浙江韩通汽车有限公司 叶飞武
故障现象一辆2018款北京现代索纳塔插电式混合动力车,搭载G4NG 2.0 L发动机,累计行驶里程约为2.2万km。该车组合仪表上的动力系统故障灯偶尔点亮,并提示“请安全停车后熄火,检查混合动力系统”(图1),此时车辆无法进入READY(准备就绪)状态,有时将12 V辅助蓄电池断电重接后车辆可以进入READY状态。
图1 故障车组合仪表的显示信息
故障诊断使用故障检测仪检测,混合动力控制模块(HCU)存储有故障代码“U0129 与制动系统控制模块(P-CAN)通信故障”“U0164 与HVAC控制模块失去通信”“U1007 CAN超时OPU(P-CAN)”(图2)。该车电源在IG ON状态下用故障检测仪清除故障代码后,HCU不会再存储故障代码,只有当车辆电源状态在关闭点火开关后才会存储故障代码,且在关闭点火开关的状态下也可以用故障检测仪读取HCU数据。
图2 读得的故障代码(截屏)
查阅维修手册得知,如果未接收CAN信号且持续0.5 s,HCU记录故障代码U0129、U0164;如果未接收到CAN信号且持续2 s,HCU记录故障代码U1007。
HCU存储的故障代码均指明P-CAN通信网络出现了问题,且3个故障代码均指向HCU与油泵模块(OPU)、组合制动起动模块(iBAU)、空调控制模块(DATC)通信中断,说明问题集中在HCU端,推测HCU或其P-CAN通信线路有故障。
找到HCU导线连接器E100,测得端子4(P-CAN H端子)的电压为2.81 V,端子3(P-CAN L端子)的电压为2.18 V,均正常。断开12 V辅助蓄电池负极接线柱,测得导线连接器E100端子3与端子4之间的电阻为60.5 Ω,也正常。用示波器测得P-CAN通信网络电压信号波形如图3所示,P-CAN H与P-CAN L的电压信号波形形状对称。P-CAN H的电压最大值为3.65 V,最小值为2.39 V,平均值为2.87 V;P-CAN L电压最大值为2.51 V,最小值为1.43 V,平均值为2.10 V,与使用万用表测得的电压相符,且都正常。
关闭点火开关,测量HCU导线连接器E100端子33的供电电压,为12.78 V,异常(正常情况下应为0 V),由此说明HCU存在异常供电,处于唤醒状态。由图4可知,IG3 #3继电器为HCU导线连接器E100端子33供电。关闭点火开关,检查发现ICM继电器盒导线连接器M13-B端子13与端子18导通,说明IG3 #3继电器处于吸合状态,异常。测量ICM继电器盒导线连接器M13-B端子4的电压,为12.65 V,异常,怀疑车载充电器控制模块(OBC)导线连接器E65-S端子2异常输出控制信号,或者ICM继电器盒导线连接器M13-B端子4连接线路对电源短路。
脱开OBC导线连接器E65-S,断开12 V辅助蓄电池负极接线柱,测量OBC导线连接器E65-S端子2与12 V辅助蓄电池正极接线柱间的电阻,为∞,由此排除ICM继电器盒的导线连接器M13-B端子4连接线路对电源短路的可能性,推断OBC导线连接器E65-S端子2异常输出控制信号,导致故障现象发生。
故障排除更换OBC后反复试车,故障未再出现,故障排除。
故障总结关闭点火开关时,相关模块的IG ON供电均被切断,模块先后进入休眠模式,但是此时HCU接收到了异常的12.78 V电压,一直处于唤醒状态,但又不能与其他模块进行数据通信,所以存储故障代码U0129、U0164、U1007,并致使故障现象的发生。
图3 P-CAN通信网络电压信号波形(截屏)
图4 OBC和HCU的低压供电电路
对于通信网络故障的诊断,大多数的维修技师会根据读取的故障代码,有针对性地检查CAN通信网络线路的通信状态、终端电阻及信号电压。深入一些的会测量波形,但对波形没有深入理解,或者直接更换对应的模块,而通信模块的唤醒与休眠及通信模块的供电状态与质量往往被忽略。因此,对于通信网络故障,维修技师需要熟练掌握各种通信协议的理论知识,懂得如何正确使用故障诊断工具(万用表和示波器),才会有清晰的故障诊断思路,快速有效地解决各种通信故障。