Ремонт автомобильной электроники

Публикации

Не работают поворотники. Пошаговая диагностика и ремонт указателей поворота на примере Hyundai IX35 2011–2013 г.в.

Предлагаю помощь в ремонте указателей поворота легковых и грузовых автомобилей, спецтехники, спецтранспорта, мотоциклов, скутеров и водного транспорта всех марок и типов.

Обратившись ко мне, Вы можете быть уверены, что все используемые запчасти и комплектующие будут только оригинальные и новые (никакого демонтажа со старой аппаратуры и китайских поделок), а работа будет выполнена на высочайшем уровне с гарантией до 5 лет.

Хозяйка Hyundai Santa Fe IX35 2011 г.в. заехала в один из сервисов с проблемой плохого контакта лампы указателя поворота в правой фаре. Поворотник периодически переставал работать, а яркость его свечения менялась при вибрации автомобиля во время движения.
Автоэлектрик, не отключая аккумулятора, попытался подправить просевшие контакты в патроне лампы отверткой и само собой закоротил плюс на массу. По счастливой случайности вместо плавкого предохранителя в защите электрической цепи поворотных сигналов стоял жучок, который выдержал короткое замыкание и остался цел.
А вот остальному повезло меньше – в салоне автомобиля что-то щёлкнуло, из-под приборной панели пошел дым и запахло горелым пластиком. Бонусом перестали работать вообще все поворотники.

Опустим занавес над дальнейшим развитием событий в этом сервисе и перейдем к ремонту автомобиля, который пригнала ко мне еще не отошедшая от впечатлений хозяйка.

Схема поворотников Hyundai IX35
Рисунок 1. Электрическая схема указателей поворота и аварийных огней автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в.

Определение неисправности в любом автомобиле наиболее разумно начинать с подключения диагностического оборудования. Во-первых, в современных автомобилях без диагностики не обойтись, а во-вторых, умение считывать и правильно интерпретировать коды ошибок поможет вам, как минимум, сократить время выполнения ремонтных работ.
К сожалению компьютерная диагностика - это не панацея и львиная доля времени любого автоэлектрика тратится на работу с контролькой и изучение электрических схем. Давайте посмотрим, как это происходит.

СПОЙЛЕР
Разумеется этот автомобиль давно отремонтирован, а статья пишется по практически стёртым следам, в основном опираясь на сделанные фотографии. Само-собой тогда, первым делом, была проведена компьютерная диагностика, которая показала ошибки в блоке комфорта, плюс в салоне из под приборной доски где располагается этот блок, пахло горелой проводкой.
И казалось бы можно пролистать вниз и посмотреть что надо отремонтировать в блоке BCM, чтобы восстановить работу поворотников, и на этом успокоиться.
Но такой подарок происходит редко, гораздо чаще короткое замыкание вызывает множество неисправностей, где одна тянется из другой.
Конечно, при коротком замыкании в цепи должен перегореть защитный предохранитель, но не в этот раз, а потому сгорело самое слабое звено - блок комфорта. Вместе с блоком BCM могла повредиться проводка и контакты разъемов, а также выгореть блок предохранителей, и все это нужно проверить на исправность.

Необходимо понимать, что любые ремонтные работы проводятся по определенному регламенту, которого желательно придерживаться. Отклонение от регламента возможно только при типовом ремонте, когда неисправность из раза в раз одна и та же, например, в силу истекшего срока службы агрегата.

На первом изображении (Рисунок 1) размещена электрическая схема поворотников и аварийных огней, давайте изучим её. Для начала разберемся в обозначениях, а потом займемся диагностикой возможных неисправностей.

Из схемы видно, что управление указателями поворота в автомобиле Hyundai IX35 (как и большинстве другой транспортной технике) осуществляется по 4 независимым каналам:

  • Первый канал включает лампу указателя поворота в левой фаре и дополнительный поворотник на левом крыле (при его наличии).
  • Второй канал включает лампу указателя поворота в правой фаре и дополнительный поворотник на правом крыле (при его наличии).
  • Третий канал включает лампу указателя поворота в левом заднем фонаре и дополнительный поворотник в наружном зеркале со стороны водителя.
  • Четвертый канал включает лампу указателя поворота в правом заднем фонаре и дополнительный поворотник в наружном зеркале со стороны пассажира.

Само собой каждая лампочка вставлена в некий разъем, а не болтается в воздухе. Например, лампа указателя поворота левой фары расположена в разъеме CHG26, если автомобиль оснащен бензиновым двигателем (G4KD) или в разъеме CRD26, если комплектация дизельная (D4HA). И в том, и в другом варианте питание на лампочку подается по проводам, подключенным к клеммам 1 и 5 разъема (обозначаются двойной стрелочкой). Остальные лампы по аналогии, попробуйте сами прочитать схему, надеюсь сейчас для вас это уже не сложно.

GHG02, GRD02, GHG04, GRD04, GF03, GF01, GF06, GF08 это точки подключения массы. Наиболее часто реализованы в виде болтовых креплений в различных местах кузова автомобиля, к которым подключены минусовые провода уходящие в общую косу электропроводки автомобиля.
Стоит уделить им пристальное внимание, так как болты могут быть ослаблены и иметь следы окислов. При коротком замыкании цепи проводка достаточно часто отгорает или теряет контакт именно в этих местах.

Сами провода на схеме изображены в виде линий с цифробуквенным обозначением сечения провода и цвета. Например, минусовой провод, идущий к клемме 5 разъема CHG26 (CRD26) от точки подключения массы GHG02 (GRD02) или корпуса автомобиля (обозначен в виде кружочка с чёрточками под ним) имеет маркировку 0.5B. Где "0.5" это сечение (или толщина) проводника 0.5 мм2, а "B" сокращение от Black (чёрный) - цвет провода. С остальными проводами точно так же.

Точка (●) в месте пересечения двух проводов на схеме указывает на то, что это электрическое соединение – провода контактируют между собой. Пересечение проводов без точки означает, что они просто перекрещиваются в схеме, но не имеют электрического контакта.

Основные цвета проводов и их обозначения на электрических схемах автомобилей Hyundai/Kia:

    B (Black), чёрный - масса (-) или заземление (подключение к кузову, минус АКБ);
    W (White), белый - сигнальные провода (датчики, управление;
    R (Red), красный - постоянное питание +12В (прямое подключение к АКБ);
    Y (Yellow), жёлтый - питание +12В, через зажигание (активируется при повороте ключа);
    G (Green), зелёный - сигналы управления (CAN-шина, датчики, лампы);
    L (Blue), синий - освещение, подсветка (габариты, подсветка панели приборов);
    Br (Brown), коричневый - вспомогательные цепи, датчики кислорода, ABS и др.;
    O (Orange), оранжевый - сигнальные провода, CAN шина, диагностика;
    P (Pink), розовый - управление двигателем, АКПП Форсунки, датчики положения;
    Gr (Gray), серый - вспомогательные цепи (аудиосистема, антенна и т.п);
    V (Violet), фиолетовый - шины связи (MOST, LIN), мультимедийные системы;
    B/W (Black/White), чёрный с белой полосой - как правило обозначает ответвление в цепи;
    Другие комбинации цветов.

Также на схеме присутствуют изображения двух электронных блоков, в виде серых прямоугольников, обведенных черной пунктирной линией, которые обозначены как:

  • Интеллектуальная распределительная коробка (SMART JUNCTION BOX) или салонный блок предохранителей;
  • Блок управления кузовом BCM (Body Control Module)

К этим блокам мы обратимся ниже, если на то возникнет необходимость (а она возникнет), а работу начнем с диагностики внешней проводки и световых приборов автомобиля.
Вообще, при проверке любых электрических цепей в автомобиле целесообразно двигаться от исполнительных устройств к управляющим. Такой подход обусловлен тем, что соединительные провода и контакты разъемов в местах подключения нагрузки наиболее сильно подвержены разрушению и окислению от механических воздействий, высоких токов, повышенной температуры и влаги. Плюс сами исполнительные устройства (световые приборы, двигатели и т.д.) имеют ограниченный срок службы и рано или поздно выходят из строя.

Из принципиальной схемы (Рисунок 1) видно, что проще всего проверить работу указателей поворота подавая внешнее напряжение (12 вольт) на каждый из четырех участков цепи.
Для проверки лампы указателя поворота левой фары и бокового левого указателя поворота освобождаем разъем I/P-C (Рисунок 3) из блока предохранителей и на его 18 контакт подаем 12 вольт с аккумулятора. Если обе лампочки (при наличии поворотника на крыле) загорелись, то данный участок цепи в порядке, в противном случае придется проверять провода на обрыв, а лампы накаливания и разъемы на исправность.
Данную процедуру необходимо выполнить для каждого участка цепи, аналогично подавая плюс на 19 пин разъема I/P-C и на 5 и 10 пин разъема I/P-D.

В нашем случае все четыре участка цепи оказались в порядке, следовательно можно переходить к следующему этапу - проверке салонного блока предохранителей (снова смотрим на схему, Рисунок 1).

Хочу обратить ваше внимание на следующий факт: если автомобиль выполнен в комплектации с указателем поворота бокового типа (в нашем случае устанавливаются на передних крыльях) и он подсоединён параллельно основной лампе указателя поворота (Рисунок 1), то при его неисправности на приборной панели тоже может появиться значок ошибки (реализовано не во всех автомобилях), порой даже с указанием местоположения вышедшего из строя элемента. И уж совершенно точно сторона автомобиля с неисправным поворотником начнет чаще мигать при его активации, а звук щелчков в салоне, издаваемый реле поворотников, убыстрится. Самое смешное то, что никакого реле поворотников в современных автомобилях нет, а имитацию звука его работы с помощью динамика (Рисунок 7) и частоту мигания ламп обеспечивает блок BCM.

Каким образом внутренняя диагностическая система автомобиля узнает о выходе из строя светового прибора и определяет его месторасположение разберемся позже, когда доберемся до блока комфорта BCM.

Блок предохранителей Hyundai IX35
Рисунок 2. Салонный блок предохранителей или интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) Hyundai IX35 2011-2013 г.в..

Итак мы добрались до так называемого салонного блока предохранителей, или как указано в официальной документации - интеллектуальной распределительной коробки (Smart Junction Box) автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. И да, его придется снимать.
Дело в том, что один из разъемов блока, который нам нужно проверить, а именно I/P-F, находится на его обратной стороне (Рисунок 3) и по другому до него никак не дотянуться.

Демонтаж с автомобиля, разборку и проверку этого и подобных салонных блоков установленных на автомобилях Hyundai/Kia осуществляется по единому сценарию, который я кратко описал, например, в статье "Не работает центральный замок Kia Soul. Ремонтируем салонный блок предохранителей".
Вообще рекомендую хотя бы по "диагонали" пробежаться по разделу "Блог", там вы сможете почерпнуть много информации по наиболее распространенным неисправностям автомобилей концерна Hyundai/Kia, благо специализируюсь и ремонтирую я в основном их.

Распиновка блока предохранителей Hyundai IX35
Рисунок 3. Схематичное изображение (назначение предохранителей и распиновка разъёмов) салонного блока предохранителей или интеллектуальной распределительной коробки (Smart Junction Box) автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в.

Вновь возвращаемся к принципиальной электрической схеме (Рисунок 1) и определяемся с дальнейшими действиями. Из схемы видно, что каждый канал идет через блок предохранителей насквозь, без каких-либо дополнительных соединений, к блоку комфорта. Вполне логично, что эти цепи должны звонится накоротко.
Для их проверки воспользуемся мультиметром, выставленным в режим прозвонки:

  • Электрическая цепь левой фары (левая лампа указателя поворота и боковой левый указатель поворота): устанавливаем первый щуп мультиметра на контакт 18 разъема I/P-C, а второй на контакт 6 разъема I/P-F (Рисунок 3). Мультиметр долен показать короткое замыкание, в противном случае проверяемая цепь оборвана.
  • Электрическая цепь правой фары (правая лампа указателя поворота и боковой правый указатель поворота): устанавливаем первый щуп мультиметра на контакт 19 разъема I/P-C, а второй на контакт 7 разъема I/P-F. Мультиметр долен показать короткое замыкание, в противном случае проверяемая цепь оборвана.
  • Электрическая цепь заднего левого комбинированного фонаря и наружного зеркала с электроприводом со стороны водителя (левая лампа указателя поворота и лампа указателя поворота в зеркале со стороны водителя): устанавливаем первый щуп мультиметра на контакт 5 разъема I/P-D, а второй на контакт 4 разъема I/P-F. Мультиметр долен показать короткое замыкание, в противном случае проверяемая цепь оборвана.
  • Электрическая цепь заднего правого комбинированного фонаря и наружного зеркала с электроприводом со стороны пассажира (правая лампа указателя поворота и лампа указателя поворота в зеркале со стороны пассажира): устанавливаем первый щуп мультиметра на контакт 10 разъема I/P-D, а второй на контакт 16 разъема I/P-F. Мультиметр долен показать короткое замыкание, в противном случае проверяемая цепь оборвана.

И снова везение на нашей стороне - салонный блок предохранителей без повреждений.

По-хорошему нужно заглянуть внутрь блока и проверить его состояние хотя бы визуально, тем более что было короткое замыкание на участках электрических цепей, проходящих через него.
Само собой придется разобрать блок, если проверка покажет неисправность. Ремонт таких сгоревших блоков условно возможен, но окончательный ответ может дать только диагностика.

В нашем случае работа автоэлектрика завершена, начинается этап электронщика. Переходим к диагностике и ремонту блока управления кузовом (Body Control Module - BCM - блок комфорта).

BCM 95400-2Y300
Рисунок 4. Блок комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. - вид спереди.

С этого момента я постараюсь подробно рассказать о методике диагностики и ремонта электронных блоков автомобиля.
Конечно можно попробовать просто заменить сгоревший элемент, на новый (а для этого тоже требуется определенная квалификация) и надеяться на то что неисправный блок заработает.
К сожалению далеко не всегда сгоревшие детали можно найти визуально, и крайне редко выходит из строя что то одно, чаще неисправной оказывается целая цепочка элементов (как в нашем случае).
В процессе ремонта я не только покажу наглядно как произвести ремонт указателей поворота, связанный с выходом из строя блока комфорта BCM, но и постараюсь дать некоторые теоретические основы.
Я понимаю, что в рамках этой статьи невозможно рассказать о принципе работы микроконтроллера и каким образом он управляет электронными компонентами на плате, но на примере того участка цепи, который мы будем анализировать у вас должно сложится некоторое понимание, даже, если вы не имеете к микроэлектронике никакого отношения.

Я предполагаю, что после изучения этой публикации (просматривать здесь недостаточно, придется вникать) вы, как минимум, сможете попробовать собственными силами восстановить работу поворотников на своём автомобиле, а как максимум, будете иметь некоторое представление об общем принципе ремонта электронных схем.

BCM 95400-2Y300
Рисунок 5. Блок комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. - вид сзади.

Разбираем блок. Для этого вывинчиваем два самореза по его углам, а затем одновременно отжимая пластиковые клипсы по периметру корпуса, разделяем корпус на две половины.
При вскрытии блока будьте аккуратны - пластик корпуса хрупкий и клипсы можно легко сломать, лучше использовать специальные пластиковые лопатки, а не отвертки, от первых не остается вмятин и царапин.

Маркировка BCM 95400-2Y300
Рисунок 6. Заводская табличка (шильдик) с информацией о блоке комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в.

Кратко пробежимся по маркировке блока:

  • FBD2411 - серийный номер, уникален для каждого блока
  • UNIT ASSY - BCM - Unit Assembly Body Control Module (сборочный узел/модуль блока управления кузовом в сборе). Основные функции: управление освещением (салон, фары, стоп-сигналы, поворотники, габариты, и т.д.), контроль стеклоподъёмников, работа центрального замка, сигнализация, управление дворниками/омывателями, другое.
  • 95400-2Y300 - оригинальный каталожный номер блока комфорта (Body Control Module, BCM). Используется для идентификации конкретной версии модуля в запасных частях и сервисной документации. Короче говоря, по этому номеру ищется блок взамен установленного в вашем автомобиле. Важно: при замене BCM требуется адаптация ключей и стеклоподъёмников через дилерское ПО.
  • DC 12V ⎓ 50mA - 12V - постоянное номинальное рабочее напряжение, 50mA - потребляемый ток в режиме ожидания (standby).
  • OMRON KOREA - Omron (японская корпорация, один из крупнейших мировых производителей), Korea (южнокорейское подразделение компании). Важно: Наличие логотипа Omron подтверждает оригинальность блока. Китайские аналоги обычно не имеют этой маркировки либо содержат грамматические ошибки в надписи.
  • 97RA-010075 - внутренний производственный код, используемый Hyundai/Kia для идентификации узла на этапе сборки. Не используется в каталогах запчастей, но может помочь при гарантийных случаях (дилер проверяет по нему дату выпуска).

Плата BCM Hyundai IX35
Рисунок 7. Печатная плата блока комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. - вид сверху.

На демонтированной из блока плате хорошо видно вышедшую из строя от перегрева микросхему и потемнение вокруг неё (Рисунок 7), чип однозначно под замену. Несмотря на то, что остальные электронные компоненты на плате визуально целые, их проверка обязательна. Новая микросхема почти наверняка выйдет из строя если в ее обвязке окажутся неисправные элементы, например конденсаторы или диоды в коротком замыкании.

Плата BCM Hyundai IX35
Рисунок 8. Печатная плата блока комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. - вид снизу.

С этой стороны платы также имеется затемнение в месте расположения сгоревшего чипа. Далее мы рассмотрим эту область подробнее.

VNQ5E050AK после короткого замыкания
Рисунок 9. Сгоревшая Микросхема VNQ5E050AK управляющая сигналами поворота на плате блока комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в.

Более чем очевидно, что микросхема сгорела, ко всему прочему её корпус оплавился настолько сильно, что была уничтожена маркировка.
Если вы столкнулись с подобным, то поиск сгоревшего элемента может стать серьезной проблемой. На этот раз все обошлось, так как у меня на складе завалялся рабочий блок комфорта от Hyundai IX35 этого года, пусть и другой модификации. В нашем случае это не имеет значения, так как я не встречал автомобилей, которые не были бы укомплектованы сигналами поворота, а следовательно, и электронные компоненты, обеспечивающие их работу в моем блоке, должны быть.

Чтобы не тратить время на поиск и покупку необходимых нам в ремонте компонентов, будем использовать его в качестве донора. Если донора в наличии нет, то предпочтительнее приобрести б.у. компоненты, выпаянные с оригинальной аппаратуры, чем тратить время и деньги на "паль" от китайцев, которой завален алиэкспресс и наши маркетплейсы. Разумеется, в продаже есть и оригинальные комплектующие, но цены, минимальное количество в заказе и сроки поставки, как правило, оставляют желать лучшего.

Плата BCM после короткого замыкания
Рисунок 10. Повреждённая токопроводящая шина под сгоревшей микросхемой VNQ5E050AK на обратной стороны платы блока комфорта 95400-2Y300.

А вот такой стала токопроводящая шина с обратной стороны платы под сгоревшей микросхемой.
Хорошо видно что защитное покрытие на ней потемнело от перегрева (изначально было зеленого цвета, как и все остальное) и частично разрушено.
Обратите внимание на множество сквозных отверстий в этом месте - помимо проводника данный участок шины используется и как радиатор, отводя тепло от чипа.

В дальнейшем мы постараемся удалить из отверстий расплавившийся пластик, проверим наличие металлизации внутри них и при необходимости восстановим.

Восстановленная после КЗ плата BCM
Рисунок 11. Очищенная от припоя, флюса и сгоревшего пластика контактная площадка под микросхему VNQ5E050AK на печатной плате блока BCM.

Обязательно очищаем контактную площадку под микросхему VNQ5E050AK от всего лишнего и тщательно проверяем посадочные площадки на наличие отслоений, обрывов и коротких замыканий. Если этого не сделать, то дальнейшая диагностика будет затруднительна, а то и просто невозможна.
При сильных повреждениях, например при сквозном прогаре, ремонт платы вообще может быть невозможен, особенно если плата многослойная.

Восстановленная после КЗ плата BCM
Рисунок 12. Очищенная от припоя, флюса и сгоревшего пластика токопроводящая шина с обратной стороны платы, под микросхемой VNQ5E050AK.

Тщательно проверяем наличие металлизации внутри отверстий, которая на данной плате выполняет функции не только проводника, но и теплоотвода.
Если металлизация отсутствует, то придется её восстанавливать. Для этого в продаже можно приобрести специальные медные гильзы (подбираются по размеру), я же использую медную проволоку подходящего диаметра, впрессовывая ее внутрь испорченных отверстий и расклёпывая с обеих сторон платы.

VNQ5E050AK
Рисунок 13. Микросхема VNQ5E050AK - высоковольтный интеллектуальный силовой ключ (H-bridge драйвер) от компанией STMicroelectronics.

Из технической спецификации (Datasheet) узнаем, что эта сборка силовых ключей VNQ5E050AK наиболее часто применяется в автомобильной электронике для управления фарами, стеклоподъемниками, вентиляторами, реле и соленоидами.
Так же VNQ5E050AK используется в промышленной автоматике для управление драйверами двигателей (малой мощности), клапанами и заслонками и в бытовой технике для управления насосами и приводами.

Вполне логично предположить, что в блоке комфорта автомобиля Hyundai IX35 микросхема VNQ5E050AK управляет работой поворотников.
На самом деле я это знаю наверняка, более того, чуть ниже распишу логику работы электронных компонентов на этом участке цепи, но все равно давайте посмотрим, что из себя представляет эта микросхема.

Распиновка VNQ5E050AK
Рисунок 14. Назначение выводов (распиновка) микросхемы VNQ5E050AK - высоковольтный интеллектуальный силовой ключ (H-bridge драйвер).

Работа с любым электронным компонентом, а тем более с такой сложной конструкцией как микросхема всегда начинается с изучения технической спецификации на изделие (Datasheet). Ознакомится с ней можно по ссылке Datasheet VNQ5E050AK.
Из даташит следует , что нумерация выводов данной микросхемы стандартная, отсчет начинается от ключа (круглая метка на корпусе в углу микросхемы): 1 вывод - Vcc (верхний, левый), далее вниз до 12 вывода - Vcc. Переходим на правую сторону микросхемы - 13 вывод (первый из трех OUTPUT 4) и поднимаемся наверх - 24 вывод (последний из трех OUTPUT 1).

Давайте сначала разберемся с назначением выводов микросхемы VNQ5E050AK, а затем приступим к диагностике и ремонту, итак:

  • Vcc - напряжение питания микросхемы.
  • GND - минус или земля
  • CURRENT SENSE (датчик тока) предназначен для мониторинга тока нагрузки в реальном времени без использования внешнего шунтирующего резистора.
    Как правило используется для защита схемы от перегрузки (контроль тока через нагрузку и её отключение при превышении допустимого значения), диагностики состояния системы (обнаружение короткого замыкания, обрыв цепи, некорректная работа нагрузки), а также в качестве канала обратной связи для регулировки силы тока.
    Принцип работы данного сигнала следующий: CURRENT SENSE формирует малый ток, пропорциональный току нагрузки, чтобы полученное напряжение цепи можно было измерить с помощью АЦП микроконтроллера, для дальнейшей обработки.
  • CS_DIS - отключение/включение вывода CURRENT SENSE (CS_DIS = HIGH (логическая "1") → датчик тока отключён и CS_DIS = LOW (логическая "0") → датчик тока работает). Например, вывод CS_DIS можно подтянуть к земле (GND) через резистор, если датчик тока должен быть всегда включён.
  • INPUT 1-4 входы управляющих сигналов (в данном случае входные сигналы формирует блок комфорта BCM)
  • OUTPUT 1-4 выходные силовые сигналы на исполнительные устройства (в данном случае на активацию поворотников)

Плата BCM Hyundai IX35
Рисунок 15. Рабочая плата-донор блока BCM автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. с демонтированной микросхемой VNQ5E050AK..

А вот и плата из блока BCM использованного в качестве донора (Рисунок 15), с которой я выпаял микросхему VNQ5E050AK.

Вполне возможно, что придется использовать и другие электронные компоненты с этой платы, если они вышли из строя на ремонтируемой плате, а у нас их нет в наличии.
Сейчас же в нашем распоряжении рабочая плата аналогичная условно неисправной плате с оригинального блока BCM на участках, которые придется тестировать.
Так как микросхемы VNQ5E050AK сняты с обоих плат (сгоревшая и исправная) и не оказывают влияния на другие элементы в электрических цепях, то тестируемые цепи на обоих платах должны показать одинаковые характеристики. И если какие либо из элементов не будут совпадать по сигнатурам, то большая вероятность, что на ремонтируемой плате эти элементы неисправны.

Аналоговый сигнатурный анализ (АСА) достаточно популярный способ диагностики электронных схем, но к сожалению он не точен, и как правило, является дополнением к стандартным методам поиска неисправностей.
Достаточно сравнить эту плату с ремонтируемой (Рисунок 7), что бы увидеть отсутствие многих элементов на ней, что тоже может влиять на сравниваемые сигнатуры, это не говоря об отклонении в номиналах (допуски) у одних и тех же сравниваемых элементов.

Распинровка M13C BCM Hyundai IX35
Рисунок 16. Распинровка разъема M13C блока комфорта BCM Hyundai IX35 2011-2013 г.в.

На блоке комфорта блока комфорта BCM Hyundai IX35 2011-2013 г.в. расположено 3 разъема M13A, M13B, M13C (Рисунок 7). Первые два разъема заключены в общий корпус белого цвета, а третий разъем выполнен отдельно (серого цвета).
Для диагностики неисправности нам понадобится назначение пинов разъема M13C.

Распиновка разъема M13A блока комфорта BCM Hyundai IX35 2011-2013 г.в.:

  1. Интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F2 10A (разъем питания)
  2. Интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F21 7.5A
  3. Интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F3 10A
  4. Левый переключатель сигнала поворота
  5. Правый переключатель сигнала поворота
  6. Распределительная коробка приборной панели - реле фонаря заднего хода
  7. SRS (выход сигнала о столкновении)
  8. Питание датчика автоматического включения осветительных приборов
  9. Масса (GM02)
  10. Не используется
  11. Сигнал переключения аварийной сигнализации
  12. Генератор (сигнал работающего двигателя)
  13. Интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F10 10A
  14. Переключатель заднего стеклоомывателя
  15. Переключатель заднего стеклоочистителя
  16. Задний стеклоочиститель - длительность паузы
  17. Сигнал переднего стеклоомывателя
  18. Передний стеклоочиститель - длительность паузы
  19. Передний стеклоочиститель - однократное срабатывание
  20. Передний стеклоочиститель - длительность паузы
  21. Переключатель открытия двери - вход
  22. Выключатель заднего фонаря
  23. Не используется
  24. Масса (GM01)

Распиновка разъема M13B блока комфорта BCM Hyundai IX35 2011-2013 г.в.:

  1. Задний датчик помощи при парковке (LIN)
  2. Переключатель фар
  3. Переключатель дальнего света
  4. Не используется
  5. K-line кузова
  6. Переключатель обогрева заднего левого сиденья (СИГНАЛ)
  7. Переключатель обогрева заднего правого сиденья (СИГНАЛ)
  8. B-CAN высокий
  9. B-CAN низкий
  10. Датчик автоматического включения осветительных приборов (Масса)
  11. Переключатель автоматического освещения
  12. Переключатель передних противотуманных фонарей
  13. Переключатель задних противотуманных фонарей
  14. Переключатель обогрева стеклоочистителя ветрового стекла (без электронного ключа) или переключатель обогрева заднего стекла (с электронным ключом)
  15. Вход переключателя обогрева заднего стекла
  16. Переключатель консоли (переключатель PAS)
  17. Не используется
  18. Не используется
  19. Сигнал датчика автоматического включения осветительных приборов
  20. Сигнал ближнего света фар

Распиновка разъема M13C блока комфорта BCM Hyundai IX35 2011-2013 г.в.:

  1. Модуль электрического стеклоподъемника с защитой от защемления
  2. Индикатор безопасности
  3. Головное устройство системы кондиционирования и навигации (сигнал разблокировки двери)
  4. Не используется
  5. Управление плафоном освещения кабины
  6. Выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - передняя левая
  7. Выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - передняя правая
  8. Выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - задняя левая
  9. Выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - задняя правая
  10. Интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F37 15A
  11. Интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F37 15A
  12. Масса (GM01)
  13. Переключатель консоли (индикатор PAS)
  14. Не используется
  15. Не используется
  16. Индикатор SBR
  17. Управление подсветкой замка зажигания
  18. Зуммер системы помощи при парковке задним ходом
  19. Головное устройство системы кондиционирования и навигации (сигнал автоматического включения осветительных приборов)
  20. Блок реле ICM (реле звукового сигнала аварийной сигнализации)
  21. Блок реле и предохранителей моторного отсека - РЕЛЕ 12
  22. Блок реле ICM (реле задней противотуманной фары)
  23. Реле обогревателя заднего правого сиденья
  24. Реле обогревателя заднего левого сиденья

Переходим к проверке исправности печатной платы, сейчас это делать наиболее удобно, так как исправная микросхема пока не запаяна и не будет нам мешать.
Сначала проверяем исправность платы на выходах силовых ключей, так как именно отсюда произошел пробой:

  1. Между контактными площадками (Pad) 22-23-24 под выводы (OUTPUT 1) микросхемы VNQ5E050AK и 9 ножкой разъема M13C (выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - задняя правая) не должно быть обрыва, а снабберный конденсатор C47 этого участка цепи не должен быть в коротком замыкании.
  2. Между контактными площадками 19-20-21 под выводы (OUTPUT 2) микросхемы VNQ5E050AK и 8 ножкой разъема M13C (выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - задняя левая) не должно быть обрыва, а снабберный конденсатор C53 этого участка цепи не должен быть в коротком замыкании.
  3. Между контактными площадками 16-17-18 под выводы (OUTPUT 3) микросхемы VNQ5E050AK и 7 ножкой разъема M13C (выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - передняя правая) не должно быть обрыва, а снабберный конденсатор C59 этого участка цепи не должен быть в коротком замыкании.
  4. Между контактными площадками 13-14-15 под выводы (OUTPUT 4) микросхемы VNQ5E050AK и 6 ножкой разъема M13C (Выход лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - передняя левая) не должно быть обрыва, а снабберный конденсатор C62 этого участка цепи не должен быть в коротком замыкании.

Если при проведении замеров какой-либо конденсатор показывает короткое замыкание или близкие к нему значения (единицы Om), то он требует замены.
Емкость конденсаторов C47, C53, C59, C62, проверяемая мультиметром выставленным в режим измерения емкости, должна быть примерна одинакова у всех, так как они имеют одинаковый номинал. Если значение емкости проверяемого конденсатора сильно отличается от остальных, то он требует замены.
Также проверяемые конденсаторы не должны быть в обрыве, в противном случае его тоже придется заменить на новый.

В нашем случае в коротком замыкании оказался конденсатор C59, меняем его на исправный.

Теперь проверяем плюсовой вывод питания микросхемы Vcc.
В нашем случае это 1 и 12 контактные площадки на плате под выводы Vcc микросхемы VNQ5E050AK и они должны быть замкнуты между собой и 10-11 ножкой разъема M13C (интеллектуальная распределительная коробка (Smart Junction Box) F37 15A) (Рисунок 3), а развязывающие конденсаторы C43 и C130 соединенные последовательно, не в коротком замыкании. Так же может быть установлен дополнительный электролитический развязывающий конденсатор C129 (на этом релизе платы он отсутствует).

При проверке плюсовая цепь питания микросхемы Vcc оказалась в порядке - обрывов в контактах нет, а конденсаторы целые. Двигаемся дальше.

И наконец проверяем минусовой вывод питания микросхемы GND.
Контактная площадка 2 под вывод GND микросхемы VNQ5E050AK через диод шотки D17 (защита от переплюсовки, катодом к общей земле, анодом к микросхеме) и включённый параллельно диоду резистор R54 (Рисунок 17) на 1Ком, который шунтирует ограничение тока утечки через диод, соединена с общей минусовой шиной.
Сама минусовая шина соединена с контактами разъемов M12C (Масса (GM01)), M10B (Датчик автоматического включения осветительных приборов (Масса)) и M24A (Масса (GM01)), смотрим чтобы не было обрывов.
Проверяем диод и сопротивление на наличие короткого замыкания или пробоя.

Диод D17 пробит - звонится в обе стороны на бесконечность, меняем его.

Силовые выходы и цепи питания микросхемы VNQ5E050AK проверены и восстановлены, переходим к низковольтной части.

Выводы разъема M13C на плате BCM Hyundai IX35
Рисунок 17. Выводы разъема M13C с обратной стороны платы блока комфорта BCM Hyundai IX35 2011-2013 г.в.

Прежде чем переходить к следующему этапу, давайте рассмотрим принцип работы той части электронной схемы блока BCM (95400-2Y300), которая отвечает за управление работой и отслеживание неисправностей цепей указателей поворота.

В Hyundai IX35 (2011–2013), как и в большинстве современных автомобилей, работа поворотников осуществляется без классического реле – вместо этого используется драйвер нагрузки VNQ5E050AK (интеллектуальный MOSFET-ключ) управляемый микроконтроллером MC9S12XD256VAG.

Аппроксимировано, цепь включения любого канала поворотников выглядит следующим образом:
MC9S12XD256VAG (MCU) → GPIO (цифровой выход) → VNQ5E050AK (драйвер) → Лампы поворотников → Масса.

В этой цепи микроконтроллер MC9S12XD256VAG генерирует ШИМ-сигнал для управления драйвером и анализирует ток нагрузки на каждом канале указателей поворота с помощью обратной связи (через аналоговый вход или встроенный АЦП). Микросхема VNQ5E050AK, поддерживая максимальный ток до 5 А (достаточно для 2–3 ламп 21 Вт) на каждом из каналов, одновременно является Smart High-Side Driver с защитой от КЗ и перегрева и имеет встроенный датчик тока (CURRENT SENSE OUTPUT).

Методы диагностики неисправности цепи указателей поворота микроконтроллером MCU MC9S12XD256VAG.

За счёт контроля тока через VNQ5E050AK:

  • Нормальный режим: - MCU контролирует аналоговый сигнал с вывода CS (CURRENT SENSE) каждого из четырех каналов драйвера, нормой является ток ~2.2 А (для одной лампы 21 Вт) или ~4.4 А (две лампы: основная + дополнительная на крыле).
  • Обрыв цепи (0 А): - если MCU фиксирует падение напряжения на CS одного или нескольких каналов ниже порогового (например, меньше 0.1 В), то увеличивает частоту ШИМ (мигание поворотника становится быстрее) и записывает в память EEPROM блока комфорта ошибку (например B1627 - Left Turn Signal Open - обрыв цепи левого поворотника).
  • Короткое замыкание ( больше 5 А): - при этом VNQ5E050AK автоматически отключает выход (защита по току), а MCU детектирует аварийный сигнал на выводе ST (Status Output) драйвера, одновременно записывая ошибку в паять EEPROM блока комфорта (например B1628 - Right Turn Signal Short - короткое замыкание правого поворотника).

За счёт проверки целостности цепи:

MCU отправляет тестовый импульс перед включением поворотника и если сопротивление нагрузки больше 100 Ом – считает цепь оборванной, меньше 0.5 Ом – фиксирует КЗ. Если сопротивление нагрузки находится в диапазоне 30 - 60 Ом, то MCU считает, что цепь исправна.

И на всякий случай перечислю типовые неисправности автомобилей Hyundai IX35, связанные с работой указателей поворота, тем более, что, при их возникновении придется проводить те же работы, которые мы разбираем в данной публикации, итак:

  1. Поворотники не работают - cгорел VNQ5E050AK. (может потребоваться замена драйвера, или ремонт блока BCM).
  2. Поворотники мигают слишком быстро - обрыв в цепи, чаще всего перегорает лампа (необходимо проверить лампы, контакты, проводку).
  3. Поворотники горят постоянно (без мигания) - сбой MCU или ШИМ-генерации (может потребоваться перепрошивка блока BCM или замена микроконтроллера).

Разобравшись с логикой работы блока BCM по управлению и контролю цепей указателей поворота переходим к практической части.

MCU MC9S12XD256VAG BCM Hyundai IX35
Рисунок 18. Часть платы блока BCM 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в. с микроконтроллером MC9S12XD256VAG и обвязкой.

Как мы помним из описания микросхемы VNQ5E050AK, ее вывод CS_DIS включает или выключает работу датчиков тока (Рисунок 14.), по которым блок BCM может отслеживать состояние указателей поворота.
Давайте посмотрим куда он подключен и на основании сделанных наблюдений попробуем понять используется ли этот вывод микросхемы в данной модификации блока BCM.

Итак, 11 вывод микросхемы VNQ5E050AK (CS_DIS) через токоограничивающий резистор R53 (10 кОм) приходит на 101 вывод микроконтроллера MC9S12XD256VAG (Рисунок 18).
Берём техническое описание (datasheet) микроконтроллера и находим его распиновку (Рисунок 19), из которой следует что 101 вывод микросхемы имеет обозначение PAD06/AN06.
Продолжаем штудировать даташит и выясняем, что PAD06/AN06 – это универсальная ножка, которая может работать в двух режимах:

  • Цифровой GPIO (PAD06) – для логических сигналов - стандартный цифровой вход/выход, который можно программно настраивать. Вход (INPUT) – считывать цифровой сигнал (например, состояние кнопки или сигнал от другого устройства). Выход (Output) – подавать логический "0" (GND) или "1" (Vcc, например, 3.3 В или 5 В).
    Может использоваться для управления светодиодами, реле, транзисторами, обмена данными по протоколам (UART, SPI, I²C – если поддерживается альтернативная функция), подключения цифровых датчиков.
  • Аналоговый вход (AN06) – для измерения напряжения. Это аналоговый вход встроенного АЦП (Аналого-Цифрового Преобразователя), который позволяет измерять аналоговое напряжение, например, от датчиков температуры, потенциометров, фоторезисторов и т. д.

Переключение режима вывода 101 с цифрового на аналоговый в данном микроконтроллере выбирается установкой соответствующего флага в регистре настройки.

В нашем блоке комфорта 101 ножка микроконтроллера установлена в режим цифрового выхода, чтобы осуществлять управление работой датчиков тока, за счет подачи логического "0" или "1" на вывод CS_DIS микросхемы VNQ5E050AK. Это несложно проверить с помощью осциллографа, подключившись его щупом напрямую к выводу микроконтроллера, на экране должны фиксироваться прямоугольные импульсы, при включении поворотника.
Наши умозаключения напрямую подтверждаются тем, что выводы датчиков тока (CURRENT SENSE 1-4) микросхемы VNQ5E050AK также заведены на микроконтроллер (их цепи мы будем анализировать дальше). В противном случае можно было бы оставить выводы датчиков тока свободными, а вывод CS_DIS подтянуть к плюсу (логическая единица - отключение датчиков тока) через токоограничивающий резистор.

Проверяем сопротивление R53 и цепь токопроводящих дорожек между 11 ножкой микросхемы VNQ5E050AK и 101 ножкой микроконтроллера MC9S12XD256VAG на целостность (тут всё исправно) и переходим к следующему этапу.

Распиновка MC9S12XD256VAG
Рисунок 19. Назначение выводов (распиновка) микроконтроллера MC9S12XD256VAG.

Осталось проверить четыре пары выводов, с помощью которых микросхема VNQ5E050AK контролирует и активирует включение каналов указателей поворота.
Перечислим их: 1 пара - INPUT 1 и CURRENT SENSE 1, 2 пара - INPUT 2 и CURRENT SENSE 2, 3 пара - INPUT 3 и CURRENT SENSE 3, 4 пара - INPUT 4 и CURRENT SENSE 4.
Принцип работы и схема подключения всех четырёх пар идентична, анализировать будем только одну из них, остальные просто перечислим.

Для начала кратко разберем логику микропроцессора блока BCM при работе сигналов поворота. Необходимо понимать, что доступа к программному обеспечению (прошивке) каких-либо электронных узлов автомобиля нет, и никогда не будет в открытом доступе, это интеллектуальная собственность производителя. Но применив в некотором смысле "обратный инжиниринг", опирающийся на наблюдения и подтвержденный измерениями, можно достаточно полно разобраться с принципом работы того или иного узла автомобиля, управляемого его программным обеспечением.

Итак. При включения поворотников (подрулевым переключателем, кнопкой активацией аварийных огней, срабатыванием сигнализации или при экстренном торможении) блок BCM посылает кратковременный импульс на выбранный вход INPUT микросхемы VNQ5E050AK, одновременно активируя датчик тока (CURRENT SENSE) переводом из состояния логической "1" в "0" вывода CS_DIS.
В следующий момент времени микроконтроллер блока BCM получает аналоговый сигнал на один из своих входов от вывода CURRENT SENSE принадлежащего выбранному входу INPUT, обрабатывает его, и в зависимости от полученных данных посылает на вход INPUT микросхемы VNQ5E050AK нормальный или убыстренный (если падение напряжения в силовой цепи меньше 0.1 В), ШИМ сигнал, тем самым задавая частоту мигания поворотника. Частота ШИМ сигнала также воспроизводится динамиком, встроенным в блок BCM, имитируя работу механического реле. При коротком замыкании генерация ШИМ сигнала на необходимом выводе микроконтроллера отсутствует, плюс срабатывает внутренняя защита микросхемы VNQ5E050AK, которая блокирует вход INPUT от приема внешних сигналов.

Схема цепи управления поворотником Hyundai IX35
Рисунок 20. Схема электрическая принципиальная участка цепи управления выходом лампы сигнала поворота/аварийной сигнализации - передняя левая (OUTPUT 4).

Анализ схемы будем проводить на примере 4-ой пары выводов микросхемы VNQ5E050AK - INPUT 4 и CURRENT SENSE 4 (Рисунок 20).

Вывод 9 (INPUT 4) микросхемы VNQ5E050AK соединен напрямую с выводом 103 (PAD07/AN07) микроконтроллера MC9S12XD256VAG через токоограничивающий резистор R50 (10 кОм).
При этом вывод 103 микроконтроллера запрограммирован как цифровой выход (Output) - GPIO PAD07 (General-Purpose INPUT/Output - универсальный вход/выход).
Проверяем токопроводящие дорожки и сопротивление R50 на целостность и соответствие номиналу, по необходимости производим ремонт и переходим к следующему пункту.

Вывод 10 (CURRENT SENSE 4) VNQ5E050AK поступает на токоизмерительный резистор (шунт) R52 (1.8 кОм), преобразующий выходной ток микросхемы в напряжение.
Далее через фильтр низких частот (НЧ-фильтр) образованный резистором R51 (10 кОм) и конденсатором C61 (номинал не известен, так как требуется демонтаж элемента, в котором нет необходимости) отфильтрованный сигнал тока поступает на 102 ((PAD14/AN14) вывод микроконтроллера MC9S12XD256VAG.
При этом вывод 102 микроконтроллера запрограммирован как аналоговый вход AN14 - Analog INPUT 14.
Как и в предыдущем пункте проверяем всю цепочку дорожек и электронных компонентов между выводом 10 VNQ5E050AK и аналоговым входом 102 MC9S12XD256VAG. Если все в порядке - двигаемся дальше, в противном случае меняем неисправные элементы.

Оставшиеся три пары выводов расписывать подробно не буду (диагностика и ремонт выполняется аналогично), лишь перечислю цепочки элементов входящие в них.

INPUT 3 и CURRENT SENSE 3
Вывод 7 (INPUT 3) VNQ5E050AK → R44 (10 кОм) → 105 (PAD16/AN16) MCU MC9S12XD256VAG
Вывод 8 (CURRENT SENSE 3) → токоизмерительный резистор R49 (1.8 кОм) → НЧ-фильтр R47 (10 кОм) - C58 → 104 (PAD15/AN15) MCU MC9S12XD256VAG.

INPUT 2 и CURRENT SENSE 2
Вывод 5 (INPUT 2) VNQ5E050AK → R37 (10 кОм) → 111 (PAD18/AN18) MCU MC9S12XD256VAG
Вывод 6 (CURRENT SENSE 2) → токоизмерительный резистор R42 (1.8 кОм) → НЧ-фильтр R40 (10 кОм) - C52 → 106 (PAD17/AN17) MCU MC9S12XD256VAG.

INPUT 1 и CURRENT SENSE 1
Вывод 3 (INPUT 1) VNQ5E050AK → R30 (10 кОм) → 113 (PAD20/AN20) MCU MC9S12XD256VAG
Вывод 4 (CURRENT SENSE 1) → токоизмерительный резистор R35 (1.8 кОм) → НЧ-фильтр R33 (10 кОм) - C46 → 112 (PAD19/AN19) MCU MC9S12XD256VAG.

Восстановленная защитная маска платы BCM Hyundai IX35
Рисунок 21. Восстановленная защитная маска печатной платы блока BCM Hyundai IX35 на контактной площадке под микросхему VNQ5E050AK.

Можно сказать, что ремонт указателей поворота практически закончен, осталось только впаять исправную микросхему VNQ5E050AK.
Обязательно восстанавливаем защитную маску. С помощью скальпеля удаляем отслоившиеся части маски от платы, обезжириваем ацетоном и наносим новую.
Особое внимание уделяем теплоотводу, в противном случае припой может вытечь за пределы монтажной области и закоротить плату.

Восстановленная защитная маска платы BCM Hyundai IX35
Рисунок 22. Восстановленная защитная маска печатной платы блока BCM Hyundai IX35 на теплоотводе микросхемы VNQ5E050AK.

На противоположной стороне платы проводим аналогичные работы. Металлизация в отверстиях не повреждена, необходимо лишь восстановить защитную маску на повреждённых участках.

Замена VNQ5E050AK
Рисунок 23. Новапя микросхема VNQ5E050AK запаянная на печатную плату с помощью паяльной станции ТЕРМОПРО ИК-650.

Для монтажа новой микросхемы потребуется специальное оборудование, как минимум паяльный фен и нижний подогрев платы, простым паяльником тут не обойтись. Помимо ножек необходимо запять нижнюю часть корпуса микросхемы, в области теплоотвода.
В идеале нужна паяльная станция, я, например, использую ТЕРМОПРО ИК-650, на которой монтаж любых микросхем можно производить по рекомендованному производителем термопрофилю, что сводит на нет риски теплового пробоя микросхемы и повреждение печатной платы.

Замена VNQ5E050AK
Рисунок 24. Токопроводящая шина с обратной стороны платы под микросхемой VNQ5E050AK после запайки на паяльной станции.

На обратной стороне платы видно, что припой под микросхемой полностью расплавился и протек через сквозные отверстия наружу. Теплоотвод выполнен качественно.

Отремонтированная плата BCM Hyundai IX35
Рисунок 25. Отремонтированная печатная плата блока комфорта 95400-2Y300 автомобиля Hyundai IX35 2011-2013 г.в..

Собственно, на это ремонт закончен. Устанавливаем плату обратно в корпус, подключаем блог комфорта к автомобилю и проверяем результат. Если ремонтные работы выполнены правильно - указатели поворотов должны работать.

Если после завершения ремонта один или несколько поворотников всё равно не работают, то есть вероятность, что сгорели входы/выходы микроконтроллера (при условии что блок BCM вообще функционирует, как правило микроконтроллер если и выходит из строя, то полностью).
В таком случае можно проверить с помощью осциллографа цифровые выходы и аналоговые входы микроконтроллера запустив плату на столе подходящим диагностическим сканером и отправляя сигналы включения поворотников напрямую в микроконтроллер.
При этом придется имитировать выходную цепь указателей поворота (при помощи ламп накаливания или резисторов, соответствующих реальному сопротивлению цепи) на выводах OUTPUT 1-4 микросхемы VNQ5E050AK (6-9 пины разъема M13C).


Я ремонтирую