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故障现象:

一辆行驶里程约7.8 km,车型为E60的2007年宝马523Li。用户反映:该车辆的轮胎压力报警装置失效,车辆的轮胎在没有气压的情况下行驶,结果轮胎损坏,并造成其他的损失。

故障分析:

接车后:首先用ISID进行车辆的诊断,检查结果没有相关的故障记录。维修人员按照标准要求对车辆的四个轮胎进行气压的调整,两个前轮为220kPa,两个后轮240kPa。接着打开点火开关通过车辆的中央信息显示屏(CID)和控制器(CON)进行轮胎压力监控系统的初始化设置,在CID的菜单“设置”“RPA”,按下CON确认,选择“轮胎压力确认”并确认,CID的操作界面,说明轮胎压力报警系统已经启动,并处于激活学习阶段。

宝马车型的胎压报警指示系统RPA在下列情况之下需要进行初始化:轮胎压力改变后(校正或重新调整轮胎充气压力)、车轮的位置改变后(整个车桥上或对角)即使压力没有发生变化、更换一个车轮或多个车轮后,而初始化设置成功后并不表示轮胎的压力立刻受到RPA的监控,需要车辆在行车的过程中进行学习,学习的过程就是RPA检测并分析各个车轮的滚压周长的过程。为了能够识别轮胎的压力损失,系统观察不同的速度范围和行驶状况,在考虑到各种行驶状况的情况下,将这些速度范围全部分别进入戒备状态。目前的RPA已将这些速度范围和行驶状况合并成3个学习范围,各个学习范围的初始化设置阶段持续5~15 min,学习时不显示初始化设置阶段结束。但至少要求一个速度范围的学习进程达到67% , RPA才监控胎压并报警提示。学习的过程可能因不同的情况而延迟,如动态驾驶方式,弯曲的道路,负载频繁的变化等。
维修人员在启动轮胎的胎压报警初始化后进行了半小时左右的路试,车辆行驶大约30千米的路程,然后用胎压表卸掉左后轮的气压,使压力降到150kPa,然后继续路试。车辆又行驶了10多千米,大约用时20min,结果RPA还是没有显示报警。这时,维修人员便怀疑是车辆的动态稳定控制DSC有故障,因为RPA功能集成在DSC控制单元内,RPA正是通过DSC的车轮速度传感器检测车轮转速,并分析比较各个车轮的滚压周长后计算出胎压损失的,于是维修人员便武断地更换掉DSC,并进行全车编程。然后按上述的方法同样试车操作了一遍,没有想到RPA还是没有报警提示,看来不是DSC的故障。
只有从头再来分析,RPA的控制过程其实不是很复杂,其涉及工作的部件也不是很多,如图2所示,车轮速度传感器、多音频系统控制器(M-SAK或Car CommunicationComputer即CCC)、中央信息显示屏(CID)、组合仪表(KOMBI)、诊断导线、车身CAN(K-CAN) , DSC控制单元、便捷进人及启动系统(CAS)、控制器(CAN)、安全和网关模块(SGM)、动力系统CAN(PT-CAN)。DSC通过的车轮速度传感器检测车轮的转速,RPA监控各个车轮(主要是对角线的轮胎)滚压周长,某个轮胎内充气压力与其他轮胎相比明显下降时,轮胎的直径将发生变化,也将变小滚压周长也将变小,轮速随即发生轻微的变化,因此RPA可以识别轮胎的压力损失。低于学习值的30%±10%以上的压力损失时RPA在车辆较短的行驶距离后(通常几分钟后)红色指示灯在仪表中点亮,黄色的轮胎压力损失信息在CID中报警显示。而一般情况下,RPA如果不正常报警很有可能有几种原因造成,如RPA或DSC有故障、车轮速传感器有故障、RPA没有成功的初始化。前两点基本已经排除,DSC控制单元已经更换,车轮速传感器是通过PT-CAN总线的信号,其他系统都正常,况且也没有故障代码储存,说明应该也没有问题。就只剩下最后一点,RPA的初始化是否成功,如果RPA没有成功的初始化,系统将无法学习标准参考值,即使轮胎失压,RPA也无法报警提示。如果说用户第一是因为没有初始化设置的原因造成轮胎失压后无法监控,但在维修店的两次试车都是经过标准的初始化,并且车辆已经进人了学习阶段,那为什么不报警呢?只是初始化学习的过程完成无法通过车辆的CID观察到,这时突然想起了检测设备ISID的服务功能中的实时数据流可以观察到车辆的各种设置情况。
于是把检测设备ISID搬到车辆上,连接网线和ICOM,把四个车轮的压力调整到标准范围内后,进行车辆的快速测试后进入服务功能项,读取的数据流如图3所示。现在可以很清楚了,用户在使用中很有可能没有进RPA的初始化,·这点通过数据流可以反映出来,第一次初始化是44 616km,当时进厂登记的里程数是44 425 km,有91 km左右的误差,两次初始化后的试车行驶距离基本吻合。数据流中显示没有一次警告记录和实际也不矛盾。三种学习范围和速度状态都显示为0.00%,是因为刚刚完成初始化的设置没有行驶。

接下来在试车行驶的过程中,一个人驾驶车辆,一个人观察三种学习范围和速度的状态。试车中以80km/h左右的车速行驶,观察到第一种和第二种学习范围和速度的状态随着车速和里程数的增加在缓慢地变化,第三种一直显示不变。当车辆行驶了接近1小时,第一种学习范围达到100%,第二种达到49%时,立刻停下车辆把右后轮的胎压调整到150kPa,然后继续行驶。当行驶距离不到1km时,仪表中红色报警灯点亮,CID的胎压损失信息也显示出来。这时在观察数据流如图4所示,故障排除。

故障总结:其实本案例中RPA系统根本就没有问题,一切都是我们对RPA的控制原理理解的不是很透彻造成了维修的误判。用户第一次反映的现象很有可能是由于没有进行RPA初始化造成的,而维修人员在维修的试车中虽然进行了RPA的初始化设置,但学习的完成率没有达到标准的要求,所以即使轮胎严重泄掉压力,RPA也不会报警,这个概念必须要弄明白。而学习的完成率和需要行驶的里程数也不是固定不变的,而是要根据各种综合工况而定的,如车速、路况等。设计要求最少有一种学习里程数和车速的完成率达到67% RPA才可以进行有效的工作。

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