2012年上汽通用别克GL8充电系统故障

◆文/北京 葛树明

故障现象

一辆2012年生产的上汽通用别克GL8，发动机排量2.4L，行驶里程为98 565km，VIN代码为LSGUD84XJCF＊＊＊＊＊＊。该车行驶正常，但客户反应行驶过程中偶尔会显示维修充电系统故障。

故障诊断与排除

接车后，连接诊断电脑未发现故障代码，试车未发现任何异常，检查蓄电池桩头，连接紧固。测量蓄电池电压为12.34V，发电机电压为13.71V。由于未能找到任何异常，只好让车主在使用中继续观察。

几天后，车主再次进店报修，故障现象与上次一样。接车后检查，无故障码，未发现任何异常。

考虑到，车辆在行驶过程中，蓄电池会处于充电状态。笔者尝试着在关闭发动机的状态下，打开远光灯、鼓风机等大功率车载电器，大约10min后，对蓄电池进行检查，状态良好。继续开启远光灯、鼓风机等大功率车载电器，又过了大约10min，再次检测蓄电池，电压只有10.17V，蓄电池存在“坏格”情况。更换全新蓄电池，并按要求测量寄生电流为0.01A，符合该车规定的0.03A。对蓄电池再次进行放电检测，各项参数正常，路试正常后交车。

一周后，该车再次到店维修，故障现象与之前两次完全一样。接车后，安装常规流程进行检查和诊断。连接专用诊断仪，未能读取任何故障代码；检查蓄电池桩头，连接紧固；测量蓄电池电压、充电电压，均正常。关闭发动机，开启远光灯、鼓风机等大功率车载电器放电10min后，检测蓄电池，状态良好；继续放电10min后，蓄电池状态依旧正常。仔细检查蓄电池线束，发现蓄电池正极线压接处腐蚀，蓄电池到发电机的正极线(图1)腐蚀老化变成黑色。晃动该段线束，发现线束存在虚接开路的情况。考虑到蓄电池正极到发电机正极线腐蚀老化，笔者为该车更换了全新的蓄电池正极线束，恢复车辆后试车，仪表无故障提示，发电机发电正常，试车正常后交车。

图1 故障车启动和充电系统电路

两天后车辆返修进场，再次维修正常行驶仪表显示维修充电系统。用以前的方法检查蓄电池和线路正常。启动发动机，将车辆放在车间观察，1h后，仪表台上的充电系统故障灯点亮，测量发电机电压12.04V，并向低变化，说明不发电，检查发电机线路良好，发电机激磁供电正常。

ECM对发电机的控制方式共有两种：

一种控制方式是发动机控制单元ECM向发电机l端提供5V直流电压，用来驱动发电机电压调节器工作，输出励磁电流使发电机发电。如果使用万用表测量发电机l端电压，结果应为5V。

另一种控制方式是发动机控制单元ECM向发电机l端提供5V占空比信号，利用该信号，通过电压调节器控制励磁电流的大小，使发电机工作在不同的充电模式下。如果使用万用表测量该电压，只会得到平均电压，通常为3.8V。

这两种不同控制方式的发电机可以通过发电机线束插头来区分。无论是否打滑、是5V直流电压还是5V占空比信号，均是由发动机控制单元ECM输出，这样就会输出两种不同的l端控制信号，以适应这两种不同发电机的需要。如果ECM使用的标定程序不正确，就会导致充电系统故障。目前所知，如果发动机控制单元ECM的控制程序适用于占空比控制发电机，而实际上却安装了直流5V控制型的发电机，则会导致发电机不发电，此时如果测量l端，电压应为3.8V，这个电压不足以驱动电压调节器，F端输出至发动机控制单元ECM的电压调节器励磁频率信号也只有0.65V，且不会随着发动机转速相应变化。而正常情况下，F端的输出应为2.5V左右，且与发动机转速呈反比变化。经过对故障车的测量，确定发动机控制模块对发电机控制输出电压正常。

通过进一步检查，笔者发现：当发动机处于高转速状态时，充电系统故障报警灯熄灭；当发动机处于怠速时，报警灯点亮，且轻轻敲击发电机金属外壳时，报警灯又会熄灭。由此可以判断，故障车发电机内部存在故障，导致无法发电，报警灯点亮。

更换发电机后故障被彻底排除。交车两周后，电话询问车主，确认车辆使用情况正常。

维修小结

对于这种相同故障多次进店维修的车辆，需熟练运用维修手册和诊断仪数据流判断故障点，要遵循维修手册的步骤进行仔细排查。针对本案例中的间歇性故障，一定要想办法让故障重现，否则很难找到真正的故障点，并彻底排除故障。

专家点评

姜 楠

该故障车进店4次才找到故障点，虽然是偶发性故障，但进店次数有些多，针对仪表偶尔报警“维修充电系统故障”，我建议采取下面检查流程，可避免该车第2和第3次进店。

1．用蓄电池检测仪对蓄电池进行充电前、充电后及负载测试，并测量蓄电池的冷启动电流和蓄电池内阻，显示蓄电池是否需充电、单格是否损坏、是否需更换。

2．测量汽车静态电流，应小于30mA，如大于说明存在漏电。

3．测量启动机运转时蓄电池电压，应大于10．6V，如小于说明蓄电池或启动机存在故障。

4．测量启动机运转时蓄电池正极或负极柱与电缆夹之间电压，应小于0．5V，如大于说明电缆夹接触不良。

5．保持发动机2 500r/min，打开大用电器，测量发电机输出端子与蓄电池正极柱之间电压，应小于0．5V，如大于说明该条电缆或接线柱导电不良。

6．保持发动机2 500r/min，打开大用电器，测量发电机外壳与蓄电池负极柱之间电压，应小于0．5V，如大于说明发电机外壳与蓄电池负极柱之间导电不良。

这款车装备第三代电压调节控制系统，下面做个简单介绍。

一、电源管理功能

电源管理系统具有三个功能：监测蓄电池电压并估计蓄电池状态；发给发电机指令及提高怠速；自诊断并提醒驾驶员。

二、充电系统部件

1．发电机。发电机由传动皮带驱动，当转子旋转时，定子绕组产生交流电，经二极管整成直流电。发电机内部有电压调节器，供给转子绕组电流，如磁场控制电路出现故障，发电机默认电压为13．8V(即执行60%)。

2．BCM(车身控制模块)。BCM是车载网络中的一个装置，它与ECM和组合仪表通信以进行电源管理操作。BCM监测来自ECM的发电机磁场占空比信号，监测蓄电池电流传感器，监测蓄电池正极电压，估计蓄电池温度以确定蓄电池充电状态，向ECM提出发电机目标电压和怠速提高申请。

3．蓄电池电流传感器。该传感器装在蓄电池负极电缆连接处，是三线式霍尔效应电流传感器，监测蓄电池电流，将信号送给BCM。信号频率128Hz，5V电压，0～100%的脉宽调制信号(PWM)。正常脉宽5～95%，0～5%和95～100%用于自诊断。

4．ECM(发动机控制模块)。ECM将电压调节器接通信号送至发电机J1-2端子，将磁场控制PWM信号送至J1-1端子，制式与上面相同。电压调节器供给与输入PWM信号成正比的PWM磁场电流。发动机起动后，调节器检测定子绕组的交流电压感知发电情况，当检测出异常时将J1-1端子接地，以告知ECM。

5．组合仪表。充电系统出现故障时，组合仪表有两种提醒方式：充电指示灯报警；显示SERVICE BATTERY CHARGING SYSTEM(维修蓄电池充电系统)。

三、充电系统的运行

表1是ECM对发电机占空比指令及对应的目标电压，发电机向BCM发出反馈信号，制式与上面相同。

表1 ECM对发电机的指令

充电系统有六种运行模式：

1．充电模式。满足以下任一条件，系统设置发电机目标电压为13．9～15．5V之间。①刮水器接通并持续3s；②空调控制单元感测到GMLAN(温度控制电压助力模式请求)属实，冷却风扇高速运行，后窗除雾器和暖风、通风与空调系统的鼓风机高速运行；③估计的蓄电池温度低于0℃；④“蓄电池充电状态”低于80%；⑤车速大于14km/h；⑥电流传感器出现故障；⑦系统电压被确定低于12．5V。

2．燃油经济性模式。估计的蓄电池温度为0～80℃，计算的蓄电池电流-8～15A(负号指蓄电池放电)，并且蓄电池充电状态大于或等于80%时，系统设置发电机目标电压为12．5～13．1V之间。一旦满足充电模式标准，BCM将转入充电模式。

3．电压下降模式。计算的环境温度高于0℃时，计算的蓄电池电流-7～1A，且发电机磁场占空比小于99%，系统设置发电机目标电压为12．9V。一旦满足充电模式标准，BCM将转入充电模式。

4．启动增压模式。发动机启动后，系统设置发电机目标电压为14．5V，并持续30s。

5．前照灯模式。前照灯(远光或近光)打开时，系统设置发电机目标电压为13．9～14．5V之间。

6．蓄电池硫化模式。BCM判定蓄电池出现硫化，设置发电机目标电压小于13．2V并持续45min，然后执行充电模式2～3min，其后再根据电压需要进入其它模式。