雪佛蘭科魯茲轎車組合儀表不工作故障分析

作者簡介：程斌（1968-），男，漢族，江蘇南京人，本科，高級講師，南京交通技師學院，南京交通中等專業學校，研究方向：機電一體化。

摘 要：雪佛蘭科魯茲轎車是通用全球緊湊型平臺DeltaII下線的產品，充滿動感的跑車造型演繹了傳統三廂轎車的車型特征，該車定位于事業略有所成、正在奮斗中的年輕人。車輛底盤調教偏歐洲化，外形也非常國際化，在市場上有較大的保有量。由于該車儀表信息采用低速CAN網絡串行數據通信獲取數據方式，儀表出現故障時，在分析與排除上存在困難，本文以該車組合儀表不工作故障為例，通過對故障原理的分析，引導廣大維修人員建立該車組合儀表故障分析的思路。

關鍵詞：雪佛蘭科魯茲;組合儀表;故障分析

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.12.085

1 故障現象及分析

一輛2014年5月份產雪佛蘭科魯茲轎車，車輛識別代碼為LSGPC52U4EF180093，搭載發動機型號為LDE，排量為1.598L 功率為86kW。該車為我院教學用車。據反映，該車在一次電氣一體化課學生訓練結束后，老師檢查車輛時發現，該車打開點火開關后，組合儀表量表指針及多個指示燈都不工作，經過檢查，連接線路正常，也無接觸不良現象。無奈遂向筆者求助。筆者首先查閱該車維修手冊中關于儀表的相關信息說明，車輛帶有車載儀表顯示測試的功能，當SW打到“ON ”檔時車輛會對組合儀表的功能的進行檢查，來測試車輛顯示功能有無異常情況。即當SW置于“ON”位置時，儀表所有指示燈均會點亮片刻，量表指針會從最小位置轉動到最大位置。筆者上車檢查后發現，點火開關打開到ON位置時，各量表均不動，部分指示燈也不能正常點亮片刻，驗證了儀表確實存在故障。但因現場無同型號的車輛替換檢查，于是拆下組合儀表作具體檢查。

通過查閱該車維修手冊，該車組合儀表總成中四個量表，它們分別是冷卻液溫度表（水溫表）、燃油箱液位表（油量表）、車速表、曲軸轉速表。

2 發動機水溫指示表

儀表板總成包含有水溫表，用于顯示發動機水溫，水溫溫度值由PCM（發動機模塊）提供。發動機模塊通過高速 CAN總線將發動機水溫信息傳遞到BCM（車身模塊）。之后BCM通過低速 CAN總線把水溫數據傳遞至儀表板總成，由水溫表顯示發動機水溫。在下面三種情況下，下面三種情況下，水溫表會固定在 40℃ （104） ：（1）車身模塊與PCM失去串行數據通信;（2）車身模塊BCM與組合儀表失去串行數據通信;（3）發動機水溫傳感器相關線路出現故障。

3 燃油箱液位指示表

發動機模塊PCM將從燃油箱液位位置傳感器傳來的信息轉變成油位高低信號。PCM利用高速 CAN總線將燃油箱液位位置信號傳遞到BCM。隨后BCM利用低速 CAN總線將數據傳遞至儀表總成，用以顯示燃油箱液位高低。如果油箱液位降低到小于11%，組合儀表總成點亮燃油箱液位位置過低指示燈。在下面三種情況下，燃油箱液位指示表默認為沒有汽油：（1）車身模塊BCM與發動機控制模塊PCM失去串行數據通信;（2）車身模塊BCM與儀表總成失去串行數據通信;（3）燃油液位位置傳感器相關線路出現故障。

4 車速表分析

ECM通過高速 CAN-總線信號將車速信息發送給BCM。然后BCM根據車輛要求，通過低速 CAN-總線信號將車速信息發送給組合儀表顯示車速。當出現下列2種故障時，車速表將默認為0公里/小時： （1）BCM與ECM進行通信的串行數據丟失;（2）組合儀表不能與BCM進行串行數據通信。

5 曲軸轉速表

發動機模塊PCM利用高速 CAN-總線把曲軸轉速數據傳遞至車身模塊BCM。隨后BCM利用低速 CAN總線將轉速數據傳遞至儀表總成用于顯示曲軸轉動速度。在下面三種情況下，曲軸轉速顯示為零：（1）BCM不能與ECM進行串行數據通信;（2）曲軸轉速傳感器相關線路出現故障;（3）組合儀表不能與BCM進行串行數據通信。

6 組合儀表指示燈

低壓電源利用儀表總成為駕駛員信息中心的所有指示燈控制三極管供給電壓。在儀表總成內，駕駛員信息中心指示燈控制三極管信號電路被上拉至電源電壓。當一個開關被激活時，開關輸入組合儀表的電壓被拉低，點亮相應指示燈。

由以上原理分析可知，組合儀表顯示基于來自PCM的信息所確定的發動機水溫溫度、油箱液位位置、車輛速度、曲軸轉動速度。PCM利用高速 CAN總線把對應的數據信息傳遞至BCM。隨后BCM根據車輛相關要求，利用低速 CAN總線把數據傳遞到儀表板總成，這樣來顯示發動機水溫溫度高低、油箱液位高度、車輛速度大小、曲軸轉動速度的多少。所有信息均通過低速CAN總線發送給組合儀表，由儀表內部芯片轉換后驅動量表電機。故障很有可能出現在儀表內部轉換元件。于是拆下儀表總成并對其分解，內部結構如圖1所示。P16為儀表連接器，用于連接儀表線束;TH8056為CAN收發器，用于處理低速網絡輸入的信號;A2C03045440為儀表MCU，為儀表板的中央處理器;V4275為電源芯片，提供不同工作電壓的電源;102為4個1K的電阻排（在電路板背面）。

TH8056是Melexis推出一款用于單線數據鏈路的物理層CAN收發器。該芯片工作電壓范圍為5-27V，邏輯輸入兼容3.3-5V，由汽車電源供電。可使用100kbit/s的典型傳輸速率，各引腳及功能如圖2所示。

VBAT：VBAT是TH8056的電源引腳，接入12V的汽車電源對芯片進行供電。

LOAD：為總線負載電阻提供一條通路，當通過一個單位負載電阻吸收最大電流時，總線偏移電壓數值小于0.1V。

TXD和RXD：接入主控MCU，將CAN信號轉化為MCU的UART串行信號。當TXD=1時為隱性總線狀態（低總線電壓），當TXD=0時為顯性狀態。RXD=1為隱性總線狀態（低總線電壓），RXD=0時表示顯性狀態。TH8056在TXD引腳上提供了一個內部上拉，初始狀態時，總線默認為隱性狀態。MODE0和MODE1引腳接入單片機引腳，這兩個引腳可以選擇收發器工作模式。

CANH：TH8056的總線信號引腳，該引腳串聯RC電路。

7 通過萬用表對儀表電路板進行測量及分析

使用萬用表對儀表電路板進行測量及分析，整理出轉速表、水溫表、油量表及車速表指針驅動電機控制電路如圖3所示。

由圖3可知其工作過程為：BCM接收ECM等模塊的各傳感器參數信息后將發動機轉速、水溫、油量、車速信息通過低速CAN總線送入儀表連接器P16第26號端子，送入的信號經電路板內部電感濾波后送入TH8056的第12號腳（CANH輸入），TH8056內部的CAN驅動模塊對輸入信息進行電平轉換后從第5號腳（RXD）輸出，經過102阻排（1KΩ）濾波后進入MCU（A2C03045440）的25號腳，MCU經過內部CAN控制器處理后輸出控制信號控制儀表驅動電機轉動，從而指針動作，指示相應數值。

根據以上工作過程進行分析可知，TH8056的第12號腳（CANH）是否有CAN信號輸入、2號腳（TXD）和5號腳（RXD）是否有脈沖輸出是關鍵點，如果12號腳有CAN信號輸入，2、5號腳都有脈沖信號的話則導致儀表電機同時不工作的原因則為CAN收發器后續電路，反之則為BCM輸入信號有問題。于是用示波器進行測試TH8056第12號腳的工作波形，測得波形如圖4所示，這說明從BCM輸入的CAN信號正常，再測試2、5號腳上的信號情況，無脈沖信號。

初步判斷故障可能出現在TH8056芯片上，于是用萬用表再次對該芯片進行測試，12號腳對地阻值無窮大，更換新芯片后再次測試阻值為1.6左右，裝車后儀表恢復正常。

8 回顧總結

在對汽車電氣系統多部位同時出現的故障進行排除時，一定不能“頭痛醫頭，腳痛醫腳”。首先一定要根據維修手冊，結合電路板布線特征對電路內部的工作器件及相互連接逐一進行測試、分析，梳理出系統電路的工作過程;然后再根據工作過程，輸入相應信號進行分段測試排除;最后根據有無輸入輸出特征鎖定故障部件并排除。

參考文獻

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