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)的測試裝調課程名稱底盤線控執(zhí)行系統(tǒng)測試裝調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；耐心記錄檢測數據；友善地與客戶溝通?！舅颊繕恕客ㄟ^了解智能網聯(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，展現其對智能網聯(lián)車產業(yè)鏈發(fā)展，力爭搶抓新賽道、培育新動能，以更優(yōu)質的服務助力新能源產業(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.學習內容分析本次課程內容來源于企業(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客戶描述的故障現象，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培訓基地作為我們的教學場地，該教學場地內設學習討論區(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】提問同學們人工駕駛模式制動系統(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，數據采集系統(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，根據故障診斷儀的提示尋找故障。（2）根據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，根據故障診斷儀的提示尋找故障。（2）根據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，根據故障診斷儀的提示尋找故障。（2）根據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（內容大致如表5所示），引導學生根據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確認故障現象

查看故障現象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數字萬用表的檢查（1）打開數字萬用表，檢查電量是否足夠；（2）將檔位調至蜂鳴檔，短接紅黑表筆，檢查數字萬用表是否正常，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：確認故障現象（自動駕駛模式下制動異常）4.1.2故障診斷（1）打開數字萬用表并校準。（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。可以判斷為EHB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，說明故障已經排除。 5整潔與清理1.關閉點火開關。2.關閉智能網聯(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。作為國內智能網聯(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、細分市場表現、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數據進行綜合評價，發(fā)掘產業(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、可實現制動能量回收、可實現主動制動、成本低、擴展性強等諸多優(yōu)點，達到國內頂尖水平。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)（