科鲁兹高速数据通信的总线故障诊断及排除

1故障现象

一辆通用科鲁兹轿车，学校实习用车，该车辆识别代码LSGPC52U5EF094355，整车型号SMG7166ATC，发动机型号LDE，配用自动变速器。当点火开关打到起动挡时，起动机有时能转动，有时不能转动。在起动机不能转动时，伴随着ABS与动力转向故障指示灯点亮，换挡时，仪表板上的变速器挡位指示灯显示异常；起动机能转动时，上述指示灯均指示正常。有时在发动机运转过程中，突然出现发动机转速表指示值为0，同时又伴随着上述指示灯异常。发动机熄火后再次起动，起动机又不能转动，使用解码器进入发动机系统，解码器无法与发动机模块进行通信。根据上述故障现象，初步诊断为该车数据通信系统出现了故障。

2科鲁兹轿车数据通信系统的组成

1）科鲁兹轿车数据通信系统包括：高速GMLAN数据通信总线、低速GMLAN数据通信总线、多条LIN总线等组成。车身控制模块作为该车数据通信系统中的网关，它按照网络传输协议与每个网络交互，并转换高速通信总线和低速通信总线之间的串行数据信息，使不同模块之间可以进行通信。车身控制模块和解码器之间的所有通信都是通过数据传输线连接器X84（即故障诊断接口），在高速数据通信总线上进行。2）该车高速数据通信总线系统。在该高速数据通信总线系统中共连接有5个控制模块，分别为车身控制模块（K9）、ABS控制模块（K17）、电子动力转向控制模块（K43）、自动变速器控制模块（T12）、发动机控制模块（K20）等；高速数据通信总线由2条双绞线组成，1条信号线是GMLAN（+），颜色为深蓝色，另1条信号线是GMLAN（-），颜色为白色。当总线静止时，2个信号电路的电压均为2.5V，此时电压差约为0，其传输逻辑为1；当传输逻辑为0时，则GMLAN（+）被拉高至大约3.5V，而GMLAN（-）被拉低至大约1.5V，此时电压差约为2.0V；在数据总线两端均串联2个60Ω的终端电阻，作为车辆正常操作过程中高速数据通信总线上的负载。

3故障现象分析

1）当发动机控制模块K20同时接收到变速器的P挡或N挡、点火钥匙的合法信息、点火开关的起动等信号时，才能接通起动继电器线圈控制电路，允许起动机转动。起动信号是由点火开关直接发送给车身控制模块K9，钥匙的合法信息是由防盗控制模块接收并发送给K9，上述信号再由K9通过高速数据通信总线发送给K20，而变速器的P挡或N挡信号可直接传输给K20，或由变速器控制模块通过高速数据通信总线传输给K20。故当该总线出现故障时，上述信号无法传输，导致起动机无法转动。2）由于K17、K43、T12都是高速数据通信总线上的组成部分，故当该总线出现故障时，ABS及动力转向故障指示灯、变速器挡位指示灯均显示异常。3）由于发动机的转速信号是由曲轴位置传感器检测并传输给发动机模块K20，再通过高速数据通信总线传输给车身控制模块K9，最后再由K9通过低速数据通信总线传输给仪表控制模块，当该总线出现故障时，K9就不能通过该总线读取其它模块的信息，从而导致仪表控制模块不能通过低速数据通信总线从K9中获取上述信号，故在发动机运转过程中，当该总线突然出现线路连接不良时，就会出现转速表指示值为零的现象，同时解码器也无法与发动机模块通信。

4故障诊断与排除

1）使用解码器分别进入高速数据通信总线中的5个模块，发现解码器无法与K17、K43、T12、K20这4个模块通信，但却能与K9进行通信，故可判断2条高速数据通信总线没有出现与搭铁短路、与火线短路或线间短路等故障，而是出现了断路或接触不良故障，且故障范围可能在ABS模块与车身模块K9之间的串行数据线路、或K17、K9模块及其线束的连接处。2）使用万用表测量数据传输线连接器X84的端子6与端子14之间的电阻值为124Ω左右，数值不正常（正常电阻为60Ω左右），这说明串行数据电路确实存在开路或电阻过大故障。3）将点火开关置于OFF位置，拆下蓄电池搭铁线，断开K17的线束连接器。测量K17模块线束的端子9与端子11之间的电阻为122Ω，正常，说明ABS模块与发动机模块之间的串行数据线路是正常的。4）测量K17模块线束的端子10与端子12之间的电阻，其电阻值为∞，说明在ABS模块与车身模块之间存在故障。5）连接K17的线束连接器，断开K9的X1线束连接器，测试X1线束的端子25与端子24之间的电阻值为123Ω，正常，说明K9至K17之间的线路正常；测量X84的端子6与端子14之间的电阻也是121Ω，正常，说明K9至X84之间的线路也正常。通过上述检查，确定故障应该在车身控制模块K9，检查K9模块的X1的各端子，发现X1的端子25似断非断而出现接触不良故障，故障点如图2所示。通过焊接，故障排除。

5小结

在诊断科鲁兹轿车高速数据通信总线故障时，可先使用解码器确定总线上能进行通信模块的数量。1）若解码器与2个或2个以上的模块不能进行通信，可按下述步骤检测：①测量X84的端子5和搭铁之间的电阻是否小于10Ω，若不正常，则应检修搭铁线路。②若电阻值正常，则分别测试X84的端子6、端子14与搭铁之间的电压，均应低于4.5V。若等于或高于4.5V，则应测试串行数据电路是否对火线短路。③若均低于4.5V，则分别测试X84的端子6、端子14与搭铁之间的电阻，均应大于100Ω。若小于或等于100Ω，则应测试串行数据电路是否对搭铁短路。④若均大于100Ω，则测试X84的端子6与端子14之间的电阻，应为50~70Ω；若小于35Ω，则应测试串行数据电路之间是否存在线间短路；若电阻大于70Ω，但小于无穷大，则应测试串行数据电路是否存在开路或电阻过大故障。2）若解码器只与一个模块不能通信，则应将点火开关置于OFF位置，拆下蓄电池搭铁线，断开未通信模块的线束连接器，测试该模块的搭铁电路与电源电路。①测试不通信模块每个搭铁电路端子和搭铁之间的电阻应小于10Ω。②测试模块每个B+电路、点火开关控制的点火电路、控制模块控制的点火电路（即唤醒信号电路）等，上述各端子与搭铁之间连接的测试灯应点亮。③测试不通信模块连接器各对高速串行数据电路之间的电阻，应为120Ω左右。

作者:王书勤 单位:河南省交通高级技工学校