科魯茲轎車高速數(shù)據(jù)通信總線系統(tǒng)的故障診斷與排除

王書勤

（河南省交通高級技工學(xué)校，河南 駐馬店 463000）

1 故障現(xiàn)象

一輛通用科魯茲轎車，學(xué)校實(shí)習(xí)用車，該車輛識別代碼LSGPC52U5EF094355，整車型號SMG7166ATC，發(fā)動機(jī)型號LDE，配用自動變速器。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打到起動擋時(shí)，起動機(jī)有時(shí)能轉(zhuǎn)動，有時(shí)不能轉(zhuǎn)動。在起動機(jī)不能轉(zhuǎn)動時(shí)，伴隨著ABS與動力轉(zhuǎn)向故障指示燈點(diǎn)亮，換擋時(shí)，儀表板上的變速器擋位指示燈顯示異常；起動機(jī)能轉(zhuǎn)動時(shí)，上述指示燈均指示正常。有時(shí)在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，突然出現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表指示值為0，同時(shí)又伴隨著上述指示燈異常。發(fā)動機(jī)熄火后再次起動，起動機(jī)又不能轉(zhuǎn)動，使用解碼器進(jìn)入發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，解碼器無法與發(fā)動機(jī)模塊進(jìn)行通信。根據(jù)上述故障現(xiàn)象，初步診斷為該車數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。

2 科魯茲轎車數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成

1） 科魯茲轎車數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包括：高速GMLAN數(shù)據(jù)通信總線、低速GMLAN數(shù)據(jù)通信總線、多條LIN總線等組成。車身控制模塊作為該車數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的網(wǎng)關(guān)，它按照網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議與每個網(wǎng)絡(luò)交互，并轉(zhuǎn)換高速通信總線和低速通信總線之間的串行數(shù)據(jù)信息，使不同模塊之間可以進(jìn)行通信。車身控制模塊和解碼器之間的所有通信都是通過數(shù)據(jù)傳輸線連接器X84（即故障診斷接口），在高速數(shù)據(jù)通信總線上進(jìn)行。

2）該車高速數(shù)據(jù)通信總線系統(tǒng)示意圖如圖1所示。在該高速數(shù)據(jù)通信總線系統(tǒng)中共連接有5個控制模塊，分別為車身控制模塊（K9）、ABS控制模塊（K17）、電子動力轉(zhuǎn)向控制模塊（K43）、自動變速器控制模塊（T12）、發(fā)動機(jī)控制模塊（K20）等；高速數(shù)據(jù)通信總線由2條雙絞線組成，1條信號線是GMLAN（+），顏色為深藍(lán)色，另1條信號線是GMLAN（-），顏色為白色。當(dāng)總線靜止時(shí)，2個信號電路的電壓均為2.5 V，此時(shí)電壓差約為0，其傳輸邏輯為1；當(dāng)傳輸邏輯為0時(shí)，則 GMLAN（+）被拉高至大約3.5 V，而GMLAN（-）被拉低至大約1.5 V，此時(shí)電壓差約為2.0 V；在數(shù)據(jù)總線兩端均串聯(lián)2個60 Ω的終端電阻，作為車輛正常操作過程中高速數(shù)據(jù)通信總線上的負(fù)載。

圖1 高速GMLAN數(shù)據(jù)通信總線系統(tǒng)示意圖

3 故障現(xiàn)象分析

1）當(dāng)發(fā)動機(jī)控制模塊K20同時(shí)接收到變速器的P擋或N擋、點(diǎn)火鑰匙的合法信息、點(diǎn)火開關(guān)的起動等信號時(shí)，才能接通起動繼電器線圈控制電路，允許起動機(jī)轉(zhuǎn)動。起動信號是由點(diǎn)火開關(guān)直接發(fā)送給車身控制模塊K9，鑰匙的合法信息是由防盜控制模塊接收并發(fā)送給K9，上述信號再由K9通過高速數(shù)據(jù)通信總線發(fā)送給K20，而變速器的P擋或N擋信號可直接傳輸給K20，或由變速器控制模塊通過高速數(shù)據(jù)通信總線傳輸給K20。故當(dāng)該總線出現(xiàn)故障時(shí)，上述信號無法傳輸，導(dǎo)致起動機(jī)無法轉(zhuǎn)動。

2）由于K17、K43、T12都是高速數(shù)據(jù)通信總線上的組成部分，故當(dāng)該總線出現(xiàn)故障時(shí)，ABS及動力轉(zhuǎn)向故障指示燈、變速器擋位指示燈均顯示異常。

3）由于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號是由曲軸位置傳感器檢測并傳輸給發(fā)動機(jī)模塊K20，再通過高速數(shù)據(jù)通信總線傳輸給車身控制模塊K9，最后再由K9通過低速數(shù)據(jù)通信總線傳輸給儀表控制模塊，當(dāng)該總線出現(xiàn)故障時(shí)，K9就不能通過該總線讀取其它模塊的信息，從而導(dǎo)致儀表控制模塊不能通過低速數(shù)據(jù)通信總線從K9中獲取上述信號，故在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)該總線突然出現(xiàn)線路連接不良時(shí)，就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速表指示值為零的現(xiàn)象，同時(shí)解碼器也無法與發(fā)動機(jī)模塊通信。

4 故障診斷與排除

1）使用解碼器分別進(jìn)入高速數(shù)據(jù)通信總線中的5個模塊，發(fā)現(xiàn)解碼器無法與K17、K43、T12、K20這4個模塊通信，但卻能與K9進(jìn)行通信，故可判斷2條高速數(shù)據(jù)通信總線沒有出現(xiàn)與搭鐵短路、與火線短路或線間短路等故障，而是出現(xiàn)了斷路或接觸不良故障，且故障范圍可能在ABS模塊與車身模塊K9之間的串行數(shù)據(jù)線路、或K17、K9模塊及其線束的連接處。

2）使用萬用表測量數(shù)據(jù)傳輸線連接器X84的端子6與端子14之間的電阻值為124 Ω左右，數(shù)值不正常（正常電阻為60 Ω左右），這說明串行數(shù)據(jù)電路確實(shí)存在開路或電阻過大故障。

3）將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF位置，拆下蓄電池搭鐵線，斷開K17的線束連接器。測量K17模塊線束的端子9與端子11之間的電阻為122 Ω，正常，說明ABS模塊與發(fā)動機(jī)模塊之間的串行數(shù)據(jù)線路是正常的。

4）測量K17模塊線束的端子10 與端子12之間的電阻，其電阻值為∞，說明在ABS模塊與車身模塊之間存在故障。

5）連接K17的線束連接器，斷開K9的X1線束連接器，測試 X1線束的端子25與端子24之間的電阻值為123 Ω，正常，說明K9至K17之間的線路正常；測量X84的端子6 與端子14之間的電阻也是121 Ω，正常，說明K9至X84之間的線路也正常。通過上述檢查，確定故障應(yīng)該在車身控制模塊K9，檢查K9模塊的X1的各端子，發(fā)現(xiàn)X1的端子25似斷非斷而出現(xiàn)接觸不良故障，故障點(diǎn)如圖2所示。通過焊接，故障排除。

圖2 K9/X1/25端子斷裂

5 小結(jié)

在診斷科魯茲轎車高速數(shù)據(jù)通信總線故障時(shí)，可先使用解碼器確定總線上能進(jìn)行通信模塊的數(shù)量。

1）若解碼器與2個或2個以上的模塊不能進(jìn)行通信，可按下述步驟檢測：①測量X84的端子5和搭鐵之間的電阻是否小于10 Ω，若不正常，則應(yīng)檢修搭鐵線路。②若電阻值正常，則分別測試X84的端子6 、端子14與搭鐵之間的電壓，均應(yīng)低于4.5 V。若等于或高于4.5 V，則應(yīng)測試串行數(shù)據(jù)電路是否對火線短路。③若均低于4.5 V，則分別測試X84的端子6 、端子14與搭鐵之間的電阻，均應(yīng)大于100 Ω。若小于或等于100 Ω，則應(yīng)測試串行數(shù)據(jù)電路是否對搭鐵短路。④若均大于100 Ω，則測試X84的端子6 與端子14之間的電阻，應(yīng)為50～70 Ω；若小于35 Ω，則應(yīng)測試串行數(shù)據(jù)電路之間是否存在線間短路；若電阻大于70 Ω，但小于無窮大 ，則應(yīng)測試串行數(shù)據(jù)電路是否存在開路或電阻過大故障。

2）若解碼器只與一個模塊不能通信，則應(yīng)將點(diǎn)火開關(guān)置于OFF位置，拆下蓄電池搭鐵線，斷開未通信模塊的線束連接器，測試該模塊的搭鐵電路與電源電路。①測試不通信模塊每個搭鐵電路端子和搭鐵之間的電阻應(yīng)小于10 Ω。②測試模塊每個B+電路、點(diǎn)火開關(guān)控制的點(diǎn)火電路、控制模塊控制的點(diǎn)火電路（即喚醒信號電路）等，上述各端子與搭鐵之間連接的測試燈應(yīng)點(diǎn)亮。③測試不通信模塊連接器各對高速串行數(shù)據(jù)電路之間的電阻，應(yīng)為120 Ω左右。

若上述檢查均正常，應(yīng)更換該模塊。