黃建文
(廣州白云技師學院,廣東 廣州 510450)
一輛2006款東風日產天籟轎車,車型為230JK-S舒適天窗版,已行駛13萬公里。出現前照燈、駐車燈、尾燈、前霧燈一直亮,同時還伴有刮水器、空調壓縮機不工作,冷卻風扇始終高速運轉的故障現象。
日產天籟轎車采用了高速CAN-BUS(控制器局域網絡)作為車載通信網絡。CAN-BUS是一個實時應用串行通信線路,是一個車載多線程通信網絡,具有高速數據傳輸和故障檢測能力。車上配備了許多電控單元,每個電控單元之間都相互連接,共享信息 (而不是獨立的)。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行高速率的信息傳送。
日產天籟燈光控制示意圖如圖1所示。燈光系統的工作過程如下:車身控制模塊BCM (圖2)讀取組合開關 (圖3)的信號,以了解駕駛員的意圖,再將所要求的內容通過CAN-BUS網絡發送到發動機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繼電器工作,以實現相關功能。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、空調壓縮機和冷卻風扇。
該車故障現象為所有受IPDM E/R直接控制的功能都出現了問題,而造成此現象的原因如下: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網絡上傳來的各項指令無法進行處理,完成操作相關繼電器工作的任務;②IPDM E/R模塊內部程序故障,造成對CAN-BUS網絡上信息無法處理;③CAN-BUS網絡故障,造成IPDM E/R模塊從CAN-BUS網絡上讀取不到信息,進入了故障防護模式。
于是連接故障診斷儀,試圖進入IPDM E/R模塊,結果為診斷儀與IPDM E/R模塊無法通信,而車身控制模塊BCM、發動機控制模塊ECM、自動變速器控制模塊TCM等控制模塊都能正常連接,同時在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。上述結果說明,故障點一個是IPDM E/R模塊本身問題,另一個是IPDM E/R模塊與CAN-BUS網絡連接點之間的網線問題。
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。接通點火開關,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,結果為12.8V,供電正常;斷開點火開關,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與搭鐵之間的導通性,為0.1Ω,搭鐵正常。
2)檢查CAN-BUS網絡。斷開點火開關,斷開蓄電池負極,斷開IPDM E/R模塊線束E9接頭。用數字萬用表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模塊內置的CAN-BUS終端電阻,測量結果正常。
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。因兩條網線還連接著車上的其他模塊,正常約為108~132Ω。檢查結果說明,IPDM E/R模塊與CAN-BUS網絡連接點之間的其中一條網線或兩條網線出現了斷路故障,造成IPDM E/R模塊與其他控制模塊無法通信。
4)經檢查發現,在IPDM E/R模塊側下方安裝的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。因為端子的污漬使CAN-L線出現斷路,造成IPDM E/R模塊與其他控制模塊之間無法通信,進入了故障防護模式,就形成了前照燈、駐車燈、尾燈、前霧燈一直亮,同時還伴有刮水器、空調壓縮機不工作,冷卻風扇始終高速運轉的故障現象。
清除SMJ的13G端子上的污漬,恢復導通性。用故障診斷儀進入各模塊,清除各模塊內儲存的故障代碼,故障排除。
現代汽車采用了各種總線作為車載網絡,以實現汽車的輕量化、網絡化、智能化的目的。當車載網絡出現故障,會形成 “多故障表現”、 “多系統出問題”的現象。因此我們在維修裝備了車載網絡系統的車輛時,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,利用各種診斷設備,一步步進行排查。很多看起來很復雜、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款東風日產天籟轎車,車型為230JM,已行駛18萬公里。出現組合開關打到小燈檔和前照燈檔時,前照燈、小燈不工作,同時伴有右轉向燈不工作的故障現象。而將組合開關打到AUTO(自動)位置時,前照燈能正常工作,同時超車燈、左轉向燈和前后霧燈工作正常。
日產天籟燈光控制系統中,分別由BCM和IPDM E/R對各個燈進行控制。前照燈、小燈和前霧燈是在IPDM E/R通過CAN-BUS網絡接收到BCM送來的控制信號后,由IPDM E/R通過繼電器控制工作。左、右轉向燈和后霧燈是在BCM收到組合開關信號后,由BCM直接控制其工作。
此時故障現象為前照燈、小燈和右轉向燈不工作,這就直接關系到2個控制模塊,而2個控制模塊同時損壞的可能性較低。于是馬上連接故障診斷儀進行驗證,先進入IPDM E/R,通過故障診斷儀的主動測試功能,直接對前照燈、小燈和前霧燈進行操作,測試結果為前照燈、小燈和前霧燈都能通過主動測試功能,實現亮滅控制;再通過故障診斷儀讀取數據流,讀取結果為:操作組合開關,IPDM E/R數據流上沒有相應開關的狀態反應。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入BCM模塊,同樣先進行主動測試,測試結果為所有的燈光都可以通過該功能實現控制,說明BCM信號輸出和CAN-BUS網絡的信號傳輸沒問題;再讀取組合開關的相關數據流,讀取結果見表1。

表1 組合開關的相關數據流讀取結果
上述測試結果表明,該故障是由于BCM模塊沒有正確讀取到組合開關的相應信號造成的,故障原因如下:①組合開關損壞,不能送出信號;②組合開關與BCM之間的連線出現故障;③BCM的組合開關信號讀取功能出現故障。
日產天籟轎車的組合開關原理示意圖如圖7所示。輸出1~5端子由BCM以間隔時間為10ms的脈沖信號,激活輸出端晶體管后生成,送入組合開關,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,可知此時組合開關所處的位置,從而控制相關部件工作。例如:當駕駛員將組合開關打到小燈檔時,組合開關1檔位置觸點閉合,BCM從輸出端子4激活的脈沖信號,通過組合開關1檔位置觸點進入了輸入端子5,BCM檢測到輸入端子5上有電壓變化,從而判定照明開關1檔位置為開啟,然后BCM通過CAN-BUS通信,向IPDM E/R發送尾燈和示寬燈的請求信號,IPDM E/R控制小燈工作。
在BCM數據流測試中,BCM無法讀取組合開關右轉向、小燈、前照燈和遠光的位置信號。結合組合開關原理,組合開關右轉向、小燈、前照燈和遠光的位置信號都由輸入端子5進入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。
于是拆下轉向柱上下飾板,拆下組合開關線束插頭,用萬用表電阻檔測量組合開關工作性能,結果為:所有觸點導通性良好,組合開關正常。插回線束,用示波器測量輸入5的信號,結果如圖9所示,接通組合開關有相應波形變化。因此判定此故障是由于BCM內部輸入電路有問題,無法正常讀取組合開關輸入端子5上傳送來的信號,從而形成了前照燈、小燈和右轉向燈都不工作的故障現象。
更換BCM模塊,匹配防盜系統,故障排除。
目前很多車輛都采用了新型的燈光控制系統,我們進行故障診斷時,應當善于使用現代維修設備(如診斷儀、示波器等),先從原理上去推斷故障發生原因,再用維修設備進行驗證,從而確定故障點。使維修工作進行得更快,維修品質更高,而且不會人為造成二次故障。