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2011 款进口现代新胜达车智能钥匙系统有时失效

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发表于 2024-8-8 14:38:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
故障现象 
一辆2011款进口现代新胜达车,搭载G4KE发动机,累计行驶里程约为26.3万km。车主进厂反映,有时进入车内按下起动按钮,发动机无法起动,且组合仪表黑屏
故障诊断 
接车后试车,车辆使用一切正常。用故障检测仪(KDS)检测,无故障代码存储。停放一段时间后试车,故障再现,按下起动按钮,电源模式无法切换,组合仪表黑屏(图1),发动机无法起动;携带智能钥匙到车外,依次按下左前、右前车门把手按钮,车门无法闭锁;操作能钥匙上的按钮,均失灵,由此可知该车智能钥匙系统失效
图1 组合仪表状态对比.png
1 组合仪表状态对比
如图2所示,该车智能钥匙系统主要由智能钥匙控制模块(SMK)、车门把手(左前、右前,含低频天线)、后备厢门把手、后保险杠低频天线、后备厢内低频天线、车内低频天线(2个)、无线电接收器、电控转向柱锁(ESCL)、起动按钮、智能钥匙锁筒、智能钥匙、电源分配控制模块(PDM)、电源分配模块继电器盒(PDM继电器)及发动机控制模块(ECM)等部件组成,其中参与防盗的部件有SMK、PDM、ESCL、ECM及智能钥匙。
图2 智能钥匙系统的组成.png
2 智能钥匙系统的组成
如图3所示,发动机的起动过程如下。
图3 智能钥匙系统工作原理.png
3 智能钥匙系统工作原理
1)车主携带合法智能钥匙进入车内,挡位置于P挡,踩下制动踏板,按下一键起动按钮,开关信号1 (SSB 1)和开关信号2(SSB 2)分别进入PDM和SMK。
2)SMK接收到SSB 2的起动请求信号后唤醒,激活车内低频天线,发出125 kHz低频信号搜寻智能钥匙。
3)如果智能钥匙在1 m范围内,智能钥匙内部的低频信号接收器接收到125 kHz低频信号后,通过内部高频发射器发出433 MHz高频信号,传递智能钥匙ID (认证)信息给无线电接收器。
4)无线电接收器通过串行通信将智能钥匙ID 信息传递给SMK进行认证,SMK唤醒PDM,同时PDM 接收到SSB1的起动请求信号后,向ESCL提供电源与搭铁,唤醒ESCL。
5)SMK认证完成后,通过串行通信与ESCL进行通信,咨询当前ESCL的状态,并传递请求解锁的指令,同时ESCL将目前进入待机解锁的工作状态反馈给SMK。
6)SMK输出允许ESCL启动信号给ESCL,ESCL 控制内部集成的ESCL电动机进行解锁。ESCL电动机工作至解锁位置停止后,联动内部的微型开关,反馈一个解锁信号给PDM。
7)PDM将ESCL解锁的指令与SMK相互认证,若当前解锁信息合法,SMK通过车身CAN总线传递此信息到PDM,PDM马上停止ESCL的电源输出,并激活ACC、IGN1、IGN2、START继电器,起动机运转,ECM控制喷油和点火,发动机起动着机。
8)接收来自ECM的发动机转速信号>500 r/min 时,PDM控制关闭START继电器。
此外,当智能钥匙电池电压低或车辆附近内外有干扰源,影响到智能钥匙的无线信号传输,以及无线电接收器、室内低频天线等失效时,把智能钥匙插入智能钥匙锁筒,通过智能钥匙锁筒内的钥匙防盗通信的串行接口,不用经过车内低频天线搜索,直接将智能钥匙ID信息传输给PDM和SMK进行应急认证,实现钥匙防盗通信数据的激活,完成防盗系统的认证,达到失效保护可起动发动机的目的。
了解该车智能钥匙系统的工作原理后开始检修,故障时按下智能钥匙上的解锁、闭锁按钮,遥控测频仪均能检测到433.5 MHz高频信号(图4),说明智能钥匙能够发出高频信号。
图4 检测到智能钥匙发出的433.5 MHz高频信号.png
4 检测到智能钥匙发出的433.5 MHz高频信号
把智能钥匙放在车内,按下起动按钮,遥控测频仪检测不到高频信号,怀疑车内低将感应线圈放在车内低频天线1和车内低频天线2的位置进行测试(图5),并没有看到感应线圈上的LED灯闪烁,异常。
图5 用感应线圈测试车内低频天线.png
5 用感应线圈测试车内低频天线
正常情况下,SMK接收到按下起动按钮的起动请求信号时,会激活车内低频天线1和车内低频天线2,发出低频信号搜索智能钥匙,此时感应线圈上的LED灯会闪烁。把智能钥匙插入中控台下面的智能钥匙锁筒内,按下起动按钮,仍无法实现ESCL解锁及电源状态转换,说明应急起动功能也失效,推断SMK不工作。
故障时尝试用故障检测仪读取SMK和PDM系统中的数据流,均提示“ECU不响应”。扫描全车模块,发现全车模块均处在通信失败状态(图6)。
图6 故障时全车模块的通信状态.png
6 故障时全车模块的通信状态
正常情况下,电源模式为IGN OFF状态时,故障检测仪是能够与SMK和PDM进行通信的(图7)。
图7 正常时全车模块的通信状态.png
7 正常时全车模块的通信状态
查看电路图,发现SMK与PDM在室内接线盒中共用一个常电源的熔丝PDM2。检查熔丝PDM2,正常。拆开中央储物箱后,发现SMK和无线电接收器均更换过。用万用表和功率试灯分别测量SMK和PDM的常电源和搭铁,均正常。按下起动按钮时,SSB 1和SSB 2均输出12 V高电位,说明起动按钮正常。
查看通信电路图,得知OBD诊断接口的端子含义见表1所列,其中端子13的车身K线与SMK连接。另外,SMK和PDM均在B CAN总线上。
表1 OBD诊断接口的端子含义.png
1 OBD诊断接口的端子含义
用万用表分测量OBD诊断接口端子8(B-CAN H 端子)、端子16(B-CAN L端子)上的电压,为 0.19 V和4.82 V,为低速CAN总线,电压无异常;测量OBD诊断接口端子13(车身K线)上的电压,未连接故障检测仪时约为2 V,连接故障检测仪并扫描全车模块时在8 V~11 V 变化,说明故障检测仪通过车身K线发出了通信请求信息。测量OBD诊断接口端子13与SMK之间车身K线的导通情况,正常。
SMK恢复正常工作的情况下,挑出SMK导线连接器上的车身K线端子后连接导线连接器;用故障检测仪扫描全车模块,发现SMK和PDM处于通信失败状态,但智能钥匙功能均正常;装回SMK导线连接器上的车身K线端子,挑出SMK导线连接器上的B-CAN L端子和B-CAN H端子(考虑到低速CAN总线容错性较高,具备单线运行传输的能力,2个端子都要挑出),连接导线连接器后测试,此时故障检测仪与SMK通信成功,但与PDM通信失败,按下起动按钮,ESCL无法解锁,且电源模式也无法切换。通过上述测试,说明车身K线仅适用于故障检测仪对SMK进行诊断通信,而PDM与SMK之间的通信必须要通过B-CAN总线实现。
既然OBD诊断接口端子13与SMK之间的车身K线正常,SMK的电源和搭铁也正常,且故障检测仪通过车身K线发出了通信请求信息,为什么仍无法进行通信呢?难道SMK损坏了?
检查SMK,其配件车型代号为TD(图8)。查询配件系统,发现该配件实际对应进口起亚福瑞迪车型,配件来自国内的MOBIS供应商,而该车原厂SMK配件的车型代号为CM,是韩国进口的,但两者的配件编码一致。另外,无线电接收器也不是原厂配件。与车主沟通得知,SMK和无线电接收器就是维修该故障在其他维修厂更换的,但从检测结果来看,笔者还是怀疑故障与SMK有关系,于是建议更换原厂SMK和无线电接收器。
图8 故障车上安装的SMK.png
8 故障车上安装的SMK
征得车主同意后订购原厂SMK和无线电接收器,到货后更换并匹配后试车,故障未再出现,于是交车。10多天后,车主电话反映故障又出现了!于是让车主等车辆恢复正常后进厂检修。
车辆到店后试车,故障出现时故障现象与之前一样,但故障比之前严重,需要等待几个小时才偶尔一次恢复正常。拆下SMK外壳,故障时重点测量SMK内部端子的电源、搭铁、车身K线及B-CAN总线,均不存在虚接现象。
究竟是SMK不工作,还是SMK再次损坏?于是用虹科pico示波器从SMK导线连接器侧测量SSB 2信号、车身K 线信号、无线电接收器信号及常电源线上的电流信号波形。如图9所示,连续按压2次起动按钮,SSB 2信号均能由0 V变为12 V,正常,但其他信号均无变化。
图9 故障时从SMK导线连接器侧测得的相关波形.png
9 故障时从SMK导线连接器侧测得的相关波形
尝试用故障检测仪进入SMK,此时车身K线上有通信信号,但实际无法进入SMK,说明通信信号是故障检测仪发出的请求通信信号;按下智能钥匙上的解锁按钮,无线接收器信号发生变化,说明无线接收器接收到了智能钥匙的高频信号,并发送给SMK,但此时SMK的电流一直无变化,说明SMK一直没工作,推断SMK一直处于休眠状态或本身损坏。
突然想起来库房里有一个旧的国产福瑞迪车的SMK,对比配件编码,不一样,但SMK端子和导线连接器一样。尝试安装国产福瑞迪车的SMK后试车,惊讶地发现故障检测仪可以与SMK、PDM进行通信了;尝试重新匹配,也显示注册成功;按下起动按钮,电源模式可以切换;尝试起动发动机,起动机可以运转,但无法着机;进入ECM,读得故障代码“P1960 钥匙防盗无响应”,说明ECM与SMK之间的防盗认证无法通过,但智能钥匙系统的其他大部分功能是可以正常使用的。
再次用pico示波器从SMK导线连接器侧测量相关波形,如图10所示,第1次按压起动按钮,电源模式切换至ACC状态,SSB 2信号正常变化,无线电接收器信号发生变化,说明无线电接收器接收到了智能钥匙发送的高频信号,这也说明SMK接收到SSB 2信号后激活车内低频天线搜寻智能钥匙,即SMK开始工作了,SMK电流的波动也验证了这一点;随后每间隔约3 s搜寻1次智能钥匙;第2次按压起动按钮,电源模式切换至IG ON 状态,车身K线开始处于高电位状态;第3次按下起动按钮,电源模式切换至IG OFF状态,车身K线变为低电位状态,SMK会继续搜寻智能钥匙,约30 s后停止搜寻,SMK又回到休眠状态。
图10 电源模式可以正常切换时从SMK导线连接器侧测得的相关波形.png
10 电源模式可以正常切换时从SMK导线连接器侧测得的相关波形
装回原厂的SMK后试车,故障依旧!难道真的是原厂的SMK又损坏了?保险起见,决定先排除外围电路原因导致SMK无法被唤醒的可能。依次脱开PDM,车身控制模块(BCM)、智能钥匙锁筒、ESCL及无线电接收器的导线连接器,故障检测仪均无法进入SMK。SMK上有2个导线连接器,其中一个导线连接器只负责控制6个低频天线。断开该导线连接器后试车,故障依旧;测量低频天线的电阻,均为1.5 Ω左右,正常,说明故障与低频天线部分无关。
反复查看SMK的电路图,大部分的线路已经测量过了,还剩下3个车门把手开关(左前车门把手内的开关、右前车门把手内的开关及后备厢门把手内的开关)的线路没有测量。如图11所示,未按下车门把手开关时,开关处于断开状态,信号线上为高电位;按下车门把手开关时,开关闭合,与搭铁导通,信号线上为低电位。
图11 车门把手开关电路.png
11 车门把手开关电路
用万用表从SMK导线连接器侧分别测量3个车门把手开关信号线上的电压,左前、右前车门把手开关信号线上的电压均约为12 V,而后备厢门把手开关信号线上的电压约为4 V,异常。
pico示波器测量后备厢门把手开关信号波形(图12),可以看到此时的信号电压变为7 V左右;按下后备厢门把手开关,电压从7 V拉低至0.6 V;松开后备厢门把手开关,电压升高至10 V,随即又降低至7 V
图12 后备厢门把手开关信号波形.png
12 后备厢门把手开关信号波形
测量左前门把手开关信号波形(图13),初始电压约为12 V,按下左前门把手开关,电压拉低至1.7 V;松开左前门把手开关,电压又升高至12 V。测量右前门把手开关信号波形,与左前门把手开关信号波形变化一致。
图13 左前门把手开关信号波形.png
13 左前门把手开关信号波形
脱开SMK导线连接器,从SMK导线连接器侧测量后备厢门把手开关的电阻,在555 Ω~2 718 Ω变化;分别测量左前、右前车门把手开关的电阻,均为∞,按下开关时约为390 Ω。经过对比,怀疑后备厢门把手开关触点无法回位。打开后备厢,脱开后备厢门把手开关导线连接器,此时后备厢门把手开关信号线上的电压升高至12 V;按下起动按钮,电源模式切换正常,且发动机起动正常。装回后备厢门把手开关导线连接器,在正常情况下,用手按住后备厢门把手开关,故障再现,由此确定故障是由后备厢门把手开关信号异常引起的。
故障排除 
仔细检查后备厢门把手开关(图14),发现开关按钮处在凹陷状态。更换后备厢门把手开关后试车,智能钥匙系统功能恢复正常。测量后备厢门把手开关信号波形,与左前、右前车门把手开关信号波形一致,故障排除。
图14 损坏的后备厢门把手开关.png
14 损坏的后备厢门把手开关
故障总结 
为什么装上国产福瑞迪车的SMK时,故障检测仪能够与SMK通信呢?故障时装上国产福瑞迪车的SMK,读取SMK数据流(图15),发现后备厢门把手开关状态为“ON”,用力拍打后备厢门把手开关一段时间,其状态才变成“OFF”,这也验证了后备厢门把手开关回位异常。笔者认为,由于控制逻辑的不同,若后备厢门把手开关一直处于“ON”状态,国产福瑞迪车的SMK可以正常唤醒,但该车原厂的SMK却一直处于休眠状态。
图15 故障时的SMK数据流.png
15 故障时的SMK数据流
另外,笔者还测量了国产福瑞迪车后备厢门把手开关的信号波形,未按下后备厢门把手开关时,信号电压约为12 V,这与该车的一样;按下后备厢门把手开关时,信号电压约为0 V,这与该车的有所区别。
作者:李康林

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