检修描述:一辆2020款保时捷卡宴,搭载3.0T发动机,累计行驶里程约为3万km。该车行驶中组合仪表上的发动机故障灯、ABS故障灯、防侧滑指示灯等多个故障灯偶尔异常点亮(图1),同时提示“底盘系统故障”“变速器故障”“PSM超时”“驱动力分配系统故障”等。
故障检测:接车后,用故障检测仪检测,发现网关、发动机控制单元(DME)及稳定管理系统控制单元(PSM)中存储有多个通信类故障代码(图2、图3、图4),其中DME和网关中均存储有故障代码“U012100 制动电子装置(PSM)控制单元-无通信”,PSM中存储有故障代码“U008000 FlexRay数据总线,损坏”。
由图5可知,PSM、DME和网关均在FlexRay总线支路1上,由此推断该FlexRay总线支路偶尔存在通信故障。
FlexRay总线采用了基于时间触发的机制,传输速率通常为10 Mbit/s,具有高带宽、容错性能好等特点,在实时性、可靠性及灵活性等方面越来越凸显其优势。FlexRay总线的数据包是个循环结构,每个循环的时间是确定的。
FlexRay总线同CAN总线类似,也为双绞线,其中一根为粉色线,为总线正线(Busplus,简称BP线);另一根为绿色线,为总线负线(Busminus,简称BM线)。如图6所示,当BP线和BM线上的信号电压均为2.5 V时,FlexRay总线为空闲状态;当BP线上的信号电压为3.5 V,BM线上的信号电压为1.5 V时,FlexRay总线为数据1状态;当BP线上的信号电压为1.5 V,BM线上的信号电压为3.5 V,FlexRay总线为数据0状态。
从DME端子F13(BP端子)和端子11(BM端子)处测量FlexRay总线信号波形(注意:想要采集到标准的波形就需要使用高速探针,并且要将示波器的采样率调至10 Mpts)。图7为正常时的波形,每间隔5 ms会出现1次循环,每个循环就是1次数据通信。
拽动DME与PSM之间的线束,故障再现,捕捉到的故障波形如图8所示,BP线上的信号电压由之前的3.0 V升高至3.8 V。
一 般信号线路虚接会导致信号电压升高,由此怀疑BP线存在虚接。
首先测量DME、PSM 及网关中的终端电阻,均正常;接着测量它们之间信号线的导通性,也未见异常。仔细检查线束外观,未见挤压、破损等异常情况。诊断至此,怀疑导线连接器端子松动。逐个测试相关导线连接器的端子,最终发现DME导线连接器端子F14(BP端子)松动(图9)。
故障排除:处理DME导线连接器端子F14后反复试车,故障未再出现,故障排除。