2012年上汽通用別克GL8充電系統故障

◆文/北京 葛樹明

故障現象

一輛2012年生產的上汽通用別克GL8，發動機排量2.4L，行駛里程為98 565km，VIN代碼為LSGUD84XJCF＊＊＊＊＊＊。該車行駛正常，但客戶反應行駛過程中偶爾會顯示維修充電系統故障。

故障診斷與排除

接車后，連接診斷電腦未發現故障代碼，試車未發現任何異常，檢查蓄電池樁頭，連接緊固。測量蓄電池電壓為12.34V，發電機電壓為13.71V。由于未能找到任何異常，只好讓車主在使用中繼續觀察。

幾天后，車主再次進店報修，故障現象與上次一樣。接車后檢查，無故障碼，未發現任何異常。

考慮到，車輛在行駛過程中，蓄電池會處于充電狀態。筆者嘗試著在關閉發動機的狀態下，打開遠光燈、鼓風機等大功率車載電器，大約10min后，對蓄電池進行檢查，狀態良好。繼續開啟遠光燈、鼓風機等大功率車載電器，又過了大約10min，再次檢測蓄電池，電壓只有10.17V，蓄電池存在“壞格”情況。更換全新蓄電池，并按要求測量寄生電流為0.01A，符合該車規定的0.03A。對蓄電池再次進行放電檢測，各項參數正常，路試正常后交車。

一周后，該車再次到店維修，故障現象與之前兩次完全一樣。接車后，安裝常規流程進行檢查和診斷。連接專用診斷儀，未能讀取任何故障代碼；檢查蓄電池樁頭，連接緊固；測量蓄電池電壓、充電電壓，均正常。關閉發動機，開啟遠光燈、鼓風機等大功率車載電器放電10min后，檢測蓄電池，狀態良好；繼續放電10min后，蓄電池狀態依舊正常。仔細檢查蓄電池線束，發現蓄電池正極線壓接處腐蝕，蓄電池到發電機的正極線(圖1)腐蝕老化變成黑色。晃動該段線束，發現線束存在虛接開路的情況。考慮到蓄電池正極到發電機正極線腐蝕老化，筆者為該車更換了全新的蓄電池正極線束，恢復車輛后試車，儀表無故障提示，發電機發電正常，試車正常后交車。

圖1 故障車啟動和充電系統電路

兩天后車輛返修進場，再次維修正常行駛儀表顯示維修充電系統。用以前的方法檢查蓄電池和線路正常。啟動發動機，將車輛放在車間觀察，1h后，儀表臺上的充電系統故障燈點亮，測量發電機電壓12.04V，并向低變化，說明不發電，檢查發電機線路良好，發電機激磁供電正常。

ECM對發電機的控制方式共有兩種：

一種控制方式是發動機控制單元ECM向發電機l端提供5V直流電壓，用來驅動發電機電壓調節器工作，輸出勵磁電流使發電機發電。如果使用萬用表測量發電機l端電壓，結果應為5V。

另一種控制方式是發動機控制單元ECM向發電機l端提供5V占空比信號，利用該信號，通過電壓調節器控制勵磁電流的大小，使發電機工作在不同的充電模式下。如果使用萬用表測量該電壓，只會得到平均電壓，通常為3.8V。

這兩種不同控制方式的發電機可以通過發電機線束插頭來區分。無論是否打滑、是5V直流電壓還是5V占空比信號，均是由發動機控制單元ECM輸出，這樣就會輸出兩種不同的l端控制信號，以適應這兩種不同發電機的需要。如果ECM使用的標定程序不正確，就會導致充電系統故障。目前所知，如果發動機控制單元ECM的控制程序適用于占空比控制發電機，而實際上卻安裝了直流5V控制型的發電機，則會導致發電機不發電，此時如果測量l端，電壓應為3.8V，這個電壓不足以驅動電壓調節器，F端輸出至發動機控制單元ECM的電壓調節器勵磁頻率信號也只有0.65V，且不會隨著發動機轉速相應變化。而正常情況下，F端的輸出應為2.5V左右，且與發動機轉速呈反比變化。經過對故障車的測量，確定發動機控制模塊對發電機控制輸出電壓正常。

通過進一步檢查，筆者發現：當發動機處于高轉速狀態時，充電系統故障報警燈熄滅；當發動機處于怠速時，報警燈點亮，且輕輕敲擊發電機金屬外殼時，報警燈又會熄滅。由此可以判斷，故障車發電機內部存在故障，導致無法發電，報警燈點亮。

更換發電機后故障被徹底排除。交車兩周后，電話詢問車主，確認車輛使用情況正常。

維修小結

對于這種相同故障多次進店維修的車輛，需熟練運用維修手冊和診斷儀數據流判斷故障點，要遵循維修手冊的步驟進行仔細排查。針對本案例中的間歇性故障，一定要想辦法讓故障重現，否則很難找到真正的故障點，并徹底排除故障。

專家點評

姜 楠

該故障車進店4次才找到故障點，雖然是偶發性故障，但進店次數有些多，針對儀表偶爾報警“維修充電系統故障”，我建議采取下面檢查流程，可避免該車第2和第3次進店。

1．用蓄電池檢測儀對蓄電池進行充電前、充電后及負載測試，并測量蓄電池的冷啟動電流和蓄電池內阻，顯示蓄電池是否需充電、單格是否損壞、是否需更換。

2．測量汽車靜態電流，應小于30mA，如大于說明存在漏電。

3．測量啟動機運轉時蓄電池電壓，應大于10．6V，如小于說明蓄電池或啟動機存在故障。

4．測量啟動機運轉時蓄電池正極或負極柱與電纜夾之間電壓，應小于0．5V，如大于說明電纜夾接觸不良。

5．保持發動機2 500r/min，打開大用電器，測量發電機輸出端子與蓄電池正極柱之間電壓，應小于0．5V，如大于說明該條電纜或接線柱導電不良。

6．保持發動機2 500r/min，打開大用電器，測量發電機外殼與蓄電池負極柱之間電壓，應小于0．5V，如大于說明發電機外殼與蓄電池負極柱之間導電不良。

這款車裝備第三代電壓調節控制系統，下面做個簡單介紹。

一、電源管理功能

電源管理系統具有三個功能：監測蓄電池電壓并估計蓄電池狀態；發給發電機指令及提高怠速；自診斷并提醒駕駛員。

二、充電系統部件

1．發電機。發電機由傳動皮帶驅動，當轉子旋轉時，定子繞組產生交流電，經二極管整成直流電。發電機內部有電壓調節器，供給轉子繞組電流，如磁場控制電路出現故障，發電機默認電壓為13．8V(即執行60%)。

2．BCM(車身控制模塊)。BCM是車載網絡中的一個裝置，它與ECM和組合儀表通信以進行電源管理操作。BCM監測來自ECM的發電機磁場占空比信號，監測蓄電池電流傳感器，監測蓄電池正極電壓，估計蓄電池溫度以確定蓄電池充電狀態，向ECM提出發電機目標電壓和怠速提高申請。

3．蓄電池電流傳感器。該傳感器裝在蓄電池負極電纜連接處，是三線式霍爾效應電流傳感器，監測蓄電池電流，將信號送給BCM。信號頻率128Hz，5V電壓，0～100%的脈寬調制信號(PWM)。正常脈寬5～95%，0～5%和95～100%用于自診斷。

4．ECM(發動機控制模塊)。ECM將電壓調節器接通信號送至發電機J1-2端子，將磁場控制PWM信號送至J1-1端子，制式與上面相同。電壓調節器供給與輸入PWM信號成正比的PWM磁場電流。發動機起動后，調節器檢測定子繞組的交流電壓感知發電情況，當檢測出異常時將J1-1端子接地，以告知ECM。

5．組合儀表。充電系統出現故障時，組合儀表有兩種提醒方式：充電指示燈報警；顯示SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM(維修蓄電池充電系統)。

三、充電系統的運行

表1是ECM對發電機占空比指令及對應的目標電壓，發電機向BCM發出反饋信號，制式與上面相同。

表1 ECM對發電機的指令

充電系統有六種運行模式：

1．充電模式。滿足以下任一條件，系統設置發電機目標電壓為13．9～15．5V之間。①刮水器接通并持續3s；②空調控制單元感測到GMLAN(溫度控制電壓助力模式請求)屬實，冷卻風扇高速運行，后窗除霧器和暖風、通風與空調系統的鼓風機高速運行；③估計的蓄電池溫度低于0℃；④“蓄電池充電狀態”低于80%；⑤車速大于14km/h；⑥電流傳感器出現故障；⑦系統電壓被確定低于12．5V。

2．燃油經濟性模式。估計的蓄電池溫度為0～80℃，計算的蓄電池電流-8～15A(負號指蓄電池放電)，并且蓄電池充電狀態大于或等于80%時，系統設置發電機目標電壓為12．5～13．1V之間。一旦滿足充電模式標準，BCM將轉入充電模式。

3．電壓下降模式。計算的環境溫度高于0℃時，計算的蓄電池電流-7～1A，且發電機磁場占空比小于99%，系統設置發電機目標電壓為12．9V。一旦滿足充電模式標準，BCM將轉入充電模式。

4．啟動增壓模式。發動機啟動后，系統設置發電機目標電壓為14．5V，并持續30s。

5．前照燈模式。前照燈(遠光或近光)打開時，系統設置發電機目標電壓為13．9～14．5V之間。

6．蓄電池硫化模式。BCM判定蓄電池出現硫化，設置發電機目標電壓小于13．2V并持續45min，然后執行充電模式2～3min，其后再根據電壓需要進入其它模式。