上海通用别克轿车CLASS 2通讯网络故障3例

xuezhandao

上海通用轿车(W-CAR/D-CAR/U-CAR)上应用的数据通讯网络是二级数据总线CLASS 2，CLASS 2相对于UART而言可以看作是第2代数据总线。在CLASS 2通讯网络中，各控制单元共用一根数据总线，同一时刻只允许2个控制单元进行数据交换，但它具有结构简单和信道利用率高等特点。
    在针对CLASS 2通讯网络的实际维修中，应注意以下几点。
    (1)CLASS 2允许如下控制单元之间相互传递数据，也允许故障诊断仪与这些控制单元通讯。这些控制单元是车身控制单元BCM(D-CAR车系的BCM未接入CLASS 2)、电子制动控制单元、空调系统控制单元、气囊控制单元、组合仪表、动力系统控制单元PCM以及钥匙确认系统控制单元等。
    (2)如果连接在CLASS 2数据总线上的某个控制单元不能与诊断仪(Tech2)完成数据交换，而其他控制单元通讯正常，则说明该控制单元有故障或该控制单元到组合件SP205之间的数据线断路或接触不良（各控制单元通过SP205连接到CLASS 2总线上）。
    (3)CLASS 2通讯网络静态时电压为0 V，启用时的电压为7 V。如果连接各控制单元的数据总线或与诊断仪连接的数据总线受到干扰，例如总线对电源或对接地短路，均会造成所有控制单元无法进行正常的数据通讯。
    下面笔者通过实际维修工作中遇到的故障案例，来帮助维修人员进一步了解CLASS 2的检修技巧和诊断思路。
    案例1
    故障现象：一辆2001年款别克GL轿车，行驶里程8万 km，车主反映当车辆行驶在不平的路面时，仪表板上的仪表灯(警告灯)有时会全部点亮，类似车辆起动后仪表自检的情况，但发动机没有熄火。
    故障分析：在颠簸路面上行驶时，仪表板上的指示灯突然全部点亮的故障相信有些维修人员曾经遇到过，根据故障现象，首先可以肯定为间歇性电路故障。针对该车而言，造成这种故障的可能原因有仪表故障或仪表供电的线路有接触不良的地方，因为仪表灯对应的各系统的控制单元均与CLASS 2总线有联系，因此CLASS 2总线也有存在故障的可能。
    检修过程：在不平的路面上进行路试，当车身起伏较大时，仪表板上的仪表灯会瞬间点亮，但很快又会熄灭，各仪表的指示变化的幅度不大。用Tech2检查仪表系统IPC，无故障码，检查连接在CLASS 2总线上的各控制单元，各控制单元内部存在不同的故障码，这说明故障由CLASS 2总线引起的可能性较大。

    因为各控制单元是通过组合件SP205连接到CLASS 2 总线上，所以首先检查组合件SP205，但没有发现接触不良的情况。那么是什么因素会影响到CLASS 2 总线上连接的所有控制单元呢？笔者认为，最可能的原因就是蓄电池的电压，当蓄电池的电压发生变化或接地点的电阻发生变化时，将会影响CLASS 2总线上的数据传递。
    将万用表的一端固定在组合件SP205插头的A脚，用电压挡测量数据线上的电压，在发动机工作时电压为7 V，正常。为了模拟故障出现的条件，大幅度晃动车身，发现该电压有时波动较大。测量发电机的发电电压为14 V，符合标准，检查主要的搭铁线，车身搭铁点G200无异常，位于变速器壳体处的搭铁点G117/G113虚接，且明显有电流烧蚀的痕迹。打磨搭铁线并妥善固定，多次路试后故障不再出现。
    回顾总结：在实际维修工作中，电路搭铁不良或导通不良故障多是指有导线断开、连接端子锈蚀以及连接端子松动等情况。对于这类故障，通常情况下都能通过目视检查发现故障，也可以进行电阻值的测量或电压降的测量。笔者认为，在检测CLASS 2总线时，如果能用示波器观察CLASS 2上的通讯数据波形，将会非常直观，且能缩短检修时间。
    搭铁线是电路回路的一部分，但是在很多车辆上，大量的电子设备只靠共用的几根搭铁线来传递电流，笔者认为这是因为在电路中使用少量的品质好的搭铁线(即主搭铁线)比使用多条搭铁线可靠性更高。在很多搭铁线的两端还使用了特殊形状的搭铁线连接端子、垫片以及紧固螺钉，这也是对搭铁线给予了特殊的考虑。
    案例2
　  故障现象：一辆2004年款别克GL8商务车，行驶里程2.5万 km，车主反映有时起动时起动机没有反应，且防盗警告灯点亮，挡位指示灯不亮，其他仪表显示无规律变化。
    故障分析：因为该车的故障涉及到了多个系统，故障现象比较复杂，因此首先用Tech2诊断各系统控制单元。但是当故障出现时，使用Tech2无法进入各控制单元。笔者认为，虽然故障现象主要表现在仪表板上的各指示灯异常，但是各仪表指示灯同时损坏的可能性非常小。挡位信号、水温表信号、车速表信号、燃油表信号以及发动机转速表的信号均来自动力系统控制单元PCM，PCM接受各传感器信号并通过CLASS 2 总线传送给仪表，因此最可能的故障点是PCM或CLASS 2总线。
    检修过程：首先检查PCM的电源及搭铁线路，没有发现异常。断开PCM上的线束插头，打开点火开关，测量PCM上的线束插头的C1中的59号针脚对地电压为5 V，而CLASS 2在静态时的电压应约为0 V，这说明CLASS 2总线存在对电源短路的地方。为了缩小故障范围，逐一断开组合件SP205上的各系统数据线，当断开SP205的D脚时，CLASS 2总线上的电压降为0.6 V。
    因为D脚的数据线与收音机相连，于是拆下收音机检查，发现收音机的电路板上有被水腐蚀的痕迹，有可能是空调水渗入。更换收音机，并将附近的空调管路进行妥善处理后，该车的故障排除。
    回顾总结：因为收音机的故障导致了CLASS 2总线对电源短路，造成了PCM的数据无法正确地传送到仪表，导致了各仪表指示的异常，同时也导致了发动机无法起动。
    案例3
    故障现象：一辆2003年款别克君威2.0轿车，行驶里程3万 km。打开点火开关，仪表自检完毕后燃油表回归零位，燃油警告灯点亮，蜂鸣器发出警告声。起动发动机，起动机没有任何反应。
    故障分析：燃油液位信号在由液位传感器传送到动力系统控制单元PCM后，经过CLASS 2总线传送给仪表。当故障出现时，燃油表回归零位，燃油警告灯点亮，蜂鸣器发出警告声，这些现象说明燃油信号没有到达仪表，可能的原因是CLASS 2总线无法与PCM通讯，应重点检查CLASS 2总线、PCM、PCM的电源线和搭铁线等线路。
   检修过程：使用Tech2检查各控制单元，PCM内部存有故障码U1000(二级串行数据丢失)、U1016(与PCM失去对话)、U1064(与BCM失去对话)，这些故障码说明CLASS总线无法与PCM通讯的分析是正确的。
　  参考发动机控制系统电路图，拆下PCM上的线束插头，用试灯探测C1插头中的20号针脚，试灯点亮。打开点火开关，用试灯探测C2插头中的24号针脚，试灯点亮，探测C1插头中的19号针脚，试灯点亮。当点火钥匙处于起动挡时，用试灯探测C2插头中的23号针脚，试灯点亮。断开蓄电池的负极接线，用万用表的电阻挡检查C1插头中的56号针脚、57号针脚、60号针脚以及16号针脚对地电阻，均符合标准。检查CLASS 2总线的组合件SP205线束插头的B脚到PCM线束C1插头中的58号针脚之间的电阻，符合标准，且未见插头有接触不良的地方。从以上的检查可以看出，PCM内部出故障的可能性比较大，于是更换PCM后试车，但故障并未排除。直接用跨接线将组合件SP205的B脚与PCM线束插头C1中的58号针脚连接，试车故障仍未排除，但这样做可以排除问题出在CLASS 2总线上的可能性。那么故障点只剩下PCM的电源线和搭铁线，或者是前面的测量方法或数据不正确。这时笔者发现用于测试的试灯是二极管式的试灯，这种试灯为无负载式试灯，只要驱动电压大于2 V时试灯就会点亮，这种试灯不能用于测试在线路中带有熔丝的电源线。
    用带负载的有源试灯测量PCM上的线束插头C1中的19号针脚，试灯不亮，这与先前的检测结果不同。检查仪表板右侧的A7-A8熔丝没有损坏，拆下发动舱内熔丝盒检查线束插头的针脚，发现C2插头中的A7针脚的插孔变大。修理线束插孔后，试车故障排除。