◆文/北京 趙利興

故障現(xiàn)象

一輛2015 年生產(chǎn)的奧迪Q 5，搭載E A 888 G E N 3 DKU2.0T型發(fā)動(dòng)機(jī)，VIN碼為L(zhǎng)FV3B28R0F301＊＊＊＊，行駛里程為76800km。該車后風(fēng)擋玻璃雨刷在一個(gè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)循環(huán)內(nèi)只能工作一次，再次打開(kāi)后雨刷開(kāi)關(guān)，后部雨刷不能工作，但前風(fēng)擋玻璃雨刷的各項(xiàng)功能正常。

故障診斷與排除

維修技師接車后，首先連接車輛診斷儀VAS6150對(duì)全車各控制單元進(jìn)行故障掃描，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)故障碼。操作后部雨刷撥桿，觀察雨刷動(dòng)作的情況，確認(rèn)存在后部雨刷不工作的永久性故障。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等待大約10s再次打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，撥動(dòng)后風(fēng)擋玻璃雨刷撥桿，后雨刷能工作一次。經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，總結(jié)出最終的故障現(xiàn)象是：后部雨刷在一個(gè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)循環(huán)內(nèi)只能工作一次。

查閱并分析故障車型雨刷開(kāi)關(guān)電路圖(圖1)，發(fā)現(xiàn)故障車的雨刷開(kāi)關(guān)E22是連接到轉(zhuǎn)向柱控制單元J527上的，后雨刷電機(jī)V12是通過(guò)J519控制單元控制(輸入是第2腳，輸出是第3腳)，后雨刷電機(jī)V12的供電是第4針腳連接到ST1/SC14，第1針腳為接地端子(圖2)。

圖2 故障車型后雨刷電機(jī)V12電路圖

根據(jù)電路圖可以看出信號(hào)傳遞的路線是：雨刷開(kāi)關(guān)E22把雨刷請(qǐng)求信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)向柱控制單元J527，然后轉(zhuǎn)向柱控制單元J527將信息通過(guò)舒適CAN總線傳遞給中央電器控制單元J519，最后中央電器控制單元J519控制后部雨刷電機(jī)V12執(zhí)行動(dòng)作。根據(jù)信號(hào)傳遞路徑制定診斷思路時(shí)，應(yīng)按照?qǐng)D3所示分成兩個(gè)部分分別檢查，這兩個(gè)區(qū)域是：負(fù)責(zé)信號(hào)發(fā)出的A區(qū)域；負(fù)責(zé)信號(hào)接收及執(zhí)行動(dòng)作的B區(qū)域。

圖3 故障車后部雨刷控制信號(hào)傳遞路徑

讀取轉(zhuǎn)向柱控制單元地址碼16中的數(shù)據(jù)流(圖4)，發(fā)現(xiàn)雨刷開(kāi)關(guān)E22的信號(hào)始終正常。這說(shuō)明在A區(qū)域雨刷開(kāi)關(guān)E22發(fā)出的雨刷請(qǐng)求信號(hào)沒(méi)有問(wèn)題，可以排除E22存在故障的可能。

圖4 故障車J527數(shù)據(jù)流中雨刷開(kāi)關(guān)E22的信號(hào)

在中央電器控制單元地址碼09中，讀取數(shù)據(jù)流雨刷開(kāi)關(guān)E22的信號(hào)(圖5)。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后第一次撥動(dòng)雨刷開(kāi)關(guān)E22時(shí)，數(shù)據(jù)流中雨刷開(kāi)關(guān)E22的信號(hào)正常，但關(guān)閉雨刷開(kāi)關(guān)后再打開(kāi)時(shí)就一直沒(méi)有信號(hào)。由此可見(jiàn)，該車故障原因在于中央電器控制單元J519沒(méi)有收到雨刷動(dòng)作請(qǐng)求，從而未向雨刷電機(jī)V12發(fā)出動(dòng)作指令。

圖5 J519數(shù)據(jù)流中雨刷開(kāi)關(guān)E22信號(hào)

是什么原因?qū)е罗D(zhuǎn)向柱控制單元J527在接收雨刷開(kāi)關(guān)信號(hào)后，CAN總線上卻沒(méi)有雨刷信息呢？結(jié)合上文電路圖分析，可能的故障原因有：轉(zhuǎn)向柱控制單元J527故障；中央電器控制單元J519故障；CAN BUS總線信息傳遞錯(cuò)誤。

嘗試更換轉(zhuǎn)向柱控制單元J527和中央電器控制單元J519后，故障依舊；測(cè)量CAN線波形，正常，但CAN BUS總線上的信息碼卻無(wú)法檢測(cè)與判斷。至此，故障診斷工作一時(shí)陷入困境。

通過(guò)對(duì)CAN總線基礎(chǔ)理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，Can Bus總線采用的是串行數(shù)據(jù)傳遞(單根數(shù)據(jù)線)方式?？刂破靼l(fā)送信息時(shí)，并不僅僅是數(shù)據(jù)本身，而是將帶有屬性的數(shù)據(jù)打成數(shù)據(jù)包一起發(fā)送出去。該數(shù)據(jù)包共有7個(gè)數(shù)據(jù)段，分別儲(chǔ)存有：開(kāi)始區(qū)(1位)、狀態(tài)區(qū)(11位)、檢驗(yàn)區(qū)(6位)、數(shù)據(jù)區(qū)(64位)、安全區(qū)(16位)、確認(rèn)區(qū)(2位)和結(jié)束區(qū)(7位)。CAN總線數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 CAN總線數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

了解了CAN總線數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)和CAN總線的工作原理后認(rèn)為，導(dǎo)致該車出現(xiàn)后部雨刷失靈的可能原因是CAN總線其他控制單元發(fā)送的信息存在異常干擾。依次斷開(kāi)舒適系統(tǒng)總線上的其他控制單元并逐一進(jìn)行驗(yàn)證，斷開(kāi)倒車影像控制單元時(shí)，故障車后雨刷的各項(xiàng)功能恢復(fù)正常。更換倒車影像控制單元后，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

本案例中，雨刮開(kāi)關(guān)信號(hào)先傳遞給一個(gè)控制單元，然后通過(guò)CAN Bus總線傳遞給另一個(gè)控制單元，從而使得執(zhí)行元件動(dòng)作。這是目前車輛常用的信息傳遞路徑。當(dāng)我們遇到此類故障時(shí)，要從信息接收端和元件執(zhí)行端分別進(jìn)行檢測(cè)判斷。在信息接收端，可通過(guò)診斷儀查看數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)診斷；在執(zhí)行端，則要用合適的方式促動(dòng)元件使其動(dòng)作以判斷執(zhí)行元件的好壞。這樣分段檢測(cè)，可快速縮小故障范圍。

遇到CAN總線信息傳遞故障時(shí)，我們必須清楚，如果多個(gè)控制器同時(shí)發(fā)出信號(hào)時(shí)，總線傳輸時(shí)就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因此每個(gè)數(shù)據(jù)都設(shè)有不同的優(yōu)先級(jí)別。當(dāng)多個(gè)控制器試圖發(fā)送信息時(shí)，接收器會(huì)首先對(duì)信息進(jìn)行優(yōu)先級(jí)仲裁，如果其他控制器發(fā)送的信息優(yōu)先級(jí)高于自己的控制器發(fā)送的信息時(shí)，接收器會(huì)及時(shí)通知自己的發(fā)送器停止發(fā)送信息。

專家點(diǎn)評(píng)

焦建剛

在整個(gè)故障排除過(guò)程中，作者根據(jù)雨刮系統(tǒng)的控制邏輯，逐一進(jìn)行分析，并進(jìn)行了相關(guān)電路檢查，嘗試更換了可能導(dǎo)致故障的轉(zhuǎn)向柱控制單元J527和中央電器控制單元J519后，但故障仍然存在。由此說(shuō)明，該車出現(xiàn)的不是普通故障。大部分維修技師這時(shí)候往往會(huì)束手無(wú)策，因?yàn)樵摀Q的已經(jīng)換完了，此時(shí)維修很可能走入死胡同，不清楚下一步的維修方向。

值得表?yè)P(yáng)的是，作者根據(jù)CAN系統(tǒng)的工作原理，考慮到相關(guān)控制單元在CAN網(wǎng)絡(luò)上信息傳遞的優(yōu)先級(jí)別問(wèn)題，并據(jù)此逐一排查，最終找到了導(dǎo)致后雨刮器不能正常工作的根源是倒車影像控制單元，并通過(guò)更換倒車影像控制單元后徹底排除了該車故障。

本案例具有一定代表意義，尤其是當(dāng)今車輛已經(jīng)將CAN通信作為車輛各系統(tǒng)之間的主要數(shù)據(jù)傳輸手段時(shí)，信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、及時(shí)性，決定了車輛各系統(tǒng)能否正常工作。至于作者提到的可能是數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，我認(rèn)為這只是其中的一種可能，更大的可能性是倒車影像控制單元損壞導(dǎo)致舒適網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸工作異常。雖然表面上只有后雨刷工作不正常，但這不代表一定是數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，否則前雨刷、喇叭等為什么沒(méi)有受到影響。比較遺憾的是，作者在對(duì)CAN進(jìn)行波形測(cè)試時(shí)，沒(méi)有記錄下后雨刷開(kāi)啟時(shí)的波形。我認(rèn)為關(guān)閉與打開(kāi)后雨刷時(shí)，CAN波形應(yīng)該出現(xiàn)了波動(dòng)，據(jù)此也可以判斷故障點(diǎn)不在J527上。當(dāng)然，這只是我個(gè)人的意見(jiàn)，也希望大家遇到類似問(wèn)題時(shí)，能通過(guò)CAN波形進(jìn)行驗(yàn)證。

最后還要對(duì)作者的整個(gè)故障排除過(guò)程提出表?yè)P(yáng)，其邏輯思維縝密，問(wèn)題考慮全面，尤其是為一線技術(shù)人員提供了非常有借鑒意義的經(jīng)典案例及診斷思路。