黃建文
(廣州白云技師學(xué)院,廣東 廣州 510450)
一輛2006款東風(fēng)日產(chǎn)天籟轎車,車型為230JK-S舒適天窗版,已行駛13萬公里。出現(xiàn)前照燈、駐車燈、尾燈、前霧燈一直亮,同時(shí)還伴有刮水器、空調(diào)壓縮機(jī)不工作,冷卻風(fēng)扇始終高速運(yùn)轉(zhuǎn)的故障現(xiàn)象。
日產(chǎn)天籟轎車采用了高速CAN-BUS(控制器局域網(wǎng)絡(luò))作為車載通信網(wǎng)絡(luò)。CAN-BUS是一個(gè)實(shí)時(shí)應(yīng)用串行通信線路,是一個(gè)車載多線程通信網(wǎng)絡(luò),具有高速數(shù)據(jù)傳輸和故障檢測能力。車上配備了許多電控單元,每個(gè)電控單元之間都相互連接,共享信息 (而不是獨(dú)立的)。在CAN通信中,控制單元由2條通信線路連接 (CAN-H線路、CAN-L線路),這樣可以利用更少的線路進(jìn)行高速率的信息傳送。
日產(chǎn)天籟燈光控制示意圖如圖1所示。燈光系統(tǒng)的工作過程如下:車身控制模塊BCM (圖2)讀取組合開關(guān) (圖3)的信號,以了解駕駛員的意圖,再將所要求的內(nèi)容通過CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)室智能電源分配模塊IPDM E/R (圖4), IPDM E/R按照接收到的指令操作相關(guān)繼電器工作,以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。受IPDM E/R直接控制的功能有:前照燈、駐車燈、尾燈、前霧燈、刮水器、空調(diào)壓縮機(jī)和冷卻風(fēng)扇。
該車故障現(xiàn)象為所有受IPDM E/R直接控制的功能都出現(xiàn)了問題,而造成此現(xiàn)象的原因如下:①IPDM E/R模塊自身故障或者IPDM E/R模塊的供電與搭鐵有問題,造成IPDM E/R模塊對CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)上傳來的各項(xiàng)指令無法進(jìn)行處理,完成操作相關(guān)繼電器工作的任務(wù);②IPDM E/R模塊內(nèi)部程序故障,造成對CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)上信息無法處理;③CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)故障,造成IPDM E/R模塊從CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)上讀取不到信息,進(jìn)入了故障防護(hù)模式。
于是連接故障診斷儀,試圖進(jìn)入IPDM E/R模塊,結(jié)果為診斷儀與IPDM E/R模塊無法通信,而車身控制模塊BCM、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECM、自動(dòng)變速器控制模塊TCM等控制模塊都能正常連接,同時(shí)在BCM、ECM、TCM等控制模塊上也讀出了 “與IPDM E/R模塊失去通信”的故障碼。上述結(jié)果說明,故障點(diǎn)一個(gè)是IPDM E/R模塊本身問題,另一個(gè)是IPDM E/R模塊與CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)之間的網(wǎng)線問題。
本著先易后難的原則,先對IPDM E/R模塊的外圍線路進(jìn)行檢查,只有在已排除外圍線路故障的情況下才更換IPDM E/R模塊。
1) 檢查IPDM E/R模塊供電線路。 IPDM E/R模塊端口排列如圖5所示。接通點(diǎn)火開關(guān),用萬用表直流電壓檔從線束接頭背面,測量IPDM E/R模塊線束接頭E3端口1、2與搭鐵之間的電壓,結(jié)果為12.8V,供電正常;斷開點(diǎn)火開關(guān),用萬用表電阻檔測量IPDM E/R模塊線束接頭E8端口38,接頭E9端口50、60與搭鐵之間的導(dǎo)通性,為0.1Ω,搭鐵正常。
2)檢查CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)。斷開點(diǎn)火開關(guān),斷開蓄電池負(fù)極,斷開IPDM E/R模塊線束E9接頭。用數(shù)字萬用表200Ω電阻檔,測量IPDM E/R模塊端口48~49之間的電阻值為126Ω,此為IPDM E/R模塊內(nèi)置的CAN-BUS終端電阻,測量結(jié)果正常。
3)再檢查CAN-H線路和CAN-L線路。用萬用表測量IPDM E/R模塊線束接頭E9端口48(CAN-H線)和49(CAN-L線)之間的電阻,為無窮大。因兩條網(wǎng)線還連接著車上的其他模塊,正常約為108~132Ω。檢查結(jié)果說明,IPDM E/R模塊與CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)之間的其中一條網(wǎng)線或兩條網(wǎng)線出現(xiàn)了斷路故障,造成IPDM E/R模塊與其他控制模塊無法通信。
4)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),在IPDM E/R模塊側(cè)下方安裝的SMJ(超多路連接器)的13G端子上有污漬,而13G端子正是連接IPDM E/R模塊CAN-L線的端子,SMJ端子排列見圖6。因?yàn)槎俗拥奈蹪n使CAN-L線出現(xiàn)斷路,造成IPDM E/R模塊與其他控制模塊之間無法通信,進(jìn)入了故障防護(hù)模式,就形成了前照燈、駐車燈、尾燈、前霧燈一直亮,同時(shí)還伴有刮水器、空調(diào)壓縮機(jī)不工作,冷卻風(fēng)扇始終高速運(yùn)轉(zhuǎn)的故障現(xiàn)象。
清除SMJ的13G端子上的污漬,恢復(fù)導(dǎo)通性。用故障診斷儀進(jìn)入各模塊,清除各模塊內(nèi)儲存的故障代碼,故障排除。
現(xiàn)代汽車采用了各種總線作為車載網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的目的。當(dāng)車載網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障,會形成 “多故障表現(xiàn)”、 “多系統(tǒng)出問題”的現(xiàn)象。因此我們在維修裝備了車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的車輛時(shí),與維修采用普通信號傳輸方式的車輛的方法是不一樣的。一定不能盲目更換部件,應(yīng)首先掌握該車的功能控制原理,從原理入手,利用各種診斷設(shè)備,一步步進(jìn)行排查。很多看起來很復(fù)雜、范圍很廣的故障,可能就是一些很簡單的原因造成的。
一輛2003款東風(fēng)日產(chǎn)天籟轎車,車型為230JM,已行駛18萬公里。出現(xiàn)組合開關(guān)打到小燈檔和前照燈檔時(shí),前照燈、小燈不工作,同時(shí)伴有右轉(zhuǎn)向燈不工作的故障現(xiàn)象。而將組合開關(guān)打到AUTO(自動(dòng))位置時(shí),前照燈能正常工作,同時(shí)超車燈、左轉(zhuǎn)向燈和前后霧燈工作正常。
日產(chǎn)天籟燈光控制系統(tǒng)中,分別由BCM和IPDM E/R對各個(gè)燈進(jìn)行控制。前照燈、小燈和前霧燈是在IPDM E/R通過CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)接收到BCM送來的控制信號后,由IPDM E/R通過繼電器控制工作。左、右轉(zhuǎn)向燈和后霧燈是在BCM收到組合開關(guān)信號后,由BCM直接控制其工作。
此時(shí)故障現(xiàn)象為前照燈、小燈和右轉(zhuǎn)向燈不工作,這就直接關(guān)系到2個(gè)控制模塊,而2個(gè)控制模塊同時(shí)損壞的可能性較低。于是馬上連接故障診斷儀進(jìn)行驗(yàn)證,先進(jìn)入IPDM E/R,通過故障診斷儀的主動(dòng)測試功能,直接對前照燈、小燈和前霧燈進(jìn)行操作,測試結(jié)果為前照燈、小燈和前霧燈都能通過主動(dòng)測試功能,實(shí)現(xiàn)亮滅控制;再通過故障診斷儀讀取數(shù)據(jù)流,讀取結(jié)果為:操作組合開關(guān),IPDM E/R數(shù)據(jù)流上沒有相應(yīng)開關(guān)的狀態(tài)反應(yīng)。通過上述檢查,可以排除IPDM E/R模塊故障,前照燈與小燈不工作是由于IPDM E/R模塊沒有接收到BCM通過CAN-BUS傳送來的控制信號引起的。
接著使用故障診斷儀進(jìn)入BCM模塊,同樣先進(jìn)行主動(dòng)測試,測試結(jié)果為所有的燈光都可以通過該功能實(shí)現(xiàn)控制,說明BCM信號輸出和CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸沒問題;再讀取組合開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)流,讀取結(jié)果見表1。
表1 組合開關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)流讀取結(jié)果
上述測試結(jié)果表明,該故障是由于BCM模塊沒有正確讀取到組合開關(guān)的相應(yīng)信號造成的,故障原因如下:①組合開關(guān)損壞,不能送出信號;②組合開關(guān)與BCM之間的連線出現(xiàn)故障;③BCM的組合開關(guān)信號讀取功能出現(xiàn)故障。
日產(chǎn)天籟轎車的組合開關(guān)原理示意圖如圖7所示。輸出1~5端子由BCM以間隔時(shí)間為10ms的脈沖信號,激活輸出端晶體管后生成,送入組合開關(guān),輸出端子信號波形如圖8所示。BCM讀取輸入1~5端子上的電壓變化,可知此時(shí)組合開關(guān)所處的位置,從而控制相關(guān)部件工作。例如:當(dāng)駕駛員將組合開關(guān)打到小燈檔時(shí),組合開關(guān)1檔位置觸點(diǎn)閉合,BCM從輸出端子4激活的脈沖信號,通過組合開關(guān)1檔位置觸點(diǎn)進(jìn)入了輸入端子5,BCM檢測到輸入端子5上有電壓變化,從而判定照明開關(guān)1檔位置為開啟,然后BCM通過CAN-BUS通信,向IPDM E/R發(fā)送尾燈和示寬燈的請求信號,IPDM E/R控制小燈工作。
在BCM數(shù)據(jù)流測試中,BCM無法讀取組合開關(guān)右轉(zhuǎn)向、小燈、前照燈和遠(yuǎn)光的位置信號。結(jié)合組合開關(guān)原理,組合開關(guān)右轉(zhuǎn)向、小燈、前照燈和遠(yuǎn)光的位置信號都由輸入端子5進(jìn)入BCM。可知故障是由于BCM讀取不到輸入端子5上的電壓變化造成的。
于是拆下轉(zhuǎn)向柱上下飾板,拆下組合開關(guān)線束插頭,用萬用表電阻檔測量組合開關(guān)工作性能,結(jié)果為:所有觸點(diǎn)導(dǎo)通性良好,組合開關(guān)正常。插回線束,用示波器測量輸入5的信號,結(jié)果如圖9所示,接通組合開關(guān)有相應(yīng)波形變化。因此判定此故障是由于BCM內(nèi)部輸入電路有問題,無法正常讀取組合開關(guān)輸入端子5上傳送來的信號,從而形成了前照燈、小燈和右轉(zhuǎn)向燈都不工作的故障現(xiàn)象。
更換BCM模塊,匹配防盜系統(tǒng),故障排除。
目前很多車輛都采用了新型的燈光控制系統(tǒng),我們進(jìn)行故障診斷時(shí),應(yīng)當(dāng)善于使用現(xiàn)代維修設(shè)備(如診斷儀、示波器等),先從原理上去推斷故障發(fā)生原因,再用維修設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證,從而確定故障點(diǎn)。使維修工作進(jìn)行得更快,維修品質(zhì)更高,而且不會人為造成二次故障。