2014款凱迪拉克XTS故障燈偶爾點亮

◆文/北京 郭林峰

故障現象

一輛2014款凱迪拉克XTS，搭載2.0T LTG型發動機，行駛里程為95 700km。車主反映，該車在行駛中儀表臺上發動機故障燈亮，而且車速在160km/h時松油門，車速降到150km/h時自動降擋，發動機轉速會上升到3 000r/min。另外，故障發生后，車輛起步時也會闖車。這種故障是間歇性的，且頻次不高，來店時已無故障現象。

故障診斷與排除

連接專用診斷儀GDS進行檢測，發現有很多與網絡通訊相關的故障碼(圖1)，如：P0507-巡航控制開關信號信息計數器不正確、U0073-CAN總線通信斷開、U0121-與電子制動控制模塊失去通信等，基本都是與高速網絡通訊相關的故障碼。

從上述這些故障碼中不難看出，故障碼U0073屬于關鍵信息。查閱該故障碼的詳細說明：

1.設備中止所有信息傳輸；

2.對從串行數據電路上接收到的所有參數，設備將使用它們的默認值；

3.在變速器控制模塊中，U0073將導致變速器進入默認擋位；

4.在發動機控制模塊和變速器控制模塊中，U0073將使故障指示燈 (MIL) 點亮；

上述故障碼含義描述與車主反映的一系列故障現象都非常吻合，由此基本可以判斷，該車故障是由高速網絡通訊故障所引起的。

由于該車故障為間歇性，所以我們用GM的數據總線診斷工具(Data Bus Diagnostic Tool)來檢測高速網絡6、14號腳的通訊情況。幸運的是，檢測時我們剛好發現了這個間歇性故障(圖2)。

用數據總線診斷工具查看高速網絡6、14號針腳的電壓波形(圖3)，發現14號針腳的波形明顯不對稱。正常情況下，高速網絡6、14號針腳的電壓波形如圖4所示。

圖2 用GM數據總線診斷工具檢測故障車高速網絡

圖3 故障車高速網絡6、14號針腳的電壓波形異常

圖4 故障車型高速網絡6、14號針腳的正常電壓波形

高速GMLAN網絡是通用汽車命名的一種網絡類型，采用雙絞線結構，傳輸速率為500kbit/s，雙絞線分別連接至16針診斷插頭(DLC)的6號腳和14號腳，120Ω的終端電阻位于兩個不同的模塊中，成并聯關系。數據符號(1和0)以500kbit/s的速率按順序傳輸。

總線上傳輸的數據可通過GMLAN高速信號電壓和GMLAN低速信號電壓之間的電壓差來表示。當雙線總線靜止時，GMLAN高速和GMLAN低速信號電路無法被驅動，這代表邏輯“1”。此狀態下，兩個信號電路的電壓同為2.5V，電壓差為0。當傳輸邏輯“0”時，GMLAN高速信號電路被拉高至大約3.5V，而GMLAN低速電路被拉低至大約1.5V，電壓差為2.0±0.5V。

在關閉點火開關的情況下，測量診斷插頭6號腳和14號腳之間電阻為70.7Ω，正常情況下應為60Ω，明顯存在異常。

查看高速網絡電路(圖5)并對其進行分析后，我們決定先將ECM斷開，然后再次測量診斷插頭6號腳和14號腳之間的電阻為120Ω，屬于正常。

綜合上述檢測可以初步判斷，故障點應該在ECM這側的網絡上(圖5所示紅色框內)。

圖5 故障車型高速網絡電路圖

圖6 故障車型發動機控制模塊高速網絡端子

發動機控制模塊高速網絡端子如圖6所示，其中39號端子為高速GMLAN串行數據(+)，40號端子為高速GMLAN串行數據(-)。測量ECM X1-39和DLC-6之間的電阻為0.8Ω，正常；測量ECM X1-40和DLC-14之間的電阻為68Ω，異常。斷開X115的線束連接器，測量X115-13和DLC-14之間的電阻為68Ω，異常；斷開電子制動控制模塊(EBCM)插頭，測量EBCM-10和X115-13之間的電阻為0.2Ω，正常；測量EBCM-9和DLC-14之間的電阻為0.8Ω，正常(圖7)。

圖7 各端子間電阻實測值

檢查EBCM插頭，各針腳、各端子無異常，線路和針腳端子的連接正常，沒有退針現象，故障點應該為EBCM內部9-10針腳之間電阻過大。將EBCM插針涂抹導電膠后，再次插回原位，重新測量X115-13和DLC-14之間的電阻為1Ω，正常。再次連接數據總線診斷工具，用手掰動EBCM插頭(不接觸線束)，故障又可以出現，因為插頭已經鎖緊，刻意讓模塊受力時故障就會再現，因此可以判定該車故障原因為電子制動控制模塊EBCM內部存在虛接，電阻過大而引發故障。更換電子制動控制模塊EBCM后，該車故障被徹底排除。

維修小結

本案例涉及的故障屬于間歇性的，為此我們使用GM數據總線診斷工具來捕捉故障間歇性存在的時機，這對我們順利排除故障幫助非常大。通過檢測高速網絡的電阻值偏差，逐一排除，直到最終鎖定電子制動控制模塊EBCM內部故障。

另外，及時檢測電阻值時未能查出異常情況，僅憑數據總線診斷工具中電壓波形的變化也可以逐步排查。由此可見，正確選擇并熟練使用診斷工具，往往能事半功倍！

專家點評

焦建剛

該案例屬于我們以前經常提到的網絡通信系統故障，對于這類故障的診斷難點首先在于要對相關車型網絡系統結構原理有充分的了解，其次是要掌握網絡通信系統的故障排除方法。目前來看，很多技術人員在這兩方面都有欠缺。單從電路圖中找出相關網絡的拓撲結構就已經存在不小的難度，再將相關電路在實際車輛上找出來，就感覺更加困難。這也是很多技術人員感到頭疼的主要原因。即使找到了相關的電路圖，對于通信系統的故障診斷，很多人又不得不面對另一個難題：如何入手查找故障？

針對本案例，首先要將通信系統的基本結構提取出來，并畫出系統簡圖(圖8)，這樣，我們對該車型的網絡基本結構就清楚了。在車身控制單元的兩側，一側是帶有終端電阻的K83(駐車制動控制模塊)，另外一側分別是K9、K17、K43、K71、K20，終端電阻在K20發動機模塊中。

圖8 網絡通信系統結構簡圖

接下來，按照圖9所示的診斷思路對通信系統進行故障診斷分析。

圖9 網絡通信系統故障診斷思路

通過對診斷接口CAN-H與CAN-L之間電阻的檢測，可以對CAN網絡故障有一個基本的了解。在進行電阻測試時，需要注意的是CAN網絡系統電壓對數據準確度的影響。在本案例中，作者提到關閉點火開關后進行檢測，這只說對了一半，另一個條件是：網絡進入休眠狀態。不同廠家不同車型進入網絡休眠所需的時間會有所不同，但大部分需要等待3min以上。否則，檢測得到的數據是錯誤的。筆者在實際測試中曾經遇到過電阻70Ω其實也是正常的情況，因為線路還帶電，有時甚至將萬用表的表筆反接進行測量，數據也會有較大變化。因此，必須等待系統進入休眠狀態，或者拆下蓄電池負極，使網絡通信系統停止工作后再進行電阻檢測。

本案例中，作者通過對系統的測試，得到線路中存在68Ω的電阻，也就是說，相當于在發動機控制單元一側的電路中串聯了一個電阻，使得該側總電阻達到了188Ω，按照并聯電路計算公式(R=(R1×R2)/ (R1＋R2))計算得到的電阻是73.246Ω，這與作者測量得到的數據接近。

通過本案例，加深了大家對通信系統的了解，以往復雜深奧的CAN系統也就不那么神秘了。最后，再次對通信系統故障檢測的基本原則總結如下：

1.確定發生短路、斷路的情況后，首先確認是K9/X1側還是K9/X6側發生的斷路、短路；

2排查發生線路短路側的線路故障；

3.排查發生線路斷路側的故障；

4.充分利用終端電阻120Ω的特性，對斷路故障發生的區域進行判斷；

5.采用由遠及近的方法檢查線路的斷路、短路情況。

最后，對作者整個診斷過程簡單點評，首先作者的診斷思路比較清晰，檢測手段也很豐富，檢測過程詳細且全面，說明作者在通信系統故障診斷的經驗比較豐富，為廣大技術人員提供了很有價值的參考案例，值得肯定和贊賞。