車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的鏈路故障及節(jié)點(diǎn)故障檢測方法

寧夏交通學(xué)校 劉麗華

1 汽車多路傳輸技術(shù)特點(diǎn)

得益于汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車功能逐步趨于多樣化，此時(shí)控制單元的類型及數(shù)量隨之增多，彼此間的信息交換更為密切，諸如傳感器、導(dǎo)線等硬件設(shè)施的類型多樣，導(dǎo)致汽車電子設(shè)備錯(cuò)綜復(fù)雜。較之于普通電控技術(shù)，車載網(wǎng)絡(luò)多路傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)層面的飛躍式發(fā)展，其中檢測診斷領(lǐng)域頗具代表性。對于帶有車載網(wǎng)絡(luò)的車輛，在其發(fā)生故障后，檢測時(shí)首先需考慮到汽車多路信息傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，即是否有異常運(yùn)行的情況，若確實(shí)存在將迫使系統(tǒng)內(nèi)部的部分信息難以正常傳輸，與之相匹配的電控模塊將由于信息的缺失而異常運(yùn)行，不利于故障診斷工作的順利開展。在針對系統(tǒng)故障的檢維修中，必須準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，探明控制回路的具體運(yùn)行機(jī)制，做針對性的剖析。

2 CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的檢測方法

現(xiàn)階段，CAN數(shù)據(jù)總線已經(jīng)成為車輛數(shù)據(jù)傳遞的重要途徑，控制單元的各項(xiàng)信息均以數(shù)據(jù)線為載體完成交換操作，整個(gè)數(shù)據(jù)流通渠道便捷且高效，無論是線路還是控制單元插腳的數(shù)量均有減小的變化。

在檢查數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)前必須具備特定的前置條件，即與數(shù)據(jù)總線連接的控制單元能夠正常運(yùn)行，否則將對數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。例如，傳感器存在故障時(shí)，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的信號無法借助數(shù)據(jù)總線傳遞，此時(shí)會(huì)對數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)造成間接性影響，迫使與傳感器信號對接的控制單元通信狀態(tài)呈現(xiàn)出異常。因此，若存在功能故障則必須有效排除該故障，同時(shí)詳細(xì)記錄故障碼。經(jīng)過分析與處理后，若功能故障被排除但仍然無法實(shí)現(xiàn)控制單元的數(shù)據(jù)傳遞操作，則將分析目光轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，此時(shí)考慮如下2種情況：

2.1 以2個(gè)控制單元的雙線式數(shù)據(jù)總線為基點(diǎn)

基于2個(gè)控制單元的雙線式數(shù)據(jù)總線，圍繞此部分開展檢測工作。實(shí)際操作中關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開控制單元的既有連接。圍繞數(shù)據(jù)總線做全面的檢查，判斷是否有短路、斷路等故障，經(jīng)過檢查后確認(rèn)該部分無故障后，更換易拆下的控制單元，再次檢測，若此時(shí)系統(tǒng)總線仍存在異常則更換另一控制單元，拆除并分析，由此逐步排查故障。

2.2 以3個(gè)控制單元的雙線式數(shù)據(jù)總線為基點(diǎn)

基于3個(gè)及以上控制單元的雙線式數(shù)據(jù)總線，圍繞此部分開展檢測工作。實(shí)際操作中，讀取控制單元的故障碼是基礎(chǔ)工作，若控制單元1與其它任意一個(gè)單元間無通信，則關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開與總線相連的控制開關(guān)，在此方式下檢查數(shù)據(jù)總線，判斷是否有斷路故障。經(jīng)過檢查后結(jié)果顯示總線無故障，則更換控制單元1，繼續(xù)排查。經(jīng)前述操作后，若各控制單元均無法做出信號的發(fā)送和接收操作，則關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開控制單元的連接，圍繞數(shù)據(jù)總線做全方位的檢測，判斷實(shí)際情況，例如是否短路、對正極或?qū)Φ囟搪罚罱K確定具體的故障類型。

經(jīng)檢查后，仍無法從數(shù)據(jù)總線的角度判斷硬件受損的具體成因時(shí)，則進(jìn)一步將目光轉(zhuǎn)向控制單元，判斷是否由于控制單元的故障所致。此時(shí)的關(guān)鍵操作要點(diǎn)在于：斷開借助CAN數(shù)據(jù)總線傳遞的控制單元，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，完成某個(gè)控制單元的連接動(dòng)作，接通點(diǎn)火開關(guān)，清除故障碼，并結(jié)束輸出；在前述操作的基礎(chǔ)上關(guān)閉并再次接通點(diǎn)火開關(guān)，持續(xù)時(shí)間達(dá)到10s后，讀取控制存儲器（具體借助故障閱讀儀實(shí)現(xiàn)），做出具體的判斷。

3 實(shí)例分析

從結(jié)構(gòu)和控制回路兩個(gè)角度切入，圍繞多路信息傳輸系統(tǒng)故障做出判斷。概括而言，故障的原因體現(xiàn)在如下3大方面。

3.1 汽車電源系統(tǒng)引起的故障

從汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的組成來看，重點(diǎn)為電控模塊ECM，此裝置的工作電壓為10.5～15.0V，電壓的異常波動(dòng)將直接對電控模塊ECM乃至整體造成影響。若汽車電源提供的電壓偏低，部分電控模塊ECM將由于難以得到電壓的支持而短暫中斷運(yùn)行，在此影響下多路信息傳輸系統(tǒng)通訊受阻。

例如，車輛運(yùn)行過程中發(fā)生顯示故障，轉(zhuǎn)速表、里程表等儀表的顯示值為零，此處對此類故障展開分析。故障診斷時(shí)配套TECH2掃描工具用于讀取故障代碼，結(jié)果顯示在北側(cè)的電控模塊內(nèi)并不存在故障代碼；為此進(jìn)一步分析，經(jīng)過對歷史故障代碼的檢查發(fā)現(xiàn)，其存在多處故障代碼。安全氣囊控制模塊（SDM）的故障代碼包含U1040、U1000，前者反饋的故障為“失去與ABS控制模塊的對話”，后者反饋的故障為“二級功能失效”。對于儀表控制模塊（IPC），其故障代碼為U1016，反饋的信息是“失去與PCM的對話”。此外，車身控制模塊（BCM）也有故障代碼，即U1000，其反饋的信息是“二級功能失效的故障”。

可以發(fā)現(xiàn)，該多路信息傳輸系統(tǒng)存在多處故障代碼，表明系統(tǒng)存在故障。由此進(jìn)一步分析，查閱電路圖發(fā)現(xiàn)：電控模塊共用一根電源線，且通過前圍板，故障代碼的發(fā)生并不具有持續(xù)性，而以間歇性的方式存在，因此將故障發(fā)生部位鎖定在電源線上，推斷該處存在間歇性斷路故障。隨后詳細(xì)檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該電源線缺失存在故障，具體表現(xiàn)形式為因磨損所致的接觸不良，由此安排處理，最終電源線恢復(fù)正常。

3.2 節(jié)點(diǎn)故障

在汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)指的是電控模塊，因此針對節(jié)點(diǎn)故障的分析與處理則著重考慮電控模塊ECM的故障，從細(xì)分類型的角度來看，包含軟件故障和硬件故障兩大類。

軟件故障：傳輸協(xié)議或軟件程序的部分片段有殘缺或存在不同程度的沖突，導(dǎo)致系統(tǒng)通訊狀態(tài)受到干擾，存在混亂通訊乃至中斷通訊的情況。通常軟件故障成批發(fā)生，影響范圍較大，易對整個(gè)軟件造成影響。

硬件故障：常見的是通訊芯片或集成電路兩處的故障，其直接結(jié)果是系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。

以某轎車為例展開分析，該車輛在經(jīng)過清洗后電動(dòng)車窗無法正常運(yùn)行，同時(shí)中控門鎖系統(tǒng)也發(fā)生故障（可控性較差）。車輛適配的是CANüBus多路信息傳輸系統(tǒng)，配備有舒適系統(tǒng)控制單元J393，其安裝位置位于駕駛席座椅前端的地毯處，可實(shí)現(xiàn)對車床、中央門鎖、防盜、后視鏡系統(tǒng)的控制，即融合多重控制功能。故障發(fā)生于車輛清洗后，因此極有可能與清洗階段水的滲入有關(guān)，在水的侵?jǐn)_作用下導(dǎo)致電路板受損，系統(tǒng)控制機(jī)制紊亂。沿著該思路做拆解與分析，實(shí)際結(jié)果顯示控制單元J393確實(shí)存在進(jìn)水的問題。在探明故障的類型以及具體成因后，采取除濕潤、除銹處理措施，而后控制單元恢復(fù)正常，原本車窗、中控門鎖系統(tǒng)控制異常的狀況不復(fù)存在。

3.3 鏈路故障

鏈路故障主要集中在通訊線路上，常見形式包含短路、斷路以及由于線路結(jié)構(gòu)受損而導(dǎo)致的信號傳輸異常，受此影響，電控單元難以正常運(yùn)行，部分情況下電控系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤動(dòng)作。針對鏈路故障的判斷，通常借助示波器而實(shí)現(xiàn)，或選擇適用于多路信息傳輸系統(tǒng)的專用診斷儀器，經(jīng)過測量后確定通訊數(shù)據(jù)信號，將實(shí)測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)通訊數(shù)據(jù)信號做對比分析，從而判斷故障。

例如，某手動(dòng)擋汽車存在電動(dòng)玻璃升降異常及電動(dòng)后視鏡異常兩處故障。針對該故障，做深入的分析，判斷具體的原因，再采取相應(yīng)的處理措施。

經(jīng)檢查，車輛的四個(gè)車門升降機(jī)均無法正常運(yùn)行，開啟小燈時(shí)按鍵指示燈無法正常亮起。根據(jù)所掌握的信息推斷，升降器、玻璃控制器兩處的熔絲燒斷可能是故障的誘因，但檢測結(jié)果顯示，14號熔絲無異樣。然后拆卸左前門內(nèi)飾板，針對該部位的升降控制器做詳細(xì)的檢測，該裝置有電源，對控制器配套的升降器開關(guān)做更換操作后，仍存在故障。在檢測中發(fā)現(xiàn)，斷開其它車門的升降器控制插頭及開關(guān)插頭并于隨后接上，此時(shí)升降開關(guān)卻能夠正常運(yùn)行，但位于左前門的主控開關(guān)無法起到控制作用，與之相對應(yīng)的指示燈無法正常亮起，約2min后，轉(zhuǎn)變?yōu)槌跏脊收蠣顟B(tài)，即均無法有效控制。

根據(jù)前述分析發(fā)現(xiàn)，四個(gè)車門的升降器電源線路均無異常，由此推想是否在控制單元相關(guān)聯(lián)的記憶部分發(fā)生故障，換言之，故障是否出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線路上。對此，用故障閱讀儀進(jìn)入地址“46”舒適系統(tǒng)檢測，但實(shí)際操作進(jìn)程受阻，無法進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，針對此問題，對舒適系統(tǒng)控制單元做更換處理，但仍存在類似的問題。控制單元均由Bus線與防盜控制單元連接，根據(jù)此結(jié)構(gòu)關(guān)系，從地址碼“17”查得故障，即存在的是數(shù)據(jù)線Bus線對地短路，測量發(fā)現(xiàn)左前升降器控制器插頭的兩根Bus線均搭鐵，阻值為0.01Ω，再檢測其它各車門的該阻值。拆除儀表臺，用小刀撬開Bus線接頭，其劃分為五個(gè)組別，其中一組連接的是儀表，其它各組分別連接至控制器。檢測后，發(fā)現(xiàn)新車加裝后喇叭時(shí)Bus線被固定在車門板上。隨后對Bus總接頭做適當(dāng)?shù)拇蚰ヌ幚恚儆秒娎予F焊接，恢復(fù)正常狀態(tài)。此時(shí)，故障閱讀儀可順暢進(jìn)入舒適系統(tǒng)，實(shí)測結(jié)果顯示無故障碼，原本電動(dòng)玻璃及后視鏡的故障隨之消除。

結(jié)語：綜上所述，CAN總線技術(shù)在車輛中的應(yīng)用比例逐步擴(kuò)大，其在功能層面明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)汽車布線方式，但出現(xiàn)故障后對分析及處理的工作水平提出較高的要求。經(jīng)過本文的分析，提出常見的車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)故障，同時(shí)闡述故障分析的思路以及處理方法，希望給同仁提供參考。