◆文/河南 劉勤中

(接上期)

案例3 2019款奔馳GLC260L發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)

故障現(xiàn)象

一輛2019款奔馳GLC260L 4MATIC (CODE 809)，搭載274 920型發(fā)動(dòng)機(jī)，VIN/FIN碼LE42531461L＊＊＊＊＊＊，行駛里程為43 104km，該車發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，且儀表臺(tái)上出現(xiàn)各種報(bào)警信息。

故障診斷與排除

該車是被拖車拖入店內(nèi)的。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)故障很容易再現(xiàn)，按啟動(dòng)按鈕時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)無(wú)反應(yīng)、擋位不顯示、座椅無(wú)法移動(dòng)、后視鏡無(wú)法折疊、車窗玻璃無(wú)法升降、鎖車解鎖轉(zhuǎn)向燈不亮等異常現(xiàn)象，且儀表臺(tái)出現(xiàn)各種報(bào)警信息。

詢問(wèn)車主得知，該車沒(méi)有在特殊條件下(涉水、極限越野等)使用的記錄，但加裝了360全景系統(tǒng)。

連接診斷儀進(jìn)行快速測(cè)試發(fā)現(xiàn)，車內(nèi)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN B)上的所有控制單元均無(wú)法連接；電子點(diǎn)火開關(guān)N73存儲(chǔ)有1個(gè)當(dāng)前狀態(tài)的故障碼：U001988-車內(nèi)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信存在故障，總線關(guān)閉；傳動(dòng)系統(tǒng)控制單元N127和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元N3/10都設(shè)置了當(dāng)前狀態(tài)的故障碼：U014087-與信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組的通信存在功能故障，信息缺失；組合儀表A1、氣囊控制單元N2/10、駐車系統(tǒng)控制單元N62和轉(zhuǎn)向柱模塊N80都設(shè)置了當(dāng)前狀態(tài)的故障碼：U014187-與前部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組的通信存在故障，信息缺失；組合儀表A1還設(shè)置了當(dāng)前狀態(tài)的故障碼：U014287-與后部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組的通信存在故障，信息缺失；電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)ESP控制單元N30/4設(shè)置了兩個(gè)當(dāng)前狀態(tài)的故障碼：U0142FA-與后部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組的通信存在故障、U0141FA-與前部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組的通信存在故障(圖20)。

圖20 故障車奔馳GLC260L內(nèi)存儲(chǔ)的故障碼

查看故障車型整車網(wǎng)絡(luò)示意圖(圖21)，車內(nèi)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN B)共有兩個(gè)CAN分配器X30/32(位于左前門檻旁)和X30/33(位于右前門檻旁)。CAN B網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線關(guān)閉故障的可能原因有：CAN B線路故障，如CAN H/L數(shù)據(jù)線對(duì)地或?qū)φ龢O短路、互短；CAN B分配器故障，如進(jìn)水腐蝕；CAN B上的某個(gè)控制單元內(nèi)部電氣故障。

對(duì)故障車進(jìn)行斷電處理，故障依舊。掀開地毯，檢查位于左前門檻旁的車內(nèi)CAN B分配器X30/32，沒(méi)有進(jìn)水腐蝕跡象；測(cè)量CAN B網(wǎng)絡(luò)CAN H對(duì)地電壓0.4V，CAN L對(duì)地電壓0.3V，不正常，正常的載波電壓應(yīng)為2.5V，查看波形也不正常(圖22)。

測(cè)量CAN B分配器X30/32的CAN H與CAN L之間的電阻，為60Ω，正常；測(cè)量CAN B單個(gè)線束對(duì)地電阻，顯示“OL”，說(shuō)明沒(méi)有對(duì)地短路，正常，CAN H和CAN L之間沒(méi)有相互短路；從CAN B的分配器X30/32上逐個(gè)拔掉CAN線插頭，當(dāng)拔下某個(gè)插頭后，儀表臺(tái)上突然顯示變速器擋位了，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也能正常啟動(dòng)，CAN線電壓恢復(fù)正常，波形恢復(fù)正常(圖23)。

圖21 故障車奔馳GLC260L整車網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖22 故障車車內(nèi)CAN B網(wǎng)絡(luò)波形異常

進(jìn)行快速測(cè)試，確認(rèn)這是后部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組(SAM)的CAN B插頭; 測(cè)量CAN B分配器X30/32到后SAM之間的電阻0.2Ω，正常；再將后SAM的CAN線插頭插回CAN B分配器X30/32，CAN B波形立刻出現(xiàn)明顯異常；挑出后SAM插頭上的CAN B的兩根信號(hào)線，再將后SAM的CAN B另一端的插頭插回分配器X30/32，此時(shí)可以正常啟動(dòng)。由此可以判定，后SAM至CANB分配器之間的線束正常；檢查后SAM內(nèi)部，無(wú)進(jìn)水腐蝕或燒蝕的現(xiàn)象。

綜合以上檢測(cè)分析，該車故障原因是后部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組(SAM)內(nèi)部偶發(fā)性電氣故障導(dǎo)致CAN B癱瘓，從而出現(xiàn)有時(shí)候打不著車及各項(xiàng)舒適功能失靈的故障。更換存在電氣故障的后部信號(hào)采集及促動(dòng)控制模組后試車，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

對(duì)于CAN線的檢測(cè)，檢查CAN H和CAN L的數(shù)字信號(hào)平均電壓，只能判斷是否對(duì)地短路或?qū)φ龢O短路。即使電壓值在經(jīng)驗(yàn)值的正常范圍內(nèi)，也不能確定CAN 通訊是否正常，而要接合電阻的測(cè)量，確認(rèn)是否存在過(guò)大的接觸電阻，過(guò)大的接觸電阻會(huì)導(dǎo)致CAN通訊異常。CAN通訊最佳和最快的確認(rèn)步驟是：先測(cè)量電阻確認(rèn)的線路導(dǎo)通狀況，之后用示波器檢查CAN H和CAN L的波形。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)上述3個(gè)案例可以看出，對(duì)于CAN線故障的檢測(cè)，一般包括電阻測(cè)量、電壓測(cè)量和波形檢測(cè)。

圖23 故障車車內(nèi)CAN B網(wǎng)絡(luò)波形恢復(fù)正常

對(duì)于電阻測(cè)量，為了避免信號(hào)反射，在2個(gè)CAN總線用戶上分別連接一個(gè)120Ω的終端電阻。這2個(gè)終端電阻并聯(lián)，并構(gòu)成一個(gè)60Ω的等效電阻。斷開車輛蓄電池的接地線，等待約3min，直到系統(tǒng)中的所有電容完成放電，再用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量CAN L與CAN H之間的阻值。阻值在60±2Ω左右為有效模式；阻值為零說(shuō)明CAN L與CAN H之間短路；阻值為“OL”，說(shuō)明CAN L或者CAN H有斷路。

對(duì)于電壓測(cè)量，根據(jù)CAN總線喚醒的情況，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量CAN L與信號(hào)地、CAN H與信號(hào)地之間的電壓。正常情況下，CAN L與信號(hào)地的電壓為1.5±2.5V左右，一般實(shí)際測(cè)量值在2.4V左右；CAN H與信號(hào)地的電壓為3.5±2.5V左右，實(shí)際測(cè)量值為2.6V左右；CAN L和CAN H間的電壓應(yīng)該為5V左右。如果電壓值為零，則說(shuō)明與地線短路或線路斷路；如果電壓值大于5V，說(shuō)明與電源短路。

通過(guò)示波器測(cè)量波形是最直觀和最準(zhǔn)確的方法。如果發(fā)現(xiàn)CAN波形異常，除了CAN L或CAN H導(dǎo)線上可能存在短路或斷路故障以外，也可能是某個(gè)控制單元損壞，存在電氣故障。為了查找故障原因，建議進(jìn)行下列檢測(cè)：

1.將總線用戶從CAN總線上依次拔下，同時(shí)觀察電壓或波形的變化，直至恢復(fù)正常，再通過(guò)診斷儀進(jìn)行快速測(cè)試，看少了那個(gè)控制單元，從而找到故障原因(控制單元X)；

2.檢查通往控制單元X的CAN線是否短路或斷路；

3.如有可能，進(jìn)一步拆檢控制單元X。

第4代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中出現(xiàn)的FlexRay是一個(gè)快速、確定性和容錯(cuò)總線系統(tǒng)，其信號(hào)不是基于事件而傳輸，而是在固定的確定時(shí)間窗口期間傳輸，因此，可降低總線負(fù)載。時(shí)間窗口分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)部分。為了提高抗干擾性，懸掛系統(tǒng)FlexRay由一條絞合雙芯數(shù)據(jù)線組成，連接的每個(gè)控制單元都能夠傳輸或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率最高為10Mbit/s，屬于C+類網(wǎng)絡(luò)。

FlexRay采用線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)模塊的位置，每條FlexRay支路包括通用節(jié)點(diǎn)(U)、中間節(jié)點(diǎn)電腦(M)和終端節(jié)點(diǎn)(E)。

在汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為了避免信息傳到終端反射回來(lái)，對(duì)正在傳輸?shù)男畔⒃斐筛蓴_和影響，CAN總線聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般在傳輸終端設(shè)置終端電阻器，F(xiàn)IexRay總線也不例外。通用節(jié)點(diǎn)(U)的電阻為102Ω，中間節(jié)點(diǎn)(M)電阻為2 426Ω，終端節(jié)點(diǎn)(E)電阻為102Ω(圖24)，各電阻為并聯(lián)關(guān)系，完整支路的阻值約為45～55Ω。此外還有4個(gè)特殊的控制單元，既可以作為中間節(jié)點(diǎn)，也可以作為終端節(jié)點(diǎn)，分別是：N127傳動(dòng)系統(tǒng)控制單元、N51/3主動(dòng)車身控制系統(tǒng)控制單元、N62駐車系統(tǒng)控制單元、N62/1雷達(dá)傳感器控制單元。它們內(nèi)部既有2 426Ω的電阻，也有102Ω的電阻，作為中間節(jié)點(diǎn)時(shí)只連接2 426Ω電阻，作為終端節(jié)點(diǎn)時(shí)兩個(gè)電阻都并聯(lián)在電路中。

對(duì)于FIexRay總線故障的診斷檢測(cè)方法是：首先使用診斷儀讀取故障碼、查看數(shù)據(jù)流，然后分析電路圖并梳理邏輯關(guān)聯(lián)，最后進(jìn)行綜合分析和判斷。具體的診斷步驟是：

1.首先測(cè)量FlexRay總線的信號(hào)電壓(平均值)，綠色BP線經(jīng)驗(yàn)值為2.53V，粉色BM線經(jīng)驗(yàn)值為2.58V。如果實(shí)測(cè)值為0，說(shuō)明對(duì)地短路；如果實(shí)測(cè)值為12V，說(shuō)明對(duì)電源短路。

圖24 CAN總線聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)終端電阻器

圖25 FlexRay電阻測(cè)量值對(duì)應(yīng)故障點(diǎn)

2.通過(guò)查看電路圖，并根據(jù)快速測(cè)試的結(jié)果，確定在整條FlexRay支路的某個(gè)插接器或模塊處斷開，然后在斷開處的兩端測(cè)量FlexRay總線終端電阻阻值，分析和計(jì)算檢測(cè)結(jié)果，判斷總線故障原因，確定總線斷路點(diǎn)及短路點(diǎn)部位。如：斷開N73插頭，測(cè)量N80側(cè)的電阻，如果結(jié)果是1 138～1 270Ω，則說(shuō)明是N30/4與N127之間出現(xiàn)斷路故障(圖25)。需要說(shuō)明的是如果線路出現(xiàn)擠壓變形或插頭腐蝕等損壞情況時(shí)，在靜態(tài)模式(斷電)下電阻值可能位于公差范圍內(nèi)，但在動(dòng)態(tài)模式(工作)時(shí)電氣影響因素可能引起波涌阻抗提高，從而出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。

3.通過(guò)示波器HMS 990查看FlexRay總線波形。這種方法是奔馳廠家不推薦的，理由是FlexRay總線傳輸速度高，而示波器的帶寬不足，無(wú)法正常呈現(xiàn)波形。

總之FlexRay總線的檢測(cè)方法是：信號(hào)電壓和電阻的測(cè)量。

此外FIexRay總線電纜損壞修復(fù)必須使用熱縮管固定密封，不能簡(jiǎn)單連接，以避免進(jìn)水腐蝕，或接觸電阻過(guò)大而導(dǎo)致通信異常。(全文完)