淺析汽車總線系統故障診斷思路

南京金陵中等專業學校 烏福堯

淺析汽車總線系統故障診斷思路

南京金陵中等專業學校 烏福堯

隨著汽車技術的不斷發展，一般比較高檔的汽車都裝有幾十個控制器、上百個傳感器和執行器，不但線束極為復雜，而且一直存在的集中控制和分散控制的矛盾，也使車輛維修變得復雜，為此，德國博世BOSCH公司開發了一種設計先進的解決方案——CAN現場總線，即控制器局域網（Controller Area Network），并取得國際標準化組織(ISO11898）認證，同時，國際上一些大的半導體廠商也積極開發出支持CAN總線的專用芯片，促進了CAN總線技術在汽車中的廣泛應用。

通過CAN總線，傳感器、控制器和執行器由串行數據線連接起來，其通信協議相當于ISO/OSI參考模型中的數據鏈路層，網絡可根據協議探測和糾正數據傳輸過程中因電磁干擾而產生的數據錯誤。CAN網絡的配制比較容易，允許任何節點之間直接進行通信，而無需將所有數據全部匯總到主控制器后再行處理。由于CAN的突出優勢，目前CAN總線被當代汽車網絡廣泛采用。隨著總線技術在汽車上的廣泛應用，CAN總線系統的故障診斷越來越多地成為汽車維修技術人員不得不面對的問題，也是大多數汽車維修技術人員公認的難題之一。那么，怎樣來化解這一難題呢？筆者認為可以從以下幾個方面著手。

1 搞清CAN總線系統的結構

一般在對總線系統進行維修之前，首先要認真分析總線系統的電路圖，下面筆者以別克威朗轎車為例進行分析。

圖1所示為別克威朗轎車總線系統示意圖，由圖1可以看出該車的總線系統共連接有10個控制模塊，終端電阻分別在發動機控制模塊（K20）和電源變壓器模塊（T19），數據診斷連接器（X84）從車身控制模塊（K9）接出。這非常類似于電工電子中的串聯電路，10個控制模塊用2條導線串聯起來。如果用萬用表測量數據診斷連接器（X84）的端子6號和端子14之間的電阻，根據電工電子知識可知，應該可以檢測到一個60 Ω左右的電阻。有的維修技術人員對終端電阻總是糾結，筆者認為大可不必，其實只需要簡單地將其理解為是用來降低信號傳輸過程震蕩的元器件即可。

2 認清CAN總線故障的類型

圖1 別克威朗轎車總線系統電路

CAN總線系統故障的難點是會造成發動機無法起動，并且故障檢測儀無法通信。從而導致維修技術人員無法利用故障自診斷系統來進行初步故障判斷。但只要大家能夠認識清楚故障的外在表現和內在原因之間的關系，難點便可迎刃而解的。那么，CAN總線系統的故障主要有哪些類型呢？筆者將CAN總線系統的故障歸納為CAN-H與CAN-L之間短路、CAN-H與搭鐵之間短路、CAN-L與搭鐵之間短路、CAN-H與電源之間短路、CAN-L與電源之間短路、CAN-H或CAN-L斷路等幾種類型。

不同CAN總線的拓撲結構不一樣，同樣的故障就會有不同的外在表現。為了便于分析，筆者僅以別克威朗車總線系統為例加以闡述。當總線系統出現短路時，發動機無法起動且故障檢測儀無法與控制模塊通信；當總線系統出現斷路故障時，發動機也無法起動，但故障檢測儀可以和在X84到斷點之前的控制模塊進行通信，故障檢測儀只是無法與斷點之后的控制模塊進行通信。

3 理清故障診斷思路

當汽車總線系統出現故障時，首先要進行故障的初步確認。具體的方法是首先起動發動機，如果發動機無法起動，則連接故障檢測儀進行診斷，詳見表1所列。

在進行初步判斷后，需要對故障點做出診斷，下面仍以別克威朗轎車的CAN總線系統為例加以分析。用什么樣的檢測方法可以提高CAN總線系統的故障診斷效率呢？筆者認為關鍵是在斷點的選擇上，理論上講選擇任何的一個點斷開檢測都是可以的，但筆者認為在選擇斷點上是有講究的，應該先選擇一個斷點將整個系統分為2大塊，來判斷故障的大致范圍。下面以CAN-H與CAN-L之間短路為例加以說明。

如圖1所示，假設K17與K71間的CAN線短路，則有2個選擇，一是斷開K9的X1，二是斷開K9的X6。如果是斷開K9的X1后，在X84（端子6和端子14）測得的電阻為1 Ω左右，則表明K9到T19這一段沒有短路故障，短路故障在K9到K20這一段。如果斷開K9的X6后，在X84（端子6和端子14）測得的電阻為120 Ω左右，則表明短路故障在K9到K20這一段。接下來斷開K17的導線連接器，如果在X84（端子6和端子14）測得的電阻值為120 Ω左右，則表明短路故障在K17到K20這一段，此時需要將K17的導線連接器插接好后斷開K71的導線連接器，如果在X84（端子6和端子14）測得的電阻值為1 Ω左右，則表明短路故障發生在K17至K71的一段線路中。

如果是總線系統的斷路故障，只要用故障檢測儀進行診斷便可比較簡單地就發現大致的斷點位置。因為故障檢測儀是無法與斷點之后的控制模塊進行通信的。對于控制系統及線路的故障，有的維修技術人員希望能一針見血地找到故障點，其實不然，因為欲速則不達。以筆者多年的維修經驗來看，首先需要對整個系統進行一個梳理，看懂電路及架構，切大塊劃區間，然后再仔細查，找到故障點加以排除。

表1 汽車總線系統故障診斷思路

2017-03-07）