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；操作智能钥匙上的按钮，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
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
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
（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
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
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
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
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
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。
在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
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
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
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
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。
用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
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
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
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
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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