科魯茲轎車高速數據通信總線系統的故障診斷與排除

王書勤

（河南省交通高級技工學校，河南 駐馬店 463000）

1 故障現象

一輛通用科魯茲轎車，學校實習用車，該車輛識別代碼LSGPC52U5EF094355，整車型號SMG7166ATC，發動機型號LDE，配用自動變速器。當點火開關打到起動擋時，起動機有時能轉動，有時不能轉動。在起動機不能轉動時，伴隨著ABS與動力轉向故障指示燈點亮，換擋時，儀表板上的變速器擋位指示燈顯示異常；起動機能轉動時，上述指示燈均指示正常。有時在發動機運轉過程中，突然出現發動機轉速表指示值為0，同時又伴隨著上述指示燈異常。發動機熄火后再次起動，起動機又不能轉動，使用解碼器進入發動機系統，解碼器無法與發動機模塊進行通信。根據上述故障現象，初步診斷為該車數據通信系統出現了故障。

2 科魯茲轎車數據通信系統的組成

1） 科魯茲轎車數據通信系統包括：高速GMLAN數據通信總線、低速GMLAN數據通信總線、多條LIN總線等組成。車身控制模塊作為該車數據通信系統中的網關，它按照網絡傳輸協議與每個網絡交互，并轉換高速通信總線和低速通信總線之間的串行數據信息，使不同模塊之間可以進行通信。車身控制模塊和解碼器之間的所有通信都是通過數據傳輸線連接器X84（即故障診斷接口），在高速數據通信總線上進行。

2）該車高速數據通信總線系統示意圖如圖1所示。在該高速數據通信總線系統中共連接有5個控制模塊，分別為車身控制模塊（K9）、ABS控制模塊（K17）、電子動力轉向控制模塊（K43）、自動變速器控制模塊（T12）、發動機控制模塊（K20）等；高速數據通信總線由2條雙絞線組成，1條信號線是GMLAN（+），顏色為深藍色，另1條信號線是GMLAN（-），顏色為白色。當總線靜止時，2個信號電路的電壓均為2.5 V，此時電壓差約為0，其傳輸邏輯為1；當傳輸邏輯為0時，則 GMLAN（+）被拉高至大約3.5 V，而GMLAN（-）被拉低至大約1.5 V，此時電壓差約為2.0 V；在數據總線兩端均串聯2個60 Ω的終端電阻，作為車輛正常操作過程中高速數據通信總線上的負載。

圖1 高速GMLAN數據通信總線系統示意圖

3 故障現象分析

1）當發動機控制模塊K20同時接收到變速器的P擋或N擋、點火鑰匙的合法信息、點火開關的起動等信號時，才能接通起動繼電器線圈控制電路，允許起動機轉動。起動信號是由點火開關直接發送給車身控制模塊K9，鑰匙的合法信息是由防盜控制模塊接收并發送給K9，上述信號再由K9通過高速數據通信總線發送給K20，而變速器的P擋或N擋信號可直接傳輸給K20，或由變速器控制模塊通過高速數據通信總線傳輸給K20。故當該總線出現故障時，上述信號無法傳輸，導致起動機無法轉動。

2）由于K17、K43、T12都是高速數據通信總線上的組成部分，故當該總線出現故障時，ABS及動力轉向故障指示燈、變速器擋位指示燈均顯示異常。

3）由于發動機的轉速信號是由曲軸位置傳感器檢測并傳輸給發動機模塊K20，再通過高速數據通信總線傳輸給車身控制模塊K9，最后再由K9通過低速數據通信總線傳輸給儀表控制模塊，當該總線出現故障時，K9就不能通過該總線讀取其它模塊的信息，從而導致儀表控制模塊不能通過低速數據通信總線從K9中獲取上述信號，故在發動機運轉過程中，當該總線突然出現線路連接不良時，就會出現轉速表指示值為零的現象，同時解碼器也無法與發動機模塊通信。

4 故障診斷與排除

1）使用解碼器分別進入高速數據通信總線中的5個模塊，發現解碼器無法與K17、K43、T12、K20這4個模塊通信，但卻能與K9進行通信，故可判斷2條高速數據通信總線沒有出現與搭鐵短路、與火線短路或線間短路等故障，而是出現了斷路或接觸不良故障，且故障范圍可能在ABS模塊與車身模塊K9之間的串行數據線路、或K17、K9模塊及其線束的連接處。

2）使用萬用表測量數據傳輸線連接器X84的端子6與端子14之間的電阻值為124 Ω左右，數值不正常（正常電阻為60 Ω左右），這說明串行數據電路確實存在開路或電阻過大故障。

3）將點火開關置于OFF位置，拆下蓄電池搭鐵線，斷開K17的線束連接器。測量K17模塊線束的端子9與端子11之間的電阻為122 Ω，正常，說明ABS模塊與發動機模塊之間的串行數據線路是正常的。

4）測量K17模塊線束的端子10 與端子12之間的電阻，其電阻值為∞，說明在ABS模塊與車身模塊之間存在故障。

5）連接K17的線束連接器，斷開K9的X1線束連接器，測試 X1線束的端子25與端子24之間的電阻值為123 Ω，正常，說明K9至K17之間的線路正常；測量X84的端子6 與端子14之間的電阻也是121 Ω，正常，說明K9至X84之間的線路也正常。通過上述檢查，確定故障應該在車身控制模塊K9，檢查K9模塊的X1的各端子，發現X1的端子25似斷非斷而出現接觸不良故障，故障點如圖2所示。通過焊接，故障排除。

圖2 K9/X1/25端子斷裂

5 小結

在診斷科魯茲轎車高速數據通信總線故障時，可先使用解碼器確定總線上能進行通信模塊的數量。

1）若解碼器與2個或2個以上的模塊不能進行通信，可按下述步驟檢測：①測量X84的端子5和搭鐵之間的電阻是否小于10 Ω，若不正常，則應檢修搭鐵線路。②若電阻值正常，則分別測試X84的端子6 、端子14與搭鐵之間的電壓，均應低于4.5 V。若等于或高于4.5 V，則應測試串行數據電路是否對火線短路。③若均低于4.5 V，則分別測試X84的端子6 、端子14與搭鐵之間的電阻，均應大于100 Ω。若小于或等于100 Ω，則應測試串行數據電路是否對搭鐵短路。④若均大于100 Ω，則測試X84的端子6 與端子14之間的電阻，應為50～70 Ω；若小于35 Ω，則應測試串行數據電路之間是否存在線間短路；若電阻大于70 Ω，但小于無窮大 ，則應測試串行數據電路是否存在開路或電阻過大故障。

2）若解碼器只與一個模塊不能通信，則應將點火開關置于OFF位置，拆下蓄電池搭鐵線，斷開未通信模塊的線束連接器，測試該模塊的搭鐵電路與電源電路。①測試不通信模塊每個搭鐵電路端子和搭鐵之間的電阻應小于10 Ω。②測試模塊每個B+電路、點火開關控制的點火電路、控制模塊控制的點火電路（即喚醒信號電路）等，上述各端子與搭鐵之間連接的測試燈應點亮。③測試不通信模塊連接器各對高速串行數據電路之間的電阻，應為120 Ω左右。

若上述檢查均正常，應更換該模塊。