等信息。自動駕駛模式線控制動原理：環(huán)境感知傳感器將感知到的危險信號發(fā)送給計算平臺，計算平臺會請求VCU執(zhí)行制動信號，然后VCU將制動命令下發(fā)到制動控制單元ECU，制動控制單元ECU控制四個制動器，實現(xiàn)制動。VCU的作用是除了獲取車輛方向盤轉角、輪速、車速、橫擺角速度等信息外，還會向制動控制單元ECU發(fā)送制動命令。自動駕駛模式無法制動故障現(xiàn)象：車輛在自動駕駛模式下，無法制動，但人工駕駛模式正常。故障分析：由于車輛在自動駕駛模式下，無法制動，但人工駕駛模式正常，可以排除制動踏板模塊、制動電機模塊及液壓模塊，計算平臺輸出端到VCU輸入端故障，故障點應該在VCU輸出端到EHB控制器輸入端之間，如圖7所示。圖7：自動駕駛模式無法制動故障位置VCU輸出端到EHB控制器輸入端之間出現(xiàn)下列故障會導致自動駕駛模式下，無法制動：（1）制動控制器CAN-H斷路；（2）制動控制器CAN-L斷路；（3）制動控制器CAN-H對負極短路；（4）換檔器D檔信號線斷路；（5）制動控制器CAN-H對正極短路；（6）制動控制器CAN-L對正極短路；（7）制動控制器CAN-H和CAN-L短路。故障修復一般是以更換線束、線束插頭、維修線束插頭、維修針腳為主。VCU輸出端到EHB控制器輸入端之間故障診斷流程：（1）使用汽車故障診斷儀，讀取制動系統(tǒng)的故障碼，根據(jù)故障診斷儀的提示尋找故障。（2）根據(jù)故障診斷設備的測量結果，使用對應車型維修手冊電路圖查找故障點，然后進行維修或更換新零件。（3）修復故障后，自動駕駛模式下制動正常，儀表盤故障燈消失。如果問題得到解決，可以使用診斷工具來清除故障碼。如果故障仍然存在，則進一步分析原因并重復執(zhí)行以上步驟，直到問題被解決。人工模式無助力，自動駕駛模式無法制動故障現(xiàn)象：車輛在自動駕駛模式下，無法制動，在人工駕駛模式下制動距離明顯增長。故障分析：由于車輛在自動駕駛模式下，無法制動，在人工駕駛模式下制動距離明顯增長，可以排除制動踏板模塊、制動電機模塊及液壓模塊故障，計算平臺輸出端到VCU輸出端故障，故障點應該在EHB控制器模塊，如圖8所示。圖8：人工模式無助力，自動駕駛模式無法制動故障位置EHB控制器模塊出現(xiàn)下列故障會導致人工模式無助力，自動駕駛模式無法制動：（1）制動控制器電源正極斷路；（2）制動控制器電源負極斷路；（3）制動控制器點火信號線斷路；（4）制動控制器內(nèi)部故障。故障修復一般是以更換線束、線束插頭、維修線束插頭、維修針腳為主，如果是制動控制器內(nèi)部故障需要更換制動控制器。EHB控制器模塊故障診斷流程：（1）使用汽車故障診斷儀，讀取制動系統(tǒng)的故障碼，根據(jù)故障診斷儀的提示尋找故障。（2）根據(jù)故障診斷設備的測量結果，使用對應車型維修手冊電路圖查找故障點，然后進行維修或更換新零件。（3）修復故障后，人工和自動駕駛模式下制動正常，儀表盤故障燈消失。如果問題得到解決，可以使用診斷工具來清除故障碼。如果故障仍然存在，則進一步分析原因并重復執(zhí)行以上步驟，直到問題被解決。信號丟失制動助力失效，車輪抱死，自動駕駛異常故障現(xiàn)象：車輛在人工和自動駕駛模式下，都無法驅動（車輪抱死）。故障分析：由于車輛在人工和自動駕駛模式下，都無法驅動（車輪抱死），可以排除計算平臺輸出端到VCU輸出端故障及制動踏板模塊故障，也排除了液壓模塊故障，故障點應該制動電機模塊，如圖9所示。圖9：信號丟失制動助力失效，車輪抱死故障位置制動電機模塊出現(xiàn)下列故障會導致信號丟失制動助力失效，車輪抱死，自動駕駛異常：（1）制動電機旋變傳感器電源正極斷路；（2）制動電機旋變傳感器電源負極斷路；（3）制動電機旋變傳感器信號線1斷路；（4）制動電機旋變傳感器信號線2斷路。故障修復一般是以更換線束、線束插頭、維修線束插頭、維修針腳為主。制動電機模塊故障診斷流程：（1）使用汽車故障診斷儀，讀取制動系統(tǒng)的故障碼，根據(jù)故障診斷儀的提示尋找故障。（2）根據(jù)故障診斷設備的測量結果，使用對應車型維修手冊電路圖查找故障點，然后進行維修或更換新零件。（3）修復故障后，人工駕駛模式下制動正常，自動駕駛模式下制動正常，儀表盤故障燈消失。如果問題得到解決，可以使用診斷工具來清除故障碼。如果故障仍然存在，則進一步分析原因并重復執(zhí)行以上步驟，直到問題被解決。EHB控制器針腳定義【提問】旋變傳感器傳感器供電電壓是多少？EHB控制器針腳如圖10所示，針腳定義如表4所示。圖10：EHB控制器表4EHB控制器針腳定義任務實施1線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除流程【引導】線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除流程（內(nèi)容大致如表5所示），引導學生根據(jù)故障診斷流程分組討論，制定工作計劃表5線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除流程序號工作步驟需要的工具需要注意的安全、環(huán)保事項預計用時1準備工作

佩戴合適的防護用品2min2確認故障現(xiàn)象

查看故障現(xiàn)象3min3通過測量確認故障點萬用表測量前進行萬用表自檢15min4故障分析結合電路圖分析8min4故障修復5min5整理清潔

對換下的損壞部件進行正確地分類回收10min本課程共有三個實訓任務，分別是EHB控制器故障診斷與排除、旋變傳感器故障診斷與排除，流程如圖11所示。圖11：線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除流程圖2設備物料介紹【提示】結合實物講解設備包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實訓系統(tǒng)（下文簡稱底盤線控實訓系統(tǒng)），如圖12所示；工具及防護包括數(shù)字萬用表、清潔抹布、安全帽、和工作手套等，如圖13所示。圖12：智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實訓系統(tǒng)圖13：工具介紹3準備工作【提問】同學們知道數(shù)字萬用表怎么檢查嗎？3.1安全防護檢查并穿戴工作手套和安全帽。3.2設備檢查（1）檢查智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實訓系統(tǒng)萬向輪是否已鎖止，確保萬向輪處于鎖止狀態(tài)。（2）檢查底盤線控實訓系統(tǒng)上應整潔無雜物；（3）底盤線控實訓系統(tǒng)上測試孔應無損壞，變形或銹蝕；（4）底盤線控實訓系統(tǒng)電源線針孔無損壞，變形或銹蝕；3.3數(shù)字萬用表的檢查（1）打開數(shù)字萬用表，檢查電量是否足夠；（2）將檔位調(diào)至蜂鳴檔，短接紅黑表筆，檢查數(shù)字萬用表是否正常，如圖14所示。圖14：短接紅黑表筆3.4打開底盤線控實訓系統(tǒng)（1）外觀結構完整，表面不應有破損、變形、裂痕等問題，如圖15所示；（2）連接針腳無損壞、變形或生銹。圖15：底盤線控實訓系統(tǒng)電源線檢查（3）連接電源線，打開智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實訓系統(tǒng)；（4）啟動點火開關，檢查換擋旋鈕的檔位是否處于N檔，如圖16所示。圖16：應用實訓臺檢查4線控制動系統(tǒng)的故障診斷與排除【咨詢】詢問學生操作過程中遇到的問題，收集問題4.1EHB控制器故障診斷與排除老師先設置故障（設故步驟：打開底盤線控實訓系統(tǒng)實訓臺上位機軟件→故障診斷→故障設置，如圖17所示），可以設備制動（EHB）的CAN-H斷路，CAN-L斷路，或者同時斷路，如圖18所示。圖17：故障設置流程圖18：故障設置選項4.1.1確認故障現(xiàn)象（1）單擊軟件上“標定”選項，然后方向盤轉到零位，進行“零位”標定，再設置速度，操作如圖19所示。圖19：底盤標定（2）單擊軟件上“線控底盤”選項，選擇正確的波特率“500K”→然后開啟設備→使用仿真→自動駕駛，操作如圖20所示。圖20：啟動自動駕駛（3）自動駕駛模式下，車輛不能正常制動，人工駕駛模式正常制動，如圖21所示。圖21：確認故障現(xiàn)象（自動駕駛模式下制動異常）4.1.2故障診斷（1）打開數(shù)字萬用表并校準。（2）使用蜂鳴檔測量EHB控制器CAN-H線通斷情況，萬用表上顯示為斷路，如圖22所示。（3）測量CAN-L線通斷情況，正常，如圖23所示。（4）因為人工駕駛模式下正常，因此VCU是正常的?？梢耘袛酁镋HB控制器CAN-H存在斷路，導致自動駕駛線控制動系統(tǒng)故障。圖22：CAN-H斷路圖23：CAN-L正常4.1.3故障排除與確認（1）修復故障，再次測量CAN-H通斷，顯示為接通狀態(tài)，如圖24所示。（2）仿真場景中自動駕駛模式制動正常，說明故障已排除。圖24：CAN-H正常4.2旋變傳感器故障診斷與排除操作前，老師先設置故障，將制動旋變傳感器正極斷開，如圖25所示，故障設置完成后，讓學生在仿真設備上測量。圖25：旋變傳感器故障設置4.2.1確認故障現(xiàn)象車輛在人工和自動駕駛模式下，都無法驅動，如圖26所示。圖26：旋變傳感器故障現(xiàn)象4.2.2故障診斷（1）使用仿真設備上的萬用表測量制動旋變傳感器供電為0V，不正常，如圖27所示。圖27：旋變傳感器供電異常測量旋變傳感器角信1號與負極電阻為0Ω，正常（可以判斷信號1與負極導通），如圖28所示。圖28：旋變傳感器信號1與負極之間正常（3）測量旋變傳感器角信2號與負極電阻為0Ω，正常（可以判斷信號2與負極導通），如圖29所示。（4）因此可以判斷為旋變傳感器正極斷路導致車輛無法驅動（制動電機抱死）。圖29：旋變傳感器信號2與負極之間正常4.2.3故障排除與確認（1）修復故障（故障點為旋變傳感器正極斷路），再次測量旋變傳感器供電，萬用表上顯示為12V，正常，如圖30所示。圖30：旋變傳感器供電正常（2）重新啟動設備，仿真場景中自動駕駛模式及人工駕駛模式驅動正常，制動也恢復正常，說明故障已經(jīng)排除。 5整潔與清理1.關閉點火開關。2.關閉智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實訓系統(tǒng)電源開關并拔出電源線。3.清潔智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控實訓系統(tǒng)和工作臺。4.卸下安全防護用品。（五）任務考核【提示】教師監(jiān)督學生完成任務考核在下表中寫出線控制動系統(tǒng)測試孔名稱電路圖測試孔說明針腳功能1DC+/電源正極3VCU_ING（點火信號線）5CAN_H6CAN_L8DC-/電源負極9DC+/電源正極16DC-/電源負極17DC+/電源正極19ACC124DC-/電源負極（六）思政內(nèi)容[同馭汽車科技]-專注于“下一代線控底盤關鍵技術”的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化2022年12月2日，2022高工智能汽車年會暨金球獎年度評選頒獎典禮于上海盛大閉幕。國內(nèi)領先的汽車線控底盤核心部件供應商同馭汽車受邀出席本屆大會。憑借自主創(chuàng)新技術能力和大規(guī)模應用量產(chǎn)綜合實力，同馭汽車榮獲“2022年度線控制動領軍供應商”金球獎，這也是同馭連續(xù)第四年斬獲高工智能汽車金球獎。本屆大會以“換道增長，向上突破”為主題，同馭汽車創(chuàng)始人、董事長兼總經(jīng)理舒強作為特邀嘉賓出席了2022年第六屆高工智能汽車年會。在大會上，董事長舒強發(fā)表了“智能制動系統(tǒng)的研發(fā)探索”專題演講，并參與了“線控底盤與智能駕駛的融合“圓桌對話。作為國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車領域極具權威性、影響力和公信力的研究機構，高工智能汽車注重企業(yè)在前裝配套量產(chǎn)、細分市場表現(xiàn)、未來技術創(chuàng)新等綜合指標，同時基于高工智能汽車研究院每月跟蹤的量產(chǎn)數(shù)據(jù)進行綜合評價，發(fā)掘產(chǎn)業(yè)鏈上下游主營業(yè)務保持持續(xù)增長、且核心技術自主研發(fā)具備領先性的優(yōu)秀公司，為中國汽車智能化時代樹立行業(yè)標桿。同馭汽車在本次年會中展示了同馭智能制動系列產(chǎn)品，包括線控電子液壓制動系統(tǒng)（EHB）、電子駐車制動系統(tǒng)（EPB）、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)等產(chǎn)品，專注于為汽車智能化、電動化提供解決方案。第四次榮獲金球獎，感謝行業(yè)對同馭汽車技術與產(chǎn)品的再一次認可及勉勵。同馭汽車將持續(xù)專注于線控底盤核心部件的研發(fā)，通過自主創(chuàng)新的線控底盤核心技術，讓汽車更安全、更舒適、更智慧，助力我國汽車智能化的創(chuàng)新發(fā)展！同馭EHB采用解耦式方案，蝸輪蝸桿+齒輪齒條傳動方式，有干式和濕式兩種踏板感覺模擬器，具有結構緊湊、布置方便、可靠性高、響應快、精度高、可實現(xiàn)制動能量回收、可實現(xiàn)主動制動、成本低、擴展性強等諸多優(yōu)點，達到國內(nèi)頂尖水平。該系統(tǒng)可以非常方便地替代傳統(tǒng)的真空助力器，實現(xiàn)更多的功能、更優(yōu)的性能、更低的整車成本。為我國乘用車、商用車、無人車等百余款車型配套。同馭EHB具有以下特點：（1）高精度、快速響應、高建壓能力、高可靠性的主動制動力控制，滿足智能駕駛、無人駕駛對制動系統(tǒng)性能的高要求；（2）提供完整的智能駕駛制動系統(tǒng)硬件模塊，具有很強的可擴展性，可便捷地實現(xiàn)多種智能駕駛功能；（3）高性能的制動能量回收控制算法，大幅提高新能源汽車的續(xù)駛里程。（4）機械/液壓+電控式制動感覺模擬方案，支持運動型、舒適型不同模式制動感覺選擇，提供優(yōu)異的駕駛體驗；（5）支持坡道起步輔助、陡坡緩降、舒適停車、Autohold等多種功能，改善駕駛的便利性；（6）緊急制動輔助功能（EBA），縮短緊急制動下的制動距離，提高安全性；（7）實時故障監(jiān)測與備份制動功能，保證駕駛安全。目前，同馭擁有完整的智能制動系列產(chǎn)品，包括：線控電子液壓制動系統(tǒng)（EHB）、電子駐車制動系統(tǒng)(EPB）、防抱死制動系統(tǒng)（