汽车电动座椅的诊断与修复

时间：2024-11-05 百科知识版权反馈

【摘要】：理解汽车电动座椅的组成、结构和工作原理，能够分析电动座椅的控制电路，对电动座椅常见的故障能够进行诊断和修复。电动座椅又称自动座椅，它可以通过控制电动机的正反方向旋转来调节座椅的空间位置，改变驾驶员或其他乘员的坐姿，使其乘坐更为舒适，并减少驾驶员及乘员长时间坐车的疲劳。电动座椅控制开关接受驾驶员或乘员输入的指令，控制执行机构完成座椅的调整。实现座椅的上升和下降。

学习单元2．1　汽车电动座椅的诊断与修复

学习目标

理解汽车电动座椅的组成、结构和工作原理，能够分析电动座椅的控制电路，对电动座椅常见的故障能够进行诊断和修复。

电动座椅又称自动座椅，它可以通过控制电动机的正反方向旋转来调节座椅的空间位置，改变驾驶员或其他乘员的坐姿，使其乘坐更为舒适，并减少驾驶员及乘员长时间坐车的疲劳。电动座椅前后方向的调节量一般为100～160mm，上下方向的调节量一般为30～50mm，全程调节约需8～10s。

2．1．1　汽车电动座椅的认识

1．汽车电动座椅的组成

电动座椅一般由控制开关、双向电动机、传动和执行机构等组成。电动座椅的构造如图2－1－1所示。

1）控制开关

电动座椅控制开关接受驾驶员或乘员输入的指令，控制执行机构完成座椅的调整。电动座椅控制开关包括前倾开关、后倾开关和四向开关（即上下和前后开关）等。电动座椅控制开关有的安装在汽车车门上，有的安装在座椅旁边，使驾驶员或乘员操纵方便。

2）双向电动机

电动座椅的电动机大多数采用永磁式双向直流电动机，通过开关来操纵电机按所需方向旋转。为防止电动机过载，电动机内一般都装有断路器。由于座椅的类型不同，一般一个座椅可装2个、3个、4个或6个电动机。如图2－1－2所示为装有4个电动机的电动座椅调节示意图。

3）传动和执行机构

传动和执行机构的作用是把电动机的旋转运动转变成座椅的上下、前后移动或靠背的倾斜摆动。它们主要由联轴器、软轴、减速器、螺纹千斤顶或齿轮传动机构组成。蜗轮蜗杆机构一般是其核心部件，因为它具有较大的传动比且自锁性能良好，故应用最为广泛。

（1）高度调整机构：由蜗杆轴、蜗轮、芯轴等组成，如图2－1－3所示。调整时蜗杆轴在电动机的驱动下，带动蜗轮转动，从而保证芯轴旋进或旋出。实现座椅的上升和下降。

图2－1－1　电动座椅的构造

1—电动座椅的ECU；2—滑动电动机；3—前垂直电动机；4—后垂直电动机；5—电动座椅开关；6—倾斜电动机；7—头枕电动机；8—腰垫电动机；9—位置传感器（头枕）；10—倾斜电动机和位置传感器；11—位置传感器（后垂直）；12—腰垫开关；13—位置传感器（前垂直）；14—位置传感器（滑动）

图2－1－2　电动座椅的控制开关

（2）纵向调整机构：由蜗轮、蜗杆、齿条和导轨等组成，如图2－1－4所示。齿条装在导轨上，调整时，电动机转矩经蜗杆传至两侧的蜗轮上，经导轨上的齿条，带动座椅前后移动。

（3）座椅靠背倾斜调节机构：主要由铰链销钉、链轮、内齿轮（30个齿）、外齿轮（29个齿）和电动机等组成，如图2－1－5所示。其工作情况如图2－1－6所示。

（4）腰部支撑调节机构：主要由电动机、螺母和扭力弹簧压板等组成，如图2－1－7所示。其工作情况如图2－1－8所示。

（5）头枕高度调节机构：主要由电动机、外壳、螺杆及固定在座椅靠背框架上的轴等组成，如图2－1－9所示。

2．电动座椅的电路原理

1）基本工作原理

如图2－1－10所示是最常见的电动座椅电路图。它有三个电动机，分别是前端高度调节电动机、后端高度调节电动机和前后移动调节电动机。

图2－1－3　高度调整机构

1—铣平面；2—止推垫片；3—芯轴；4—蜗轮；5—挠性驱动蜗杆轴

图2－1－4　纵向调整机构

1—支撑及导向元件；2—导轨；3—齿条；4—蜗轮；5—反馈信号电位计；6—调整电动机

图2－1－5　座椅靠背调节机构

图2－1－6　座椅靠背倾斜调节

图2－1－7　腰部支撑调节机构

图2－1－8　腰部支撑调节机构的工作情况

图2－1－9　头枕高度调节机构

座椅控制开关通过控制电动机的搭铁及电源的连接，使三个电动机按所需的方向旋转。当需要座椅整体上升或下降时，控制开关置于上或下的位置，前与后高度调节电动机同时转动；当需要座椅前倾或后倾时，只需前或后的一个电动机转动；当需要座椅整体前移或后退时，前后移动电动机转动。

如图2－1－11所示是图2－1－10中控制开关使座椅后端上升的开关位置及电流方向。座椅前端升降、整体升降及整体前后移动的电路分析方法与此相同。

随着计算机技术的发展及其在汽车上的广泛应用，目前有很多高档轿车的电动座椅系统设有存储器，具有存储功能。通过每个座椅的位置传感器来感受座椅的调整位置，座椅的位置固定后，驾驶员按下存储器相应的按钮，存储器就将位置存储器的信息存储起来，作为以后调整的依据。需要时，只需按下相应的存储器按钮就能按存储好的各个座椅的位置要求自动调整座椅的位置。如图2－1－12所示为具有四个调整电动机和单独存储器的电动座椅系统示意图。

图2－1－10　电动座椅的电路原理图

图2－1－11　电动座椅后端上升时的电流流向图

图2－1－12　具有存储功能的电动座椅系统示意图

2）典型车型电动座椅的控制电路

如图2－1－13所示，是别克君威轿车驾驶员侧电动座椅的电路图。它有4个电动机，分别是前端高度调节电动机、后端高度调节电动机、前后移动调节电动机和靠背倾斜调节电动机。

座椅控制开关通过控制电动机的搭铁和与电源的连接，使4个电动机按所需的方向旋转。当需要座椅前倾或后倾时，前或后高度调节电动机转动；当需要座椅整体前移或后退时，前后移动电动机转动；当需要座椅靠背倾斜变化时，靠背倾斜调节电动机转动。

2．1．2　汽车电动座椅的诊断与修复

1．汽车电动座椅故障的诊断

常见故障：座椅完全不能动作或某个方向不能动作。座椅完全不能动作的主要原因有熔断器熔断、线路断路、座椅开关有故障等；某个方向不能动作的主要原因有该方向对应的电动机损坏、开关损坏、对应的线路断路等。

诊断步骤：如果是座椅完全不能动作，可以首先检查熔断器是否熔断；若熔断器良好，则应检查所在线路及其插接件是否正常，最后检查开关。对于有存储功能的电动座椅系统还应检查其控制单元（ECU）的电源电路及其搭铁线是否正常。如果是某个方向不能动作，可以先检查所在有关线路是否正常，再检查开关和电动机。

2．广州本田雅阁轿车电动座椅故障的诊断与修复

下面以广州本田雅阁轿车的电动座椅为例，介绍其开关、电动机及线路的检查方法。图2－1－14所示是该车电动座椅的电路图。

图2－1－14　广州本田雅阁轿车电动座椅电路

1）检测电动座椅调节开关

（1）拔出调节开关钮，然后从驾驶席座椅处拆下调节开关罩。

（2）拆开调节开关的两个6芯插头，如图2－1－15所示。再拆下该开关的两个固定螺钉，然后从开关罩上拆下调节开关。

图2－1－15　调节开关两端的两个6芯插头

（3）当调节开关处于各调节位置时，按表2－1－1所示检查两个6芯插头各端子之间的导通情况。例如，要检查前端上下调节开关是否正常时，可以先把开关掷于“向上”位置。由前面的图2－1－14可知，此时开关上的A₃端子和B₆端子接通，A₄端子和B₅端子接通。从表2－1－1上可以看到，前端上下调节开关的“向上”一行中A₃与B₆相连，A₄与B₅相连。此时把万用表调至电阻挡，将两个表笔分别与A₃端子、B₆端子接触，如果阻值为零，则迅速把表笔移开，说明此处正常。同样再检查A₄和B₅端子，其阻值也应为零才说明其正常。之后，将此开关掷于“向下”位置。如果A₄和B₆端子之间、A₃和B₅端子之间的阻值均为零，则说明此开关正常。用同样的方法再检查其他开关，当开关处在相应的位置时，表2－1－1中各个连线的端子间的阻值都应为零，才说明整个调整开关正常，否则应进行修理或更换。

表2－1－1　检测调节开关对应表

2）检测电动座椅，调节电动机

（1）拆下驾驶席座椅轨道端盖，再拆下座椅的4个固定螺栓。

（2）拆开座椅线束插头和线束夹，然后拆下驾驶席座椅。

（3）拆开调节开关的两个6芯插头，如图2－1－15所示。

表2－1－2　检测调节电机对应表

（4）将两个6芯插头的某两端分别接蓄电池的正、负极，对照表2－1－2检查各调节电动机的工作情况。注意：当电动机停止运转时，应立即断开端子与蓄电池的连接。例如，要检查座椅的前端上下调节电动机。由图2－1－14可知，“向上”开关闭合后，电流从开关的A₃端子向下经电机的1号端子流入电动机，再经电动机的2号端子向上经开关的A₄端子流出回到电源负极（搭铁），此时电动机转动使座椅前端上升；当“向下”开关闭合时，电流的流向改变，电动机转动时座椅的前端下降。

（5）如果某个调节电动机不运转或运转不平稳，则应检查6芯插头与该调节电动机的2芯插头之间的线束是否有断路故障。如果线束正常，则应更换调节电动机。

3）检测线路

（1）电压检测法：例如检测前端上下调节电动机线路，可将该电动机上的2芯插头拔下，用万用表的电压档测量1、2端子间的电压。当该电动机的开关未操作时，电压值应为零；当将开关掷于“向上”位置时，1、2端子间的电压应为＋12V，即1端子为正，2端子为零；当将开关掷于“向下”位置时，1、2端子间的电压应为12V，即2端子为正，1端子为零。其他电机线路的检测方法与此相同。

（2）电阻检测法：例如检测前端上下调节电动机线路，可将该电动机上的2芯插头拔下，用万用表的电阻档测量相关处的电阻值。当该电动机的开关未操作时，1、2端子间的电阻值应为零；当将开关掷于“向上”位置时，1端子与电源正极间的电阻值应为零，2端子与搭铁线（电源负极）间的电阻值也应为零，1、2端子间的电阻值为无穷大；当将开关掷于“向下”位置时，2端子与电源正极间的电阻值应为零，1端子与搭铁线（电源负极）间的电阻值也应为零，1、2端子间的电阻值为无穷大。其他电机线路的检测方法也与此相同。

案例分析

案例：带有记忆功能的电动座椅不能进行设定。

车型：2007款帕萨特领驭，V6发动机。

症状：车主报修故障是带有记忆功能的电动座椅不能进行设定，并陈述此前因此故障曾更换过电动座椅控制单元，正常使用一天后又不能设定了。我们进行操作，发现不仅失去记忆功能，对8个自由度分别进行操作时，各电动机运转4s后停止，松开按键再操作又可运转4s。

诊断：用VAS5051B进入驾驶员电动座椅地址码，查询记忆故障码有8个：

（1）4个调节电动机均有故障，即00997驾驶员座椅纵向调节电动机、00998驾驶员靠背调节电动机、00999驾驶座椅前部高度调节电动机、0100驾驶员座椅后部高度调节电动机。

（2）4个电动机的位置传感器均有故障，即01009驾驶员座椅纵向位置传感器对地短路、01010驾驶员靠背传感器对地短路、00994驾驶员座椅前部高度传感器对地短路、00995驾驶员座椅后部高度传感器对地短路。

以上8个故障码均不能清除，说明是控制单元本身或外部电路存在硬性故障。将此控制单元安装到正常领驭车上，这8个故障码仍然不能清除，说明是控制单元硬件或软件存在故障。由控制单元维修人员将一台新控制单元电路板上的CPU集成块焊开取下，用编程器拷贝程序。将本车控制单元电路板上的CPU集成块焊开取下，用编程器安装从正常控制单元拷贝下的程序。将本车控制单元的CPU集成块装回，将此控制单元安装到无故障的同型车上，仍然是8个故障码，说明是控制单元硬件故障。

目前汽车控制单元在短路保护措施上有两种：一种是控制单元在输入、输出接口电路设有对地（正极）短路保护措施，当传感器线路、执行器线路对地或对正极短路后，控制单元记忆故障码，控制单元硬件不会损坏，当故障排除后可以清除掉故障码。另一种是控制单元在输入、输出接口电路未设有对地（正极）短路保护措施，当传感器线路、执行器线路对地或对正极短路后，控制单元记忆故障码，此时控制单元硬件已经损坏，当故障排除后也不能清除故障码。

该座椅控制单元属于第二种，那么分析一定存在传感或执行器对地短路有故障。拔开控制单元插头测量，与8个故障码有关的4个位置传感器和4个电动机导线对地绝缘良好。分别测量4个电动机的电流均与无故障车相近。分别测量4个位置传感器两条线之间的电压为5V（使用损坏控制单元），而测量正常车应是12V，说明该车控制单元硬件已经损坏。

由于坚信是传感器或执行器导线对地短路，于是将座椅从车上拆下，对于前部高度、后部高度、纵向电动机和传感器的线束可直接观看，没发现有电线绝缘皮破损。需把靠背皮套拆开才能观看内部的线束，在剥开皮座套后仔细观看，看到靠背调节电动机V45的插头T4bc第4针0．35mm₂红黑线，外皮被一根钢条磨破，如图2－1－16所示。钢条有时与红／黑线短路，而钢条的接地如图2－1－17所示，钢条有时与另两根钢条接触，而另两根钢条是接地的，我们在测量V45的4条导线时不在对地短路状态。阅读靠背位置传感器V45电路图，供给4针的应是12V电压，由于此处曾经对地短路，使得控制单元的输入接口电路损坏，此后涉及前部高度、后部高度、纵向3个位置传感器，对其供给的电压也是5V，这样记忆了4个传感器故障码。另外4个电动机在运转时，4个传感器不能反馈位置所在，又记忆了4个电动机的故障码。