汽車CAN-BUS系統的故障診斷技術分析

張洲，郭陽陽

（武漢職業技術學院，湖北 武漢 430074）

1 引言

汽車CAN-BUS系統是汽車行業發展至今在車內控電技術的發展取得的產物，它的應用與廣泛地投入與實踐中，使得汽車電控系統發生了翻天覆地的改變，提高了汽電體統的安全性與穩定性。汽車CAN-BUS系統的組成與制造需要多種復雜且高質量的機器設備與軟件系統，但是在目前研究的過程中示波器的是否投入使用與代替是亟待解決的難題。示波器是汽車CAN-BUS系統在總線路上傳遞信號檢測儀器的首選器件，但由于其性價比低和基本操作理論支持不完善，導致部分企業對示波器購買存在著一定經濟投入的壓力和專業技術人員相對匱乏，因此對示波器的使用還存在著很多主觀與客觀的干擾問題，這也是汽車CAN-BUS系統在檢測故障這一分析研究中需要及時思考與探究的方向。除此之外，隨著信息技術的不斷發展，像波形分析技術等高科技高難度的檢測故障的應用也會逐漸走進汽車CAN-BUS系統故障的檢測領域，諸多的問題還需進一步的研究與探索，本文將淺顯的討論汽車CAN-BUS系統故障檢測遇到的眾多難題及其解決方案。

2 汽車CAN-BUS引起的故障類型分析

2.1 信息傳輸故障

汽車CAN-BUS系統的傳輸核心軟件與信息集中區域是含有IC通信芯片的載體，它能夠長期穩定在某一個電壓范圍內正常工作。如果由于機器故障或工作人員工作的疏忽造成電壓脫離這一穩定值，會對有汽車CAN-BUS系統中電控模塊的運轉工作造成嚴重影響，甚至停止。進而影響整個多路信息傳輸系統無法進行信息提供與正常工作。因此在實際工作對汽車CAN-BUS系統故障排查的過程中也應注意到這些問題。

2.2 節點故障

汽車CAN-BUS系統的多路信息傳輸中電控模塊的最基本單位是節點，若節點部分發現故障則可歸納于電控模塊的故障。其引起故障的類型包括軟件與硬件兩個方面的問題，軟件故障只要是指汽車CAN-BUS系統的電控模塊部分控制程序錯亂導致與傳輸協議發生沖突，此故障一般呈批量式出現，并且一經察覺后無法通過修復解決，需要及時進行更換。硬件故障則是由汽車CAN-BUS系統的設備組成器件、芯片與實際集成電路等造成多路信息傳輸系統無法正常穩定運轉的故障，此故障需要專業技術人員依靠嚴格的排查和高度專業的技術支持加以解決，以在元器件上修復為主，采取更換措施為輔的原則，使汽車CAN-BUS系統能夠更快跟高效的投入到日常工作。

2.3 鏈路故障

汽車CAN-BUS系統鏈路故障主要是指電路線路出現斷路短路、外部原因引起的線路通信信號弱，甚至逐漸衰減與失真等等原因引起的系統電路單元或電控系統出現錯誤動作或停止工作的問題。而診斷汽車CAN-BUS系統出現故障的原因是否為鏈路故障需要采用具體的軟件檢測設備，比如示波儀或汽車專用光纖維診斷儀等等相關專業機器，通過對通信數據信號的提取并與標準數據的對比，來判定汽車CAN-BUS系統出現的具體故障。

3 汽車CAN-BUS的故障診斷方法

在檢查如節點故障、鏈路故障等內部原因引起的問題時，必須首要查看的是所有與各種數據線連接的控制部門的功能是否出現故障。功能故障雖然不會對線路總系統起直接影響的作用，但是它作用于某一具體且容易忽視的系統，進而影響數據線路總系統。比如說，傳感器的信號丟失或者機器損壞，其導致的直接表現結果是由傳感器發出的信息不能有效地傳輸，但是對指汽車CAN-BUS系統整個線路的數據的傳遞也會起到間接的影響。因此，若出現功能故障，應當及時地排查問題所在位置，再加以解決，徹底地消除所有關聯的控制單元的故障編碼。在解決所有相關功能故障后，如果汽車CAN-BUS系統的運轉仍然不正常，則需要再從總體出發，檢測總系統線路的故障。以下將根據不同控制單元的雙線式系統的具體檢測措施加以論述。

3.1 兩個控制單元的雙線式系統檢查

根據兩個控制單元組成的雙線式數據系統的結構特點，在檢測時需要嚴格把控每一步操作。重中之重的首要步驟是檢測前確保關閉點火開關，并斷開兩個控制單元。排查出數據總線是否為同一級錯誤相連的短路或者是某一處電路的斷路。若經過仔細地檢查過后，沒有發現數據總線的故障，則需要拆除更為方便的某一個控制單元再進行如上的重復檢查。以此類推，若總數據線系統仍然不能進行正常運轉，則需要在前一實踐的基礎上選擇更為合適的控制單元再加以實驗檢測。

3.2 三個及以上單元的雙線式系統檢測

在檢測的過程中，需要以控制單元的故障點為基本依據，率先讀出并加以記錄。當注意到某一個控制單元與其他控制單元之間沒有通信信號的傳輸時，需要進行的操作是斷開該控制單元與總線相連的電路，再檢查數據總線有沒有斷路情況。若沒有發現總線電路的異常情況，則進行更換下一個控制單元的操作。在大量的試錯與修復后，如果所有檢測后的控制單元仍不能發送與接收傳輸的信號，需要對開始的點火開關再一次進行關閉，切斷所有與數據總線相連接的控制單元，對操作過程中是否出現短路故障在再進行逐一排查與確定。

在進行如上所述的步驟后，在數據線路的所有控制單元上仍然排查不出是那種故障引起的問題時，就需要檢查某一具體控制單元是否本身出現的損害或者問題。這一過程需要操作的步驟是，首先斷開通過汽車CAN-BUS系統進行傳輸與接收信息的控制單元，關閉所有的點火開關后，連接上其中一個控制單元，在連接上固定的檢測裝置 VAG1551或者VAG1552，打開點火開關，在連接的檢測機器上進行清除所有控制單元上故障碼的操作。再用關閉功能來結束輸出，關閉一次大火開關后在進行重新啟動，在打開點火開關的十秒左右后，在剛才連接的VAG1551或者VAG1552上讀出連接控制單元故障存儲設備內顯示的內容。若出現“硬件損壞”，表明是該控制單元出現故障，若出現未顯示此項內容，則證明故障跟該控制單元沒有任何關系，并連接下一個控制單元再進行如上的重復檢查。綜上所陳述的所有步驟，對每一個控制單元仔細嚴格地逐一篩選排查，找出最終的故障所在，并及時加以更換，保證汽車CAN-BUS系統的穩定運行。

4 從汽車CAN-BUS總線系統波形變化分析故障

汽車CAN-BUS總線系統波形變化分析也是系統故障分析的重要方法。通過對動力總線的標準波形和 CAN舒適和信息總線波形分析，可完成總線路數據傳輸的電壓、電流及速率進行的檢測，使得汽車CAN-BUS總線記錄舒適線路故障，再用DOS系統進行檢測與分析，以確定汽車CAN-BUS系統總線發生故障的位置與故障引發的各種原因。這種方式具有準確快速的特點，但由于投入成本與專業素質要求較高的原因，還為完全應用到所有汽車CAN-BUS系統的故障檢測中去。但是隨著信息與科技的迅猛發展，對這一方面的研究仍然在進行，如已經出現的CAN-LOW與Can-HIGH短路故障診斷波形圖、CAN-HIGH對正極短路波形、CAN-HIGH對地短路波形、CAN-LOW對地短路波形等各種在具體故障分析起到作用的波形圖，會隨著在今后功能的完善與專業使用的逐漸普及后，慢慢地投入到CAN-BUS系統的故障檢測中去。

5 結語

綜上所述，車內裝有CAN-BUS系統出現信息系統傳輸的故障時，首選應當從汽車電源系統故障引起的多路信息系統傳輸故障這一角度入手，經過仔細縝密地排查節點上的故障、鏈路中的故障以及在信息傳輸過程中的故障，確保是否因為此原因而導致的汽車CAN-BUS系統不能穩定正常的工作。對于汽車CAN-BUS系統的維護與后期修復，應當要從多路信息傳輸系統的控制結構與電源回路進行具體嚴密地分析與診斷，篩選出具體的問題并在技術不斷改進與發展的過程中，積極且有目的地研究解決措施。此外，各種波形圖的不斷推廣與知識普及，對汽車CAN-BUS系統故障檢測事業也會起到最大程度的促進作用。鑒于上述各個分論點的仔細地分析與論述，希望相關工作人員在不斷地探索與研究的過程中得到一定的啟發與使用，使汽車CAN-BUS系統的不斷更新與升級中達到最大程度的優化。