轿车CAN总线通讯故障的检修

杨 旭

（广州市工贸技师学院，广州 510425）

0 引言

轿车CAN系统故障主要包括了动力数据总线故障和舒适系统故障两大方面，轿车CAN系统故障产生的原因主要是CAN系统线束出现了断路、短路故障或者CAN系统连接的控制器出现内部故障而导致的。轿车CAN系统出现故障时一般表现是仪表盘会有多个报警灯点亮，当带有CAN系统的轿车出现故障时，诊断的流程是首先读取故障码，分析故障码之间的联系，然后针对性的测试和检查来找到故障点［1］。

1 轿车CAN系统动力数据总线故障案例分析

1.1 总线控制原理

故障描述：2004款帕萨特B5（1.8T）轿车一辆，已有6万km行驶里程和2年的使用时间。车辆正常行驶时突然仪表盘上多个故障灯报警，车速直线下降，加速无反应，仪表盘上挡位无显示。

首先收集帕萨特B5 1.8T轿车控制的系统关联资讯，两套整车的网络总线系统分别是动力的系统总线与舒适的系统总线各1套。动力的总线系统对接发动机电控单元、ABS电控单元、安全气囊电控单元、自动变速器电控单元和仪表电控单元，采用图1所示的总线接法，一般在200～300 kb／s工作速率运转，视为高速网；舒适的总线系统对接中央电控单元、自动的空调控制单元、音响控制单元、电控控制的坐椅等，一般在70～80 kb／s工作速率下运转，视为低速网［2］。

图1 帕萨特B5动力系统总线连接

1.2 故障诊断过程

（1）点火开关打开到ON挡，仪表盘上有多个报警灯一直亮，仪表盘上档位没有显示P挡，而且无任何挡位显示。启动发动机后，试车发现发动机动力性很差。

（2）使用解码器读取故障码，使用解码器自动扫描汽车故障码，提示动力数据总线故障或者缺陷；进发动机系统，读取到动力数据总线失败、ABS控制单元信号错误。

（3）波形检测，使用示波器功能读取驱动数据总线的波形，发现CAN－h对地短路，波形图如图2所示。

图2 CAN－h对地短路波形图

（4）波形分析与拆检，从波形图可知，驱动数据总线存在短路故障，由于故障码显示ABS控制单元有问题，就先从ABS控制单元入手，拆下ABS控制单无插头，检查是否进水有短路现象，但并未发现异常，检查ABS控制单元线束发现露在机舱内部的很少，线束直接接入车内，想继续检查只能拆下室内表台等相关部件。按以往维修经验分析，车内线路出故障的很少，决定先将机舱内的控制单元及线路排查一下，结果未发现问题；断开ABS控制单元，试车故障再次出现。最后决定拆解车内仪表台检查ABS线束中的CAN总线，再拆下副仪表的控制台，发现挂挡杆区域（在仪表台底部）存在支撑表台的铁架与线束干涉，经认真检查确定为车身与隶属于动力CAN网络总线的高位线发生短路搭铁现象，于是起动车辆后将车身与这条高位线搭铁，故障现象可以重现，确定故障原因［3］。

（5）故障处理和竣工检查，将高速的网线表面用胶布缠绕牢固完好进行修复，在线孔位置重新固定橡胶圈1个，把控制器中带有内存储的故障码全部清除，读码后确认故障码消失，打开点火开关发现仪表盘报警灯都显示正常，试车发现故障排除。

1.3 故障诊断结果

在查询车辆维修记录时发现，该车更换过后遮阳帘开关，正好被磨损线束与后遮阳帘线束为一体，在更换开关时线束被拉伸，加之该处线束未用电器胶布缠绕，与表台中部支架磨擦，导致动力总线高位线搭铁。

2 轿车舒适CAN系统故障案例分析

2.1 故障现象

故障情况：1.8T帕萨特轿车（B5）玻璃电动的升降器以及中控锁工作异常。无论点火开关处于开或闭的状态，只有车辆左侧的前门电动玻璃升降器和中控锁工作正常，其余车窗的玻璃电动升降器均停止工作；倘若按动其余门窗上控制开关，每个电动的门窗玻璃升降器工作都正常到位。关闭车门，用车钥匙旋入前方左侧车门匙孔，操作闭锁和开锁动作，仅仅能开闭左侧前车门锁；倘若保持钥匙在闭锁或开锁的状态，只有左侧前车门玻璃的电动升降器工作正常。

2.2 故障诊断过程

（1）对舒适CAN系统使用车辆诊断仪读码，对接好仪表、打拧开点火开关，发现舒适CAN系统报故障：中央控制单元故障信息，控制单元J386与左侧前车门车窗无法通信连接；控制单元J387与右侧前车门车窗无法通信连接；控制单元388与左侧后方车门的窗无法通信连接；控制单元J389与右侧后车门车窗无法通信连接；诊断接口J533与CAN总线无法通信连接；舒适CAN总线处于单线运状态。

（2）故障排查，对地板下舒适系统和有关舒适系统线束进行检查，经过检查没有发现故障点，估计是中央控制单元存在故障，更换后重新对中央控制单元进行匹配，试车故障排除。

2.3 故障诊断结果

更换中央控制单元后要进行ECU匹配，匹配最好使用专用故障诊断仪，否则故障还是不能排除。匹配的基本步骤如下：（1）连接专用故障诊断仪，这里解释一下最好根据车系车型选用专用的故障诊断仪，非专用的故障诊断仪可能不能匹配；（2）打开点火开关到ON档；（3）选择相应系统（根据更换下来的的控制单元来选择），再选择［通道匹配］功能，按［确认］键；输入通道号，按确认键，有些还要进行系统登陆，输入密码等［4］。

3 轿车CAN系统故障诊断

3.1 诊断流程

分析前面两个CAN系统故障的诊断过程，可以得出带CAN系统轿车故障诊断流程，主要包括以下4个环节［5］。

（1）听取并剖析故障现象（源自车主描述），弄清楚故障是属于临时突发故障还是渐发性故障，车辆维修历史、车辆历史总成部件更换的情况等。

（2）确认故障现象，重点认清故障车的现象是否与车主表述一致，查验未发现的其他故障。

（3）排故实施作业。根据车主描述的故障情况，将仪器读连接好并调取关联系统CAN故障代码并加以分析，进而对CAN总线进行全面的检查测量，锚定故障类型和查找故障部位；如果没有CAN故障码，就读取数据流，如图3所示。

（4）竣工后检查。对故障零件、部件进行维修更换后，对系统运转情况采取竣工检查，直至故障确认被排除。

图3 轿车CAN系统故障诊断流程

3.2 诊断要点

基本检查包括拆下目标ECU的连接情况，包括电插头是否松动、氧化、浸水等，同时还要检查目标ECU供电是否正常；检查是指比如参考维修手册检查目标ECU的终端电阻是否正常、检查目标ECU的CAN双绞线是否出现了短路和断路，CAN双绞线故障判断方法主要是使用示波器看波形来分析［6］。

3.3 轿车CAN系统常见故障波形分析

3.3.1 驱动CAN 总线

正常的驱动CAN总线波形信号如图4所示［7］。CAN－H为高位数据线，CAN－L为低位数据线，横坐标为时间，ms，纵坐标为电压，V。CAN－H、CAN－L在驱动系统不工作时的电压（隐性电压）都是2.5 V；驱动系统工作时的电压（显性电压）CAN－H为3.5 V左右，CAN－L为1.5 V左右。

图4 正常的驱动CAN总线波形信号

图5 CAN－L对电源正极短路故障波形

故障1：CAN－L对电源正极短路，电压为12 V左右，故障波形如图5所示。

故障2：CAN－L对搭铁短路，电压为0 V左右，故障波形如图6所示。

图6 CAN－L对搭铁短路故障波形

图7 CAN－H电压故障波形

故障3：CAN－H断路，电压波形存在空缺，故障波形如图7所示。

故障4：CAN－H与CAN－L之间短路，电压波形存在重合变形，故障波形如图8所示。

图8 高位线与低位线短路故障波形

3.3.2 舒适CAN总线

正常的舒适CAN总线波形信号如图9所示［8］。CAN－H为高位数据线，CAN－L为低位数据线，横坐标为时间，ms，纵坐标为电压，V。CAN－H、CAN－L隐性电压分别是0 V、5 V；CAN－H、CAN－L显性电压分别是4 V左右、1 V左右。

舒适CAN总线故障列举：CAN－H对电源短路、对搭铁短路、与CAN－L之间短路以及CAN－H断路；CAN－L对电源短路、对搭铁短路、与CAN－H之间短路以及CAN－L断路。其故障波形与驱动CAN故障波形类似，这里不再重复。

图9 正常的舒适CAN总线波形信号

4 结束语

对轿车CAN系统实施故障诊断时，一定要充分了解车主对故障的描述，查询车辆维修记录，并按照上述的诊断流程实施诊断，同时需用正确的诊断插头，根据故障现象进入汽车故障诊断仪不同的诊断系统，分析故障码之间的联系，还要学会看波形图，而且在故障排除过程中不要忽略基本检查，参考维修手册拆检可疑故障部位，这样排除故障的效率会高一些。