【维修案例】2011年宝马X5冷车启动报警
车型:2011年宝马X5,配置N55发动机。
故障现象:客户称在车辆冷车解锁或启动时,仪表上各种报警灯会点亮。由于客户之前加装了非原厂的 CarPlay设备,我们最初怀疑是这一加装件导致的问题,并尝试拆除该设备进行测试,但故障现象依旧存在。
由于故障难以复现(车辆停放两三天都未出现故障),且客户在外地工作需要用车,因此客户决定将车辆送至当地的维修机构进行检查。然而,尽管进行了多次检查,始终未能找到具体的原因。有趣的是,过完年后随着天气转暖,该故障便再次出现,如图1和图2所示。


故障诊断:首先读取故障码如图 3和图4所示。


面对如此众多的故障码,确实让人一时有些不知所措。这些故障码大多与CAN总线信息传递错误有关。通过仔细分析故障码,并结合该车型的总线拓扑图(如图5所示),可以将问题聚焦在K-CAN和PT-CAN这两条总线上。为了更好地理解这两类CAN总线,我们可以对它们做一个简单的介绍:PT-CAN是一种高速CAN,其传输速率高达500kbit/s,而K-CAN则是一种低速CAN,传输速率为100kbit/s。这两种CAN线在车辆内部扮演着不同的角色,共同维持着车辆的正常通信与运行。

分析可能的原因:
(1)非原厂加装/改装。
(2)自身的线路故障,比如短路、断路,对正极短路,接触不良。
(3)公共部分,比如供电电压不稳定,搭铁虚接或者点火干扰。
(4)某个模块自身工作异常并干扰到整个系统工作。
按照从易到难的顺序,首先对车辆进行了全面检查,确保没有外围加装配件干扰。为稳妥起见,拔掉了行车记录仪和插在点烟器上的手机充电器,但故障现象依旧存在。接着,检查了车辆内部,确保没有进水、受潮或腐蚀的情况。
随后,对CAN总线节点和插头进行了仔细检查,没有发现发霉、虚接等异常情况,线路导通也显示正常。断电后,测量了PT-CAN两根线间的电阻,结果为61Ω,说明没有对地短路和互相断路的情况。在故障出现时,PT-CAN线的电压分别为2.4V和2.6V,处于正常范围内,因此可以初步排除线路损坏的可能性。同时,也检查了K-CAN线的电压,分别为4.7V和0.3V,同样在正常范围内。使用示波器测量两种CAN总线波形,结果也显示正常。
在排除了C A N 总线硬件故障后,紧接着检查了供电和接地情况。首先,使用蓄电池测试仪检测了蓄电池,发现确实存在老化现象。经客户同意后,更换了原厂蓄电池,但3天后故障现象再次出现。由于车辆在不发动的情况下也会出现报警,排除了点火线圈、发电机和启动机干扰的可能性。在试车过程中,仪表多次显示变速器和DSC故障灯亮,因此决定以这两个系统为突破点进行进一步检查。测量了供电、接地和CAN总线,发现在寒冷低温条件下故障出现时,这些参数均显示正常。
最终,怀疑某个控制单元在低温环境下工作不良,干扰了整个系统的正常运行。考虑到两根总线上连接了20多个控制单元,逐一排查或替换测试不仅会耗费大量时间和精力,还可能增加不必要的成本。因此,决定采用拔除部分控制单元插头的方法进行故障隔离。
排除了那些参与车辆解锁和启动的必需控制单元,如CAS(防盗和启动控制单元)、JBE(车身控制单元兼具网关功能)和DME(发动机控制单元)等,然后分批次拔除了PTCA N总线上的GWS (选挡杆)、VTG(分动器控制单元)、AL(主动转向控制单元)、EMF(手制动控制单元)、EKPS(燃油泵控制单元),以及K-CAN总线上的IHKA(空调控制单元)、HKL(后备箱举升控制单元)、TRSVC(环视摄像机)、S M F A(主驾驶座椅控制单元)、FZD(车顶功能中心)、CON(旋钮控制器)、CID(显示屏)、CIC(主机)、FLA(远光灯控制单元)等模块进行测试,但故障现象依旧存在,因此排除了这些控制单元干扰系统的可能性。然而,逐一更换其他控制单元进行测试的成本和时间成本都过高,无法承受。在黔驴技穷之际,再次审视了故障码,并深入分析了其中的规律,发现了两条重要的线索:
(1)有4次出现“总线端状态0x130”缺失的故障码,同时CAS还报告了“总线端Kl.15_3,CAS导线,电气:对地短路”和“CAS启动电机,总线端Kl.50”两个总线端的故障码。这些故障码均由CAS控制单元负责控制,且总线端异常似乎代表着控制单元的供电异常。这让我们高度怀疑CAS控制单元可能存在问题。
(2)仔细观察所报的故障码,发现它们都是跨总线系统传输出现的错误。例如,DME和EGS之间需要交流发动机转速、节气门开度、加速踏板位置、水温等重要信息,但并未报告相关异常故障码,说明它们之间的传输是正常的。然而,DME和KOMBI之间的日期、时间信息,以及DME和FRM之间的灯泡状态等信息的传输却存在问题。这些信息虽然相对不那么重要,但它们的传输异常却提示我们负责翻译的网关模块JBE可能存在问题。
由于两组总线之间的波特率和信息传递结构不同,需要一个控制单元负责转换,否则信息无法有效传递。这就像两位说着不同方言的师傅讨论车辆故障时,需要一个能听懂双方方言的翻译者来协调沟通。
综合以上分析,我们认为CAS和JBE两个控制单元的故障率较高。先发货了一个拆车的CAS控制单元进行匹配测试,但故障依旧存在。随后,更换了JBE控制单元并进行编程设码,多次试车后故障消失。交车两周后回访,故障现象未再出现,问题得以解决。
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