一辆行驶里程约8万km的2009年奔驰ML350运动型多功能车。用户反映:该车仪表板显示屏“SRS”红色故障灯报警;在怠速时,有时仪表板显示屏会跳出“请勿换挡,联系服务中心”的红色报警,这时换挡,显示屏没有任何反应,熄火后重新起动一切正常。故障为偶发。
此车来本站之前已修了3年多,更换过变速器控制单元(包括液压阀体)、点火开关控制单元EIS、仪表控制单元IC、动态稳定系统控制单元ESP, 2个安全带控制单元、转向柱控制单元N80及螺旋线束、挡位开关控制单元A80和空气悬架控制单元。车内线束全部检查过,部分线束还进行了更换。
检查分析:维修人员从该车的故障现象判断,问题与底盘CAN网络系统有关。用DAS电脑进行快速测试,读出的故障码如下。
ETC—Electronic transmissioncontrol(变速器控制单元)。
0002—CAN controller: CAN busOFF (CAN网络控制系统关闭)。
0001—CAN controller: CAN busOFF (CAN网络控制系统关闭)。
ESP—Electronic stability program(ESP电子稳定控制单元)。
5020—Chassis CAN bus:CANcontroller: CAN bus OFF(底盘CAN网络系统关闭)。
AB—Airbag(气囊控制单元)。
9200—The resistance value in theignition circuit containing component R12/13,(Driver airbag ignition squib 1)is too high(驾驶员侧安全气囊引爆装置电阻过大)。
RevETR-LF—Left front reversibleemergency tensioning retractor(驾驶员侧安全带控制单元)。
5060—CAN communication isfaulty. (CAN网络信号交流错误)。
RevETR-RF—Right front reversibleemergency tensioning retractor(前排乘客侧安全带控制单元)。
SCM[MRM]—Steering columnmodule(转向柱控制单元N80)。
9348—Fault in communication onengine CAN data bus(错误出在与发动机的CAN数据交流上)。
在车辆正常的情况下,全车控制单元为30个,全部能读取到。对储存故障码的控制单元进行检查,变速器控制单元发生故障的频率为1次,公里数为54346 km,变速器的油温为-50℃(图1)。根据故障提示,变速器控制单元有故障,须更换。但是该车的变速器控制单元已经更换过2次,故障现象还是出现。
运用功能原理图(图2)进行分析,CAN-C为高速CAN网络,连接发动机控制单元、ESP、ETC、EIS、IC、N80、A80和前照灯等等。故障码指的就是CAN-C—底盘CAN网络。从现象分析可看出存在下列问题。
(1)底盘CAN-C上存在过CAN-BUSOFF。
(2) X30/19终端电阻存在故障。
(3)在CAN-C上的某一控制单元出现问题。
(4) CAN-C上的线路问题。
其中第3, 4项问题比较复杂,因为创门是偶发故障,正常时测量结果一切正常,故障只是在某种条件下才发生。
对CAN-C底盘CAN网络进行测试。X30/19的电阻和电压均正常(图3)。测量底盘CAN-C上的波形,也正常。
路试,以50~80 km/h车速行驶一段时间后,车辆一切正常。停车后,发动机怠速运转时,维修人员坐在驾驶席上正考虑问题究竟会发生在那个位置时,突然仪表所有故障灯亮起,“ESP”,”ABS”,“请勿挂挡,请去维修中心”等界面来回切换,且不停闪烁,发动机也有不同节奏的抖动。操作转向盘上的任何部件都不起作用,踩下制动踏板换挡,挡位显示没有任何反应。
用DAS故障诊断仪进行快速测试,发现有6个控制单元显示“-!-”。它们是变速器控制单元、ESP、安全气囊控制单元、挡位开关控制单元、左前前照灯控制单元和N80。
其中“-!-”表示故障诊断仪与控制单元联系不上。当拿出示波器准备测量时,故障又消失了。
这次的快速测试与之前的快速测试有所不同,有2个控制单元没有出现,它们分别是空气悬架控制单元和右前照灯控制单元。由于已经查过了这2个控制单元的线路,之前在维修时也进行过替换试验,确认它们没有问题。
将底盘CAN-C系统的(X30/19)结点H、L对搭铁及12V电源短路,模拟故障,其结果是只能读到24个控制单元,而正常状态下这个数字应该是30。故障出现时读到的是左前照灯,说明故障现象与模拟试验不一样。
推测在底盘CAN-C上的H、L之间似有电阻连接的现象。在故障出现时没有空气悬架控制单元和右前照灯控制单元,而其中空气悬架控制单元的问题可以排除,这似乎可以看出故障在前照灯CAN系统中。
查阅WIS系统。前照灯的功能文档是GF82.10-P-2114GM,左前照灯为主控单元,右前照灯为附属单元(即左侧控制单元是右侧的网关,数据交流通过左前照灯)。查阅前照灯的电路图(图4),2个前照灯共用一个插接器—X30/19。接上示波器,同时也用DAS故障诊断仪进行快速测试,车辆的30个控制单元全能读到。从电路图中可以发现,它们共用节点Z35/15、Z35/14。
已知左前照灯控制右前照灯,那么会不会这个节点有接触不良的问题呢?查阅WIS系统,得知结点所在位置。然后用手去揉动结点处的线束,看示波器的波形是否有变化。当用力较大时,拉动了整根线束,这时故障出现了。同时示波器也跳出不正常的波形(图5)。这根线束连接2个前照灯和前控制盒。当在右前照灯附近揉动线束时,故障出现得更为频繁。
于是,卸下右前照灯,发现插接器处的线束焊接过(图6),由于导线虚接,在这根导线中间形成电阻。断开插接器X30/19后,再去揉动线束,示波器显示正常(图7),说明问题就出在这段线路上。
故障排除:按照标准的维修方法将前照灯线束修复。车辆行驶1年期间,没再出现问题,说明故障彻底排除。
回顾总结:此车之所以出现线路焊接不良的故障,是因为用户之前出现过事故,曾经撞击过右前照灯,把线束撞断了。在修理厂更换右前照灯之后,线束没有经过标准的焊接。当时故障没有出现,但时间一长,虚焊的问题就显现出来了。而且它还随着温度而变化,当发动机达到正常温度之后,发动机舱内温度很高,虚焊的CAN线随着温度变化而热胀冷缩,在2条线之间形成变化的电阻,因此产生了故障。
在高速CAN网络中,没有单线模式,网络中CAN的H与L任何1条传输线短路、断路都会造成整个系统瘫痪。当2条线中的任何1条出现虚接,这好比在导线中串联了1个电阻,当电阻达到180Ω时,整个系统就会间歇性瘫痪。