孫佳佳

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，處于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電氣控制器被開(kāi)發(fā)出來(lái)，由于這些系統(tǒng)之間通訊所用的數(shù)據(jù)類(lèi)型及對(duì)可靠性的要求不盡相同，由多條總線(xiàn)構(gòu)成的情況很多，線(xiàn)束的數(shù)量也隨之增加，為適應(yīng)“減少線(xiàn)束的數(shù)量”、“通過(guò)多個(gè)LAN進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，CAN（Controller Area Network）通訊協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生；

CAN總線(xiàn)由于具有數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)周期短、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域，但由于CAN控制器工作于多種控制方式，以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，控制器間采用虛擬方式傳遞信號(hào)；其故障診斷及排查，相比較原始硬線(xiàn)信號(hào)傳輸方式存在不同之處。

1 概述

進(jìn)行CAN總線(xiàn)故障診斷前，首先需要了解總線(xiàn)系統(tǒng)工作條件、CAN網(wǎng)絡(luò)故障范疇、節(jié)點(diǎn)確認(rèn)等工作。

1.1 CAN總線(xiàn)工作條件

汽車(chē)CAN總線(xiàn)工作條件主要為以下幾類(lèi)：

★ 電源供給正常、無(wú)虛接

★ 地線(xiàn)正常

★ 喚醒電源正常

★ CAN線(xiàn)正常

★ 終端電阻正常

★ 節(jié)點(diǎn)正常

★ 控制模塊硬件正常

★ 控制模塊軟件正常

★ 各類(lèi)插件、接觸端子正常

1.2 CAN網(wǎng)絡(luò)故障范疇

★ 報(bào)出CAN通訊相關(guān)或者數(shù)據(jù)錯(cuò)誤之類(lèi)故障

★ 儀表不顯示、或顯示混亂

★ 無(wú)法通訊

★ 車(chē)身燈光系統(tǒng)異常

★ 無(wú)法定位、無(wú)法起動(dòng)

★ 其它CAN相關(guān)故障

★ 報(bào)出CAN通訊相關(guān)、或者數(shù)據(jù)錯(cuò)誤之類(lèi)的故障

★ 儀表不顯示、或顯示混亂

★ 無(wú)法通訊

★ 車(chē)身燈光系統(tǒng)異常

★ 無(wú)法定位、無(wú)法起動(dòng)

★ 其它CAN相關(guān)故障

1.3 CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)

★ 儀表不顯示、或顯示混亂?儀表

★ 車(chē)身燈光系統(tǒng)異常?CBCU/燈光控制模塊

★ 無(wú)法換檔?TCU

★ 電動(dòng)車(chē)窗無(wú)反應(yīng)?車(chē)門(mén)控制器

★ 無(wú)法起動(dòng)?ECU/VCU/CBCU

★ 防盜開(kāi)啟?防盜模塊/GPS/GPRS

★ 空調(diào)無(wú)反應(yīng)?空調(diào)控制模塊

2 常見(jiàn)CAN故障碼的分析

2.1 CAN接受偵AT101超時(shí)錯(cuò)誤（博世EDC17系統(tǒng)）

2.1.1 故障原理

（1）NOx傳感器通過(guò)CAN總線(xiàn)，將監(jiān)測(cè)的氮氧濃度時(shí)時(shí)發(fā)送給ECU。如果ECU 超過(guò)0.5秒沒(méi)有接收到NOx濃度信號(hào)，就會(huì)報(bào)出此故障；

（2）沒(méi)有接受到的原因無(wú)非是發(fā)送器、傳輸媒介、接收器故障?；旧隙际牵簜鬏斆浇楣收蠈?dǎo)致，也就是NOx傳感器的線(xiàn)束、接插件故障導(dǎo)致；極少數(shù)情況是，NOx傳感器故障。

2.1.2 故障影響

影響NOx濃度的監(jiān)測(cè)；發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮、發(fā)動(dòng)機(jī)限扭。

2.1.3 常見(jiàn)原因

（1）NOx傳感器的4根線(xiàn)束開(kāi)路、短路，或接插件故障：檢查NOx傳感器的接插件及4根線(xiàn)束，是否存在開(kāi)路、短路故障，電壓是否正常。其中NOx傳感器接插件1號(hào)針腳是正極24V，2號(hào)針腳是負(fù)極0V，3號(hào)針腳是CAN低2.2V左右，4號(hào)針腳是CAN高2.8V左右。如電壓不符，請(qǐng)排查原因；

（2）極少數(shù)可能NOx傳感器損壞：也可能NOx傳感器損壞，但NOx傳感器售價(jià)較高，最后考慮更換測(cè)試。

2.1.4 排查技巧

常見(jiàn)原因是NOx傳感器接插件、4根線(xiàn)束故障。

表1

2.2 CAN接受偵TSC1TE超時(shí)錯(cuò)誤（博世EDC17系統(tǒng)）

2.2.1 故障原理

（1）“CAN接受偵某某超時(shí)錯(cuò)誤”代表了一類(lèi)故障，以TSC1TE為例：發(fā)動(dòng)機(jī)ECU可以通過(guò)CAN總線(xiàn)，接受整車(chē)控制器（比如CAN儀表、CBCU、自動(dòng)變速箱控制器、GPS鎖車(chē)、天行健輔助節(jié)油等）上的信息或控制指令，TSC1TE就是自動(dòng)變速箱指令的名稱(chēng)，如果ECU收不到就會(huì)報(bào)出此故障；

（2）由于接收信息較多，管理復(fù)雜，某些機(jī)械變速箱也可能報(bào)出“CAN接受偵某某超時(shí)錯(cuò)誤”故障，這是因?yàn)镋CU默認(rèn)開(kāi)通的原因，一般不亮故障燈，不需要處理；

（3）基本此類(lèi)故障都不亮故障燈，“除AT101超時(shí)錯(cuò)誤”外，如不是自動(dòng)變速箱，都無(wú)需處理。

2.2.2 故障影響

（1）影響自動(dòng)變速箱工作：如不是自動(dòng)變速箱，影響不大；如自動(dòng)變速箱，需排查；

（2）可能影響整車(chē)控制器，比如GPS等：一般不影響整車(chē)功能。

2.2.3 常見(jiàn)原因

（1）一般不亮故障燈，無(wú)需排查：發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)管理；

（2）如配自動(dòng)變速箱，則需要排查： 可能影響自動(dòng)變速箱的工作，需排查CAN網(wǎng)絡(luò)是否正常，是否開(kāi)路、短路，電壓是否正常。

2.2.4 排查技巧

基本都無(wú)需排查，不亮故障燈；如自動(dòng)變速箱，則須排查CAN總線(xiàn)。

圖1

2.2.5 參考電壓

以上兩針腳僅是接入ECU的入口，此故障應(yīng)排查整個(gè)整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)及其他控制。

表2

2.3 CAN節(jié)點(diǎn)A總線(xiàn)錯(cuò)誤（博世EDC17系統(tǒng)）

2.3.1 故障原理

（1）CAN總線(xiàn)介紹：CAN總線(xiàn)類(lèi)似于電腦之間通信的網(wǎng)線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)ECU、CBCU、ABS、CAN儀表等CAN設(shè)備之間信息共享，比如水溫、機(jī)油壓力等，僅需ECU安裝傳感器即可，就能把當(dāng)前測(cè)得的水溫、機(jī)油壓力時(shí)時(shí)傳送給CAN儀表。CAN儀表不需要專(zhuān)門(mén)安裝水溫、機(jī)油壓力傳感器了。

（2）CAN總線(xiàn)是整車(chē)線(xiàn)束中，兩根特殊的線(xiàn)，有標(biāo)準(zhǔn)的電壓、電阻、及制作規(guī)格；

（3）只能CAN設(shè)備才能使用CAN總線(xiàn)，有時(shí)一輛車(chē)上有幾個(gè)CAN設(shè)備，比如ECU、CAN儀表、NOx傳感器等，每個(gè)CAN設(shè)備稱(chēng)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中ECU就是節(jié)點(diǎn)A；

（4）但“CAN節(jié)點(diǎn)A總線(xiàn)錯(cuò)誤”并不是ECU本身故障，基本都是整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)電壓異常、其他CAN控制故障造成CAN網(wǎng)絡(luò)干擾導(dǎo)致。

2.3.2 故障影響

（1）影響CAN儀表上轉(zhuǎn)速、水溫、機(jī)油壓力等參數(shù)顯示：造成CAN儀表顯示異常，但不影響機(jī)械儀表。

（2）影響自動(dòng)變速箱的換擋等：可能造成自動(dòng)變速箱換擋不平順，設(shè)置失效；

（3）一般不影響發(fā)動(dòng)機(jī)、整車(chē)的基本運(yùn)行。

2.3.3 常見(jiàn)原因

（1）整車(chē)CAN線(xiàn)短路、斷路或被干擾：檢查CAN高、CAN低電壓是否正常，通斷是否正常，一般CAN高電壓2.8V左右，CAN低2.2V左右，因使用情況電壓稍有不同；

（2）CAN網(wǎng)絡(luò)控制器或整車(chē)CBCU本身故障：造成CAN線(xiàn)電壓異常，波動(dòng)較大，請(qǐng)檢查 CBCU、整車(chē) CAN控制模塊等；

（3）NOx傳感器或CAN儀表、ABS/ASR控制器、AMT控制器故障，導(dǎo)致 CAN線(xiàn)不穩(wěn)定：依斷開(kāi)上述控制器，檢查其對(duì)CAN電壓的干擾，并檢查其相關(guān)CAN線(xiàn)路。

2.3.4 排查技巧

不是ECU故障，而是整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)或其他CAN控制故障引起。

圖2

2.3.5 參考電壓

以上兩針腳僅是接入ECU的入口，此故障應(yīng)排查整個(gè)整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)及其他控制。

表3

3 車(chē)型舉例

下面以某卡車(chē)電裝系統(tǒng)CAN 網(wǎng)絡(luò)為例，詳解CAN網(wǎng)絡(luò)的故障分析：

3.1 某卡車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖3

3.2 CAN網(wǎng)絡(luò)分析

（1）診斷CAN：兩個(gè)終端電阻，一個(gè)在ECU內(nèi)部，一個(gè)外掛。

電壓測(cè)量

保持所有連接，在OBD口6和14之間測(cè)量其對(duì)地電壓，正常應(yīng)該是2.5V左右。

電阻測(cè)量

1）保持所有連接，在OBD口6和14之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是60歐姆。

2）斷開(kāi)ECU，在OBD口6和14之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是120歐姆。

線(xiàn)束通斷測(cè)量

1）斷開(kāi)ECU，測(cè)量ECU母頭157和OBD 6之間的電阻，正常應(yīng)該是0歐姆。

2）斷開(kāi)ECU，測(cè)量ECU母頭158和OBD 14之間的電阻，正常應(yīng)該是0歐姆。

（2）驅(qū)動(dòng)CAN：兩個(gè)終端電阻，一個(gè)在ECU內(nèi)部，一個(gè)外掛。

電壓測(cè)量

保持所有連接，在OBD口11和12之間測(cè)量其對(duì)地電壓，正常應(yīng)該是2.5V左右。

電阻測(cè)量

1）保持所有連接，在OBD口11和12之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是60歐姆。

2）斷開(kāi)ECU，在OBD口11和12之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是120歐姆。

3）斷開(kāi)ECAS(ABS/AMT/CBCU)，其他的保持連接， 在OBD口11和12之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是60歐姆。

線(xiàn)束通斷測(cè)量

1）斷開(kāi)ECU，測(cè)量ECU母頭95和OBD 11之間的電阻，正常應(yīng)該是0歐姆。正常應(yīng)該是0歐姆。

2）斷開(kāi)ECU，測(cè)量ECU母頭96和OBD 12之間的電阻，正常應(yīng)該是0歐姆。

3）斷開(kāi)其他模塊，測(cè)量對(duì)應(yīng)針腳之間的阻值。

（3）信息CAN

兩個(gè)終端電阻，一個(gè)在儀表內(nèi)部，一個(gè)在CBCU內(nèi)部。

電壓測(cè)量

保持所有連接，在OBD口1和2之間測(cè)量其對(duì)地電壓，正常應(yīng)該是2.5V左右。

電阻測(cè)量

1）保持所有連接，在OBD口1和2之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是60歐姆。

2）斷開(kāi)CBCU或者斷開(kāi)儀表，在OBD口1和2之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是120歐姆。

3）斷開(kāi)CBCU和儀表，在OBD口1和2之間測(cè)量電阻，正常應(yīng)該是無(wú)窮大。

4）斷開(kāi)左右門(mén)和空調(diào)控制器，儀表和CBCU保持連接，在OBD口1和2之間測(cè)量電阻，正常是60歐姆。

線(xiàn)束通斷測(cè)量

1）斷開(kāi)儀表，測(cè)量?jī)x表母頭1.11和OBD 2之間的電阻，正常應(yīng)該是0歐姆。

2）斷開(kāi)儀表，測(cè)量?jī)x表母頭1.12和OBD 1之間的電阻，正常應(yīng)該是0歐姆。

3） 斷開(kāi)其他模塊，測(cè)量對(duì)應(yīng)針腳之間的阻值。

（4）故障排除

1）確認(rèn)故障節(jié)點(diǎn)模塊的接頭無(wú)松動(dòng)、退針、腐蝕等失效，確認(rèn)中間線(xiàn)束無(wú)失效。

2）確認(rèn)故障節(jié)點(diǎn)模塊供電接地正常，無(wú)虛接、接觸不良等失效，電壓正常。

3）根據(jù)CAN網(wǎng)絡(luò)分析，依次排查電壓，電阻，線(xiàn)束通斷。

4）如以上各點(diǎn)均正常，考慮更換模塊交叉試驗(yàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析我們可以看出，整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)診斷是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而CAN網(wǎng)絡(luò)故障排查更是需要多方面考慮。CAN總線(xiàn)的使用，線(xiàn)束重量會(huì)得到降低，成本得到優(yōu)化，也會(huì)提高汽車(chē)的安全性。同時(shí)也要關(guān)注控制器間的信號(hào)匹配，以及不同控制器接收到信號(hào)是可能執(zhí)行的響應(yīng)動(dòng)作。

[1] 汽車(chē)CAN總線(xiàn)系統(tǒng)原理.設(shè)計(jì)與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社.2010.

[2] CAN總線(xiàn)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.2011.

[3] CAN總線(xiàn)應(yīng)用層實(shí)例解析.北京航空航天大學(xué)出版社.2014.

[4] 汽車(chē)總線(xiàn)故障檢修與典型案例.化學(xué)工業(yè)出版社.2012.