轎車CAN總線通訊故障的檢修

楊 旭

（廣州市工貿(mào)技師學(xué)院，廣州 510425）

0 引言

轎車CAN系統(tǒng)故障主要包括了動(dòng)力數(shù)據(jù)總線故障和舒適系統(tǒng)故障兩大方面，轎車CAN系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因主要是CAN系統(tǒng)線束出現(xiàn)了斷路、短路故障或者CAN系統(tǒng)連接的控制器出現(xiàn)內(nèi)部故障而導(dǎo)致的。轎車CAN系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)一般表現(xiàn)是儀表盤(pán)會(huì)有多個(gè)報(bào)警燈點(diǎn)亮，當(dāng)帶有CAN系統(tǒng)的轎車出現(xiàn)故障時(shí)，診斷的流程是首先讀取故障碼，分析故障碼之間的聯(lián)系，然后針對(duì)性的測(cè)試和檢查來(lái)找到故障點(diǎn)［1］。

1 轎車CAN系統(tǒng)動(dòng)力數(shù)據(jù)總線故障案例分析

1.1 總線控制原理

故障描述：2004款帕薩特B5（1.8T）轎車一輛，已有6萬(wàn)km行駛里程和2年的使用時(shí)間。車輛正常行駛時(shí)突然儀表盤(pán)上多個(gè)故障燈報(bào)警，車速直線下降，加速無(wú)反應(yīng)，儀表盤(pán)上擋位無(wú)顯示。

首先收集帕薩特B5 1.8T轎車控制的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)資訊，兩套整車的網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)分別是動(dòng)力的系統(tǒng)總線與舒適的系統(tǒng)總線各1套。動(dòng)力的總線系統(tǒng)對(duì)接發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、ABS電控單元、安全氣囊電控單元、自動(dòng)變速器電控單元和儀表電控單元，采用圖1所示的總線接法，一般在200～300 kb／s工作速率運(yùn)轉(zhuǎn)，視為高速網(wǎng)；舒適的總線系統(tǒng)對(duì)接中央電控單元、自動(dòng)的空調(diào)控制單元、音響控制單元、電控控制的坐椅等，一般在70～80 kb／s工作速率下運(yùn)轉(zhuǎn)，視為低速網(wǎng)［2］。

圖1 帕薩特B5動(dòng)力系統(tǒng)總線連接

1.2 故障診斷過(guò)程

（1）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)到ON擋，儀表盤(pán)上有多個(gè)報(bào)警燈一直亮，儀表盤(pán)上檔位沒(méi)有顯示P擋，而且無(wú)任何擋位顯示。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，試車發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性很差。

（2）使用解碼器讀取故障碼，使用解碼器自動(dòng)掃描汽車故障碼，提示動(dòng)力數(shù)據(jù)總線故障或者缺陷；進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，讀取到動(dòng)力數(shù)據(jù)總線失敗、ABS控制單元信號(hào)錯(cuò)誤。

（3）波形檢測(cè)，使用示波器功能讀取驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線的波形，發(fā)現(xiàn)CAN－h(huán)對(duì)地短路，波形圖如圖2所示。

圖2 CAN－h(huán)對(duì)地短路波形圖

（4）波形分析與拆檢，從波形圖可知，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線存在短路故障，由于故障碼顯示ABS控制單元有問(wèn)題，就先從ABS控制單元入手，拆下ABS控制單無(wú)插頭，檢查是否進(jìn)水有短路現(xiàn)象，但并未發(fā)現(xiàn)異常，檢查ABS控制單元線束發(fā)現(xiàn)露在機(jī)艙內(nèi)部的很少，線束直接接入車內(nèi)，想繼續(xù)檢查只能拆下室內(nèi)表臺(tái)等相關(guān)部件。按以往維修經(jīng)驗(yàn)分析，車內(nèi)線路出故障的很少，決定先將機(jī)艙內(nèi)的控制單元及線路排查一下，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；斷開(kāi)ABS控制單元，試車故障再次出現(xiàn)。最后決定拆解車內(nèi)儀表臺(tái)檢查ABS線束中的CAN總線，再拆下副儀表的控制臺(tái)，發(fā)現(xiàn)掛擋桿區(qū)域（在儀表臺(tái)底部）存在支撐表臺(tái)的鐵架與線束干涉，經(jīng)認(rèn)真檢查確定為車身與隸屬于動(dòng)力CAN網(wǎng)絡(luò)總線的高位線發(fā)生短路搭鐵現(xiàn)象，于是起動(dòng)車輛后將車身與這條高位線搭鐵，故障現(xiàn)象可以重現(xiàn)，確定故障原因［3］。

（5）故障處理和竣工檢查，將高速的網(wǎng)線表面用膠布纏繞牢固完好進(jìn)行修復(fù)，在線孔位置重新固定橡膠圈1個(gè)，把控制器中帶有內(nèi)存儲(chǔ)的故障碼全部清除，讀碼后確認(rèn)故障碼消失，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)儀表盤(pán)報(bào)警燈都顯示正常，試車發(fā)現(xiàn)故障排除。

1.3 故障診斷結(jié)果

在查詢車輛維修記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)，該車更換過(guò)后遮陽(yáng)簾開(kāi)關(guān)，正好被磨損線束與后遮陽(yáng)簾線束為一體，在更換開(kāi)關(guān)時(shí)線束被拉伸，加之該處線束未用電器膠布纏繞，與表臺(tái)中部支架磨擦，導(dǎo)致動(dòng)力總線高位線搭鐵。

2 轎車舒適CAN系統(tǒng)故障案例分析

2.1 故障現(xiàn)象

故障情況：1.8T帕薩特轎車（B5）玻璃電動(dòng)的升降器以及中控鎖工作異常。無(wú)論點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于開(kāi)或閉的狀態(tài)，只有車輛左側(cè)的前門(mén)電動(dòng)玻璃升降器和中控鎖工作正常，其余車窗的玻璃電動(dòng)升降器均停止工作；倘若按動(dòng)其余門(mén)窗上控制開(kāi)關(guān)，每個(gè)電動(dòng)的門(mén)窗玻璃升降器工作都正常到位。關(guān)閉車門(mén)，用車鑰匙旋入前方左側(cè)車門(mén)匙孔，操作閉鎖和開(kāi)鎖動(dòng)作，僅僅能開(kāi)閉左側(cè)前車門(mén)鎖；倘若保持鑰匙在閉鎖或開(kāi)鎖的狀態(tài)，只有左側(cè)前車門(mén)玻璃的電動(dòng)升降器工作正常。

2.2 故障診斷過(guò)程

（1）對(duì)舒適CAN系統(tǒng)使用車輛診斷儀讀碼，對(duì)接好儀表、打擰開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)舒適CAN系統(tǒng)報(bào)故障：中央控制單元故障信息，控制單元J386與左側(cè)前車門(mén)車窗無(wú)法通信連接；控制單元J387與右側(cè)前車門(mén)車窗無(wú)法通信連接；控制單元388與左側(cè)后方車門(mén)的窗無(wú)法通信連接；控制單元J389與右側(cè)后車門(mén)車窗無(wú)法通信連接；診斷接口J533與CAN總線無(wú)法通信連接；舒適CAN總線處于單線運(yùn)狀態(tài)。

（2）故障排查，對(duì)地板下舒適系統(tǒng)和有關(guān)舒適系統(tǒng)線束進(jìn)行檢查，經(jīng)過(guò)檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，估計(jì)是中央控制單元存在故障，更換后重新對(duì)中央控制單元進(jìn)行匹配，試車故障排除。

2.3 故障診斷結(jié)果

更換中央控制單元后要進(jìn)行ECU匹配，匹配最好使用專用故障診斷儀，否則故障還是不能排除。匹配的基本步驟如下：（1）連接專用故障診斷儀，這里解釋一下最好根據(jù)車系車型選用專用的故障診斷儀，非專用的故障診斷儀可能不能匹配；（2）打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)到ON檔；（3）選擇相應(yīng)系統(tǒng)（根據(jù)更換下來(lái)的的控制單元來(lái)選擇），再選擇［通道匹配］功能，按［確認(rèn)］鍵；輸入通道號(hào)，按確認(rèn)鍵，有些還要進(jìn)行系統(tǒng)登陸，輸入密碼等［4］。

3 轎車CAN系統(tǒng)故障診斷

3.1 診斷流程

分析前面兩個(gè)CAN系統(tǒng)故障的診斷過(guò)程，可以得出帶CAN系統(tǒng)轎車故障診斷流程，主要包括以下4個(gè)環(huán)節(jié)［5］。

（1）聽(tīng)取并剖析故障現(xiàn)象（源自車主描述），弄清楚故障是屬于臨時(shí)突發(fā)故障還是漸發(fā)性故障，車輛維修歷史、車輛歷史總成部件更換的情況等。

（2）確認(rèn)故障現(xiàn)象，重點(diǎn)認(rèn)清故障車的現(xiàn)象是否與車主表述一致，查驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)的其他故障。

（3）排故實(shí)施作業(yè)。根據(jù)車主描述的故障情況，將儀器讀連接好并調(diào)取關(guān)聯(lián)系統(tǒng)CAN故障代碼并加以分析，進(jìn)而對(duì)CAN總線進(jìn)行全面的檢查測(cè)量，錨定故障類型和查找故障部位；如果沒(méi)有CAN故障碼，就讀取數(shù)據(jù)流，如圖3所示。

（4）竣工后檢查。對(duì)故障零件、部件進(jìn)行維修更換后，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況采取竣工檢查，直至故障確認(rèn)被排除。

圖3 轎車CAN系統(tǒng)故障診斷流程

3.2 診斷要點(diǎn)

基本檢查包括拆下目標(biāo)ECU的連接情況，包括電插頭是否松動(dòng)、氧化、浸水等，同時(shí)還要檢查目標(biāo)ECU供電是否正常；檢查是指比如參考維修手冊(cè)檢查目標(biāo)ECU的終端電阻是否正常、檢查目標(biāo)ECU的CAN雙絞線是否出現(xiàn)了短路和斷路，CAN雙絞線故障判斷方法主要是使用示波器看波形來(lái)分析［6］。

3.3 轎車CAN系統(tǒng)常見(jiàn)故障波形分析

3.3.1 驅(qū)動(dòng)CAN 總線

正常的驅(qū)動(dòng)CAN總線波形信號(hào)如圖4所示［7］。CAN－H為高位數(shù)據(jù)線，CAN－L為低位數(shù)據(jù)線，橫坐標(biāo)為時(shí)間，ms，縱坐標(biāo)為電壓，V。CAN－H、CAN－L在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不工作時(shí)的電壓（隱性電壓）都是2.5 V；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)的電壓（顯性電壓）CAN－H為3.5 V左右，CAN－L為1.5 V左右。

圖4 正常的驅(qū)動(dòng)CAN總線波形信號(hào)

圖5 CAN－L對(duì)電源正極短路故障波形

故障1：CAN－L對(duì)電源正極短路，電壓為12 V左右，故障波形如圖5所示。

故障2：CAN－L對(duì)搭鐵短路，電壓為0 V左右，故障波形如圖6所示。

圖6 CAN－L對(duì)搭鐵短路故障波形

圖7 CAN－H電壓故障波形

故障3：CAN－H斷路，電壓波形存在空缺，故障波形如圖7所示。

故障4：CAN－H與CAN－L之間短路，電壓波形存在重合變形，故障波形如圖8所示。

圖8 高位線與低位線短路故障波形

3.3.2 舒適CAN總線

正常的舒適CAN總線波形信號(hào)如圖9所示［8］。CAN－H為高位數(shù)據(jù)線，CAN－L為低位數(shù)據(jù)線，橫坐標(biāo)為時(shí)間，ms，縱坐標(biāo)為電壓，V。CAN－H、CAN－L隱性電壓分別是0 V、5 V；CAN－H、CAN－L顯性電壓分別是4 V左右、1 V左右。

舒適CAN總線故障列舉：CAN－H對(duì)電源短路、對(duì)搭鐵短路、與CAN－L之間短路以及CAN－H斷路；CAN－L對(duì)電源短路、對(duì)搭鐵短路、與CAN－H之間短路以及CAN－L斷路。其故障波形與驅(qū)動(dòng)CAN故障波形類似，這里不再重復(fù)。

圖9 正常的舒適CAN總線波形信號(hào)

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)轎車CAN系統(tǒng)實(shí)施故障診斷時(shí)，一定要充分了解車主對(duì)故障的描述，查詢車輛維修記錄，并按照上述的診斷流程實(shí)施診斷，同時(shí)需用正確的診斷插頭，根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)入汽車故障診斷儀不同的診斷系統(tǒng)，分析故障碼之間的聯(lián)系，還要學(xué)會(huì)看波形圖，而且在故障排除過(guò)程中不要忽略基本檢查，參考維修手冊(cè)拆檢可疑故障部位，這樣排除故障的效率會(huì)高一些。