彭桂枝

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 江陰 214433）

汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障檢測診斷分析

彭桂枝

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 江陰 214433）

隨著電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車電腦間的數(shù)據(jù)交換大多采用多路信息傳輸系統(tǒng)，也就是通過CAN（Controller Area Network）控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò)來交換數(shù)據(jù)。裝有CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)的車輛出現(xiàn)故障，維修人員應(yīng)首先檢測汽車多路信息傳輸系統(tǒng)是否正常。因為如果多路信息傳輸系統(tǒng)有故障，則整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中的有些信息將無法傳輸。文章主要介紹數(shù)據(jù)傳遞形式、數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)故障時如何檢查、引起汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的原因以及故障診斷步驟。

多路信息；傳輸；系統(tǒng)故障；檢測診斷

CAN是控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network）的縮寫，意思是控制單元通過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。CAN-BUS數(shù)據(jù)總線可以比作公共汽車。公共汽車可以運輸大量乘客，CAN-BUS數(shù)據(jù)總線包含大量的數(shù)據(jù)信息。

目前主要的汽車網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范有：德國BOSCH——歐洲規(guī)范CAN；美國汽車工程師協(xié)會（SAE）——美國規(guī)范J1850。

一、數(shù)據(jù)傳遞形式

目前在車輛上應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳遞形式有兩種：

一種是無CAN數(shù)據(jù)總線（圖1），它的每項信息都是通過獨立的數(shù)據(jù)線進行交換。這種形式的缺點是線的數(shù)量和控制單元插腳較多。如無CAN數(shù)據(jù)總線車門控制單元要完成其全部控制功能需要45根線和9個插頭。

圖1 無CAN數(shù)據(jù)總線

另一種是有CAN數(shù)據(jù)總線（圖2、圖3所示）。各控制單元間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進行交換，從而大大減少線的數(shù)量和控制單元的插腳。如利用CAN總線車門控制單元要完成其全部控制功能只需最多17根線和2個插頭即可。

二、數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)故障時如何檢查

圖2 有CAN數(shù)據(jù)總線

圖3 CAN數(shù)據(jù)傳輸總線連接方式

在檢查數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)前，必須保證所有與數(shù)據(jù)總線相連的控制單元無功能故障。功能故障指不會直接影響數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，但會影響某一系統(tǒng)的功能流程的故障。例如：傳感器損壞，其結(jié)果就是傳感器信號不能通過數(shù)據(jù)總線傳遞。這種功能故障對數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)有間接影響。會影響需要該傳感器信號的控制單元的通訊。如存在功能故障，先排除該故障。記下該故障并消除所有控制單元的故障代碼。排除所有功能故障后，如果控制單元間數(shù)據(jù)傳遞仍不正常，檢查數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)。

檢查數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)故障時，須區(qū)分兩種可能的情況。

（一）兩個控制單元組成的雙線式數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的檢測

檢測時，關(guān)閉點火開關(guān)，斷開兩個控制單元。檢查數(shù)據(jù)總線是否斷路、短路或?qū)φ龢O/地短路。如果數(shù)據(jù)總線無故障，更換較易拆下（或較便宜）的一個控制單元試一下。如果數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)仍不能正常工作，更換另一個控制單元。

（二）三個或更多控制單元組成的雙線式數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的檢測

檢測時，先讀出控制單元內(nèi)的故障代碼。如果控制單元1與控制單元2和控制單元3之間無通訊，關(guān)閉點火開關(guān)，斷開與總線相連的控制單元，檢查數(shù)據(jù)總線是否斷路。如果總線無故障，更換控制單元1。如果所有控制單元均不能發(fā)送和接收信號（故障存儲器存儲“硬件故障”），則關(guān)閉點火開關(guān)，斷開與數(shù)據(jù)總線相連的控制單元，檢測數(shù)據(jù)總線是否短路，是否對正極/地短路。

如果數(shù)據(jù)總線上查不出引起硬件損壞的原因，檢查是否某一控制單元引起該故障。斷開所有通過CAN數(shù)據(jù)總線傳遞數(shù)據(jù)的控制單元，關(guān)閉點火開關(guān)，接上其中一個控制單元。連接VAG 1551或VAG 1552，打開點火開關(guān)，清除剛接上的控制單元的故障代碼，用功能06來結(jié)束輸出。關(guān)閉并再打開點火開關(guān)，打開點火開關(guān)10s后用故障閱讀儀讀出剛接上的控制單元故障存儲器內(nèi)的內(nèi)容。如顯示“硬件損壞”，則更換剛接上的控制單元；如未顯示“硬件損壞”，接上下一個控制單元，重復(fù)上述過程。

三、引起汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的原因

對于汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的維修，應(yīng)根據(jù)多路信息傳輸系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和控制回路具體分析。一般說來，引起汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的原因有三種：

（一）汽車電源系統(tǒng)引起的故障

汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的核心部分是含有通訊IC芯片的電控模塊 ECM。電控模塊 ECM的正常工作電壓在10.5-15.0V的范圍內(nèi)，如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓低于該值，就會造成一些對工作電壓要求高的電控模塊ECM出現(xiàn)短暫的停止工作，從而使整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)短暫的無法通訊。

這種現(xiàn)象就如同用微機故障診斷儀在未起動發(fā)動機時就已經(jīng)設(shè)定好要檢測的傳感器界面，當(dāng)發(fā)動機起動時，往往微機故障診斷儀又回到初始界面。

一輛上海別克轎車在行駛過程中，時常出現(xiàn)轉(zhuǎn)速表、里程表、燃油表和水溫表指示為零的現(xiàn)象。

用TECH2掃描工具（微機故障診斷儀）讀取故障代碼，發(fā)現(xiàn)各個電控模塊均沒有當(dāng)前故障代碼，而在歷史故障代碼中出現(xiàn)多個故障代碼。其中：在SDM（安全氣囊控制模塊）中出現(xiàn)的故障代碼為 U1040—失去與 ABS控制模塊的對話、U1000—二級功能失效、U1064—失去多重對話、U1016—失去與PCM的對話。在IPC（儀表控制模塊）中出現(xiàn)的故障代碼為U1016—失去與PCM的對話。在BCM（車身控制模塊）中出現(xiàn)的故障代碼為U1000—二級功能失效。

經(jīng)過故障代碼的讀取可以知道，該車的多路信息傳輸系統(tǒng)存在故障。因為OBD-Ⅱ規(guī)定U字頭的故障代碼為汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的故障代碼。

通過查閱電路圖可以知道：上面的電控模塊共用一根電源線，并且通過前圍板。由于故障代碼為間歇性的，一次斷定可能是這根電源線發(fā)生間歇性斷路故障。

圖4 上海別克轎車的電源系統(tǒng)的電路圖

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：此根電源先由于磨損導(dǎo)致接觸不良，經(jīng)過處理后故障排除。

（二）汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的節(jié)點故障

節(jié)點是汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中的電控模塊，因此節(jié)點故障就是電控模塊ECM的故障。它包括：軟件故障和硬件故障。軟件故障即傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突，從而使汽車多路信息傳輸系統(tǒng)通訊出現(xiàn)混亂或無法工作，這種故障一般成批出現(xiàn)，且無法維修；硬件故障一般由于通訊芯片或集成電路故障，造成汽車多路信息傳輸系統(tǒng)無法正常工作。

對于采用低版本信息傳輸協(xié)議和點到點信息傳輸協(xié)議的汽車多路信息傳輸系統(tǒng)，如果有節(jié)點故障，將出現(xiàn)整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)無法工作。

一輛上海帕薩特B5轎車在使用中出現(xiàn)機油壓力報警燈與安全氣囊故障指示燈報警，同時發(fā)動機轉(zhuǎn)速表不能運行故障。

用V.A.G.1552故障閱讀儀讀取發(fā)動機控制系統(tǒng)的故障代碼，發(fā)現(xiàn)有兩個偶發(fā)性故障代碼：18044/P165035—安全氣囊控制單元無信號輸出；18048/P165035—儀表數(shù)據(jù)輸出錯誤。用V.A.G.1552故障閱讀儀讀取儀表系統(tǒng)的故障代碼為：01314049—發(fā)動機控制單元無通訊；1321049—到安全氣囊控制單元無通訊。

通過讀取故障代碼可以初步判斷故障在于汽車多路信息傳輸系統(tǒng)。通過對汽車電氣線路進行分析，電源系統(tǒng)引起故障的概率很小，故障很可能是節(jié)點或鏈路故障。用替換法嘗試安全氣囊控制單元，故障得以排除。

（三）汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路故障

當(dāng)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路（或通訊線路）出現(xiàn)故障時，如：通訊線路的短路、斷路以及線路物理性質(zhì)引起的通訊信號衰減或失真，都會引起多個電控單元無法工作或電控系統(tǒng)錯誤動作。

判斷是否為鏈路故障時，一般采用示波器或汽車專用光纖診斷儀來觀察通訊數(shù)據(jù)信號是否與標(biāo)準(zhǔn)通訊數(shù)據(jù)信號相符。

一輛奧迪100轎車的電控自動空調(diào)系統(tǒng)在開關(guān)接通的情況下，鼓風(fēng)機能工作，但是空調(diào)系統(tǒng)卻不制冷。

通過觀察，發(fā)現(xiàn)空調(diào)壓縮機的電磁離合器不吸合，但發(fā)動機工作正常。檢查電磁離合器線路的電阻值，電阻值符合規(guī)定值，檢查空調(diào)控制單元的輸出端沒有輸出信號。此時用V.A.G. 1552故障閱讀儀讀取發(fā)動機控制系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)的故障代碼，均無故障代碼。用V.A.G.1552故障閱讀儀讀取空調(diào)控制單元的數(shù)據(jù)流，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)為零。

由于發(fā)動機工作正常，因此發(fā)動機控制單元接收的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號應(yīng)該正常。檢查發(fā)動機控制單元和空調(diào)控制單元之間的通訊線路，發(fā)現(xiàn)兩者之間的專速通訊線的接腳變形造成鏈路斷路，修復(fù)接插件后故障排除。

四、故障診斷分析

通過對以上三種汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的分析，可以總結(jié)出該系統(tǒng)一般診斷步驟為：

1.了解該車型的汽車多路傳輸系統(tǒng)特點（包括：傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)及汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式等）；

2.汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的功能，如：有無喚醒功能和休眠功能等；

3.檢查汽車電源系統(tǒng)是否存在故障，如：交流發(fā)電機的輸出波形是否正常（若不正常將導(dǎo)致信號干擾等故障）等；

4.檢查汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路是否存在故障，采用替換法或采用跨線法進行檢測；

5.如果是節(jié)點故障，只能采用替換法進行檢測。

總之，裝有CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)的車輛出現(xiàn)故障，維修人員應(yīng)首先檢測汽車多路信息傳輸系統(tǒng)是否正常。因為如果多路信息傳輸系統(tǒng)有故障，則整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中的有些信息將無法傳輸，接收這些信息的電控模塊將無法正常工作，從而為故障診斷帶來困難。

[1]李東江，張大成.汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CAN—BUS）原理與檢修[Z].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2]朱建風(fēng)，李國忠.常見車系CAN—BUS原理與檢修[Z].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

（責(zé)任編輯：蔣光斌）

TP212

A

1671-752X(2010)02-0057-02

2010-03-25

彭桂枝（1982-），女，江蘇無錫人，江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電系教師。