一辆行驶里程约3.2万k的2012年雪佛兰迈锐宝轿车,用户反映该车换挡杆旁边的挡位指示灯不亮,而正常情况下,应该以红色指示灯表示当前挡位(图1)。
检查分析:维修人员检查确认故障现象存在,但仪表板上的挡位显示正常。打开示宽灯,背景照明也没有,同时发现点烟器也不工作。
挡位显示装置是一个LIN装置,也相当于一个控制单元,车身控制单元(BCM)是它的主控单元,为其提供电源。来自变速器控制单元汀CM)的挡位信息传送给BCM, BCM再通过LIN网络将信息传递给挡位显示装置,使其点亮相应的挡位指示灯和背景照明灯。
查阅电路图(图2),向上追溯,BCM的供电来自熔丝F3DA。从电路图还能发现,熔丝F3DA还给左后转向灯、右侧尾灯等供电(图3),而这些车灯的功能都正常,可见该熔丝正常。
BCM是车辆的主要控制单元之一,有多个熔丝向其供电,每个熔丝都对应多个功能电路,再由BCM控制,将电源分配至这些熔丝下辖的功能电路。如果BCM认为相应的电路存在故障(例如短路),是不会输出电源的,否则可能导致熔丝烧断或BCM故障,这将导致多个功能失效。这是因为BCM对输出电路(功能电路)具有诊断功能,能对功能电路起到保护作用,这也是BCM的主要功能之一。
使用诊断仪读取BCM内的故障码,有故障码B1445 02—控制单元电压输出回路对地短路。根据维修手册的说明,设置该故障码的条件是“控制单元请求输出并且点火电压电路对搭铁短路”。该电路同时控制附件电源继电器,附件电源继电器下辖点烟器熔丝,根据点烟器不工作的现象,可以证明该电路确实存在故障。测量该段导线对地电阻,为0.5Ω,而正常情况下至少为几万欧姆,说明确实存在对搭铁短路的故障。
这种使用一段时间后出现的对地短路,通常发生在线束与金属支架接触部位,由于车身的振动使得导线与支架之间相互摩擦,最后导线的绝缘层破损短路。这种短路一般是偶发性的,可是该车并非如此,使用万用表监测电阻,一直处于短路状态。BCM至继电器及挡位显示装置的线束很短,几乎全部可见,尝试晃动线束,干扰可能存在的磨损短路,发现万用表一直显示0.5Ω。
沿着线束仔细检查,发现有一处线束被夹在了2个内饰件之间,这2个内饰件是螺钉连接,线束已经被挤压变形(图4)。剥开线束发现,其中至少有2根导线被挤破,一根是黑色的搭铁线,另一根是连接手动换挡开关的灰/紫色线,两者之间短路(图5)。
短路处的线束外观很完整,看不出有任何破损,只是被挤瘪了,不剥开是看不到内部导线破损短路的。挤压线束的也只是两个塑料内饰件,没有搭铁的零件。但是线束内2根导线被紧紧挤压在一起。金属导线芯比较硬,持续的挤压力逐渐将线芯外围的橡胶绝缘层向压力小的地方排挤,而2根导线的线芯逐渐靠拢,直至接触短路。这就是该车新车时正常,使用一段时间后却出现短路的原因,并且短路是持续性的,不同于常见的磨损造成的间歇性短路。
故障排除:修复受损的线束,重新布线,使之避开内饰件的挤压,故障排除。
回顾总结:该案例中的挡位显示装置是一个典型的LIN装置,诊断这类故障需要了解LIN网络的相关知识。车身电气故障的表现形式就是功能丧失,通过分析丧失功能的系统的共性,可以为故障点的查找提供线索。本案例中点烟器失效就是同时丧失功能的一个故障现象。此外,了解控制单元的自诊断原理,以及故障码设置原理,对于分析故障原因有很大帮助。短路故障是常见电路故障类型,使用万用表持续监测短路状态,然后查找短路点,这样更容易发现故障位置。