科魯茲高速數據通信的總線(xiàn)故障診斷及排除論文
1故障現象
一輛通用科魯茲轎車(chē)，學(xué)校實(shí)習用車(chē)，該車(chē)輛識別代碼LSGPC52U5EF094355，整車(chē)型號SMG7166ATC，發(fā)動(dòng)機型號LDE，配用自動(dòng)變速器。當點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打到起動(dòng)擋時(shí)，起動(dòng)機有時(shí)能轉動(dòng)，有時(shí)不能轉動(dòng)。在起動(dòng)機不能轉動(dòng)時(shí)，伴隨著(zhù)ABS與動(dòng)力轉向故障指示燈點(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(dòng)機能轉動(dòng)時(shí)，上述指示燈均指示正常。有時(shí)在發(fā)動(dòng)機運轉過(guò)程中，突然出現發(fā)動(dòng)機轉速表指示值為0，同時(shí)又伴隨著(zhù)上述指示燈異常。發(fā)動(dòng)機熄火后再次起動(dòng)，起動(dòng)機又不能轉動(dòng)，使用解碼器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機系統，解碼器無(wú)法與發(fā)動(dòng)機模塊進(jìn)行通信。根據上述故障現象，初步診斷為該車(chē)數據通信系統出現了故障。
2科魯茲轎車(chē)數據通信系統的組成
1）科魯茲轎車(chē)數據通信系統包括：高速GMLAN數據通信總線(xiàn)、低速GMLAN數據通信總線(xiàn)、多條LIN總線(xiàn)等組成。車(chē)身控制模塊作為該車(chē)數據通信系統中的網(wǎng)關(guān)，它按照網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議與每個(gè)網(wǎng)絡(luò )交互，并轉換高速通信總線(xiàn)和低速通信總線(xiàn)之間的串行數據信息，使不同模塊之間可以進(jìn)行通信。車(chē)身控制模塊和解碼器之間的所有通信都是通過(guò)數據傳輸線(xiàn)連接器X84（即故障診斷接口），在高速數據通信總線(xiàn)上進(jìn)行。2）該車(chē)高速數據通信總線(xiàn)系統。在該高速數據通信總線(xiàn)系統中共連接有5個(gè)控制模塊，分別為車(chē)身控制模塊（K9）、ABS控制模塊（K17）、電子動(dòng)力轉向控制模塊（K43）、自動(dòng)變速器控制模塊（T12）、發(fā)動(dòng)機控制模塊（K20）等；高速數據通信總線(xiàn)由2條雙絞線(xiàn)組成，1條信號線(xiàn)是GMLAN（+），顏色為深藍色，另1條信號線(xiàn)是GMLAN（-），顏色為白色。當總線(xiàn)靜止時(shí)，2個(gè)信號電路的電壓均為2.5V，此時(shí)電壓差約為0，其傳輸邏輯為1；當傳輸邏輯為0時(shí)，則GMLAN（+）被拉高至大約3.5V，而GMLAN（-）被拉低至大約1.5V，此時(shí)電壓差約為2.0V；在數據總線(xiàn)兩端均串聯(lián)2個(gè)60Ω的終端電阻，作為車(chē)輛正常操作過(guò)程中高速數據通信總線(xiàn)上的負載。
3故障現象分析
1）當發(fā)動(dòng)機控制模塊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(kāi)關(guān)的起動(dòng)等信號時(shí)，才能接通起動(dòng)繼電器線(xiàn)圈控制電路，允許起動(dòng)機轉動(dòng)。起動(dòng)信號是由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)直接發(fā)送給車(chē)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(guò)高速數據通信總線(xiàn)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(guò)高速數據通信總線(xiàn)傳輸給K20。故當該總線(xiàn)出現故障時(shí)，上述信號無(wú)法傳輸，導致起動(dòng)機無(wú)法轉動(dòng)。2）由于K17、K43、T12都是高速數據通信總線(xiàn)上的組成部分，故當該總線(xiàn)出現故障時(shí)，ABS及動(dòng)力轉向故障指示燈、變速器擋位指示燈均顯示異常。3）由于發(fā)動(dòng)機的轉速信號是由曲軸位置傳感器檢測并傳輸給發(fā)動(dòng)機模塊K20，再通過(guò)高速數據通信總線(xiàn)傳輸給車(chē)身控制模塊K9，最后再由K9通過(guò)低速數據通信總線(xiàn)傳輸給儀表控制模塊，當該總線(xiàn)出現故障時(shí)，K9就不能通過(guò)該總線(xiàn)讀取其它模塊的信息，從而導致儀表控制模塊不能通過(guò)低速數據通信總線(xiàn)從K9中獲取上述信號，故在發(fā)動(dòng)機運轉過(guò)程中，當該總線(xiàn)突然出現線(xiàn)路連接不良時(shí)，就會(huì )出現轉速表指示值為零的現象，同時(shí)解碼器也無(wú)法與發(fā)動(dòng)機模塊通信。
4故障診斷與排除
1）使用解碼器分別進(jìn)入高速數據通信總線(xiàn)中的5個(gè)模塊，發(fā)現解碼器無(wú)法與K17、K43、T12、K20這4個(gè)模塊通信，但卻能與K9進(jìn)行通信，故可判斷2條高速數據通信總線(xiàn)沒(méi)有出現與搭鐵短路、與火線(xiàn)短路或線(xiàn)間短路等故障，而是出現了斷路或接觸不良故障，且故障范圍可能在A(yíng)BS模塊與車(chē)身模塊K9之間的串行數據線(xiàn)路、或K17、K9模塊及其線(xiàn)束的連接處。2）使用萬(wàn)用表測量數據傳輸線(xiàn)連接器X84的端子6與端子14之間的電阻值為124Ω左右，數值不正常（正常電阻為60Ω左右），這說(shuō)明串行數據電路確實(shí)存在開(kāi)路或電阻過(guò)大故障。3）將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于OFF位置，拆下蓄電池搭鐵線(xiàn)，斷開(kāi)K17的線(xiàn)束連接器。測量K17模塊線(xiàn)束的端子9與端子11之間的電阻為122Ω，正常，說(shuō)明ABS模塊與發(fā)動(dòng)機模塊之間的串行數據線(xiàn)路是正常的。4）測量K17模塊線(xiàn)束的端子10與端子12之間的電阻，其電阻值為∞，說(shuō)明在A(yíng)BS模塊與車(chē)身模塊之間存在故障。5）連接K17的線(xiàn)束連接器，斷開(kāi)K9的X1線(xiàn)束連接器，測試X1線(xiàn)束的端子25與端子24之間的電阻值為123Ω，正常，說(shuō)明K9至K17之間的線(xiàn)路正常；測量X84的端子6與端子14之間的電阻也是121Ω，正常，說(shuō)明K9至X84之間的線(xiàn)路也正常。通過(guò)上述檢查，確定故障應該在車(chē)身控制模塊K9，檢查K9模塊的X1的各端子，發(fā)現X1的端子25似斷非斷而出現接觸不良故障，故障點(diǎn)如圖2所示。通過(guò)焊接，故障排除。
5小結
在診斷科魯茲轎車(chē)高速數據通信總線(xiàn)故障時(shí)，可先使用解碼器確定總線(xiàn)上能進(jìn)行通信模塊的數量。1）若解碼器與2個(gè)或2個(gè)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10Ω，若不正常，則應檢修搭鐵線(xiàn)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，均應低于4.5V。若等于或高于4.5V，則應測試串行數據電路是否對火線(xiàn)短路。③若均低于4.5V，則分別測試X84的端子6、端子14與搭鐵之間的電阻，均應大于100Ω。若小于或等于100Ω，則應測試串行數據電路是否對搭鐵短路。④若均大于100Ω，則測試X84的端子6與端子14之間的電阻，應為50~70Ω；若小于35Ω，則應測試串行數據電路之間是否存在線(xiàn)間短路；若電阻大于70Ω，但小于無(wú)窮大，則應測試串行數據電路是否存在開(kāi)路或電阻過(guò)大故障。2）若解碼器只與一個(gè)模塊不能通信，則應將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于OFF位置，拆下蓄電池搭鐵線(xiàn)，斷開(kāi)未通信模塊的線(xiàn)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(gè)搭鐵電路端子和搭鐵之間的電阻應小于10Ω。②測試模塊每個(gè)B+電路、點(diǎn)火開(kāi)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點(diǎn)亮。③測試不通信模塊連接器各對高速串行數據電路之間的電阻，應為120Ω左右。
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