車載CAN網絡汽車控制故障診斷系統分析

于濤

摘要：隨著汽車電子技術的迅猛發展，以車載網絡技術的應用作為代表的汽車控制功能的呈現出繁復化特點，越來越多的集成電路在汽車中使用，也帶動汽車上的電子控制單元的復雜化發展，因而當車載CAN網絡汽車控制系統產生故障時，維修人員將難以辨別、診斷出相關的故障。因而本文對車載CAN網絡汽車控制故障診斷系統分析對于緩解維修困境具有較大意義。基于此，文中以車載CAN網絡通訊對主要對象，對各種車載CAN網絡汽車控制故障進行分類，并介紹常用的幾種診斷方式，由此形成對車載CAN網絡汽車控制故障診斷系統的初步認識。

關鍵詞：車載網絡；汽車控制故障；診斷

網絡通信技術遍及到各行各業，特別是實現網絡通訊技術同其他機械設備的有機結合。另外，隨著生活水平的提升，汽車成為人們生活中重要的代步工具，在使用過程中，各項故障接踵而至，以車載CAN網絡汽車控制故障為代表，網絡故障容易引起汽車控制系統的全線崩潰。基于此本文展開車載CAN網絡汽車控制故障診斷系統的分析至關重要。

1車載CAN網絡系統內涵

傳統的汽車控制系統是在汽車上安裝各種電控單元，而汽車的運行和管理是通過各個電控單元之間數據交換實現的。隨著人們對于汽車各種性能要求的提升，傳統的布線方式使汽車控制系統內部擁有龐大的布線系統，嚴重影響汽車控制系統的運行。因而為了滿足汽車各個電控單元之間能夠實現信息實時共享，車載網絡系統運應而生，利用車載CAN網絡技術組成汽車的電子控制網絡，簡化了汽車電路設備，提高了汽車各個方面的性能。CAN是車用控制器局域網的簡寫，在汽車控制系統中主要承擔信息交換的功能。一般來說，車載CAN網絡系統由動力系統、舒適系統和信息系統組成，這些不同總線的系統能夠通過CAN彼此連接，實現數據交換。車載CAN網絡系統運行的程序主要是先由應用程序微控制器將信息轉化為各種數據傳輸給CAN控制器，以CAN格式輸出，傳輸到CAN總線上的收發器模塊中，而最終由應用程序微控制器輸出經過處理的信息。CAN總線具有一般通信總線所不具備的優勢，同時這些優勢也成為造成汽車控制故障的主要原因之一。如CAN總線實現多主節點的方式工作，一旦主節點發生故障，則難以判斷是總線上的哪一個節點發生故障。

由此可知，車載CAN網絡汽車控制系統運行原理單一，但是具有較高的優勢，一旦發生故障往往會引發整個汽車控制系統出現故障。

2車載CAN網絡汽車控制常見故障

眾所周知汽車行業面臨著重大的改革，車載CAN網絡技術是改革的主要內容。利用車載CAN網絡能夠實現傳統汽車控制功能同計算機網絡技術有機結合，提高汽車控制系統的智能化和科技化，但同時也給汽車控制帶來更多的故障。目前，大約有70%左右的汽車控制故障是由車載CAN網絡系統和網絡裝備相關聯。經過大量的實車故障案例總結后可以發現，導致車載CAN網絡汽車控制故障類型主要包括車載CAN總線故障，這些故障具有連帶性作用，如整個網絡失效導致多個控制單元出現故障；在不同的系統中有兩個或兩個以上毫不相關的系統同時出現互相相關的故障現象；當多個控制單位出現故障時，無法實現同診斷器的通信，導致故障難以辨別；另外還有汽車電源系統故障；汽車傳輸系統鏈路故障；汽車傳輸系統節點故障等等。總之，車載CAN網絡汽車控制故障將在各個控制單元中呈現，按照不同的單元系統而來，出現的故障類型分類也有所不同，但是對車載CAN網絡汽車控制故障的診斷來說，最主要的是對車載CAN網絡系統通信結構進行全面的掌握，才能把握故障同系統的內在聯系。

3車載CAN網絡汽車控制故障診斷方式

3.1車載CAN網絡汽車控制故障診斷方式

車載CAN網絡汽車控制故障主要是采用基本故障診斷方式。當汽車車載網絡系統出現故障時，如娛樂系統出現混亂，最基本的診斷方式是對汽車的設備和相關零部件進行檢查，首先是對汽車蓄電池、保險絲以及各個接頭之間的連接情況進行檢查，查看是否脫離、電壓的變化值；其次是連接診斷儀，查看故障碼，一旦出現故障碼優先對CAN系統進行故障診斷，利用CAN系統所具有的監視器功能來排查故障位置；再接著是查看CANBUS數據的總線的兩根線路是否很好的連接，進行波形檢查，一旦波形檢測出現異常，則用萬用表檢查總線事都出現短路、斷路現象；然后是檢查CANBUS數據接口情況，一旦出現接觸不良現象，就實現對CAN總線兩端口的終端電阻進行檢測，進一步排查是否是控制模塊內部出現故障；最后是觀察故障的數據變化情況，重新對控制模塊進行編程設定。通過一系列基本的檢查和故障排除工作，實現對車載CAN網絡汽車系統控制故障的診斷和排除。但是要求注意的是，車載網絡系統會同時出現多個CAN網絡，不用的網絡結構都具有不同的優缺點。如星型網絡擁有一個中央處理器，每個處理器之間是以放射型的方式連接，只能通過一個部件來實現信息傳遞，當一個處理器出現故障，會牽連到整個車載網絡癱瘓；而環型網絡則是控制單元通過網絡部件連接到一個環形鏈路中，同時也會出現一個節點故障影響整個網絡。因而要求在展開基本診斷前，能夠掌握汽車的網絡基本構圖。

3.2車載CAN網絡汽車控制故障診斷案例

本文主要寫汽車的自動空調故障。主要的故障為打開空調后發現空氣調節內外循環風門沒有反應，空氣調節模式風門沒有反應。其故障診斷主要從以下幾個步驟實現。排查鼓風機轉速。空調控制模塊主要由駕駛者主觀驅動鼓風機控制模塊，從而驅動控制模塊打開鼓風機，這一過程中，車載CAN網絡沒有直接參與進去，如果鼓風機轉速未出現異常，無法排除是否是由車載CAN網絡故障所造成的空調系統故障，實現下一排查步驟；排查空調調溫系統，空調調溫主要是由內外循環系統來控制出風方向的，在駕駛者的主觀調動下可以發現，空調溫度主要是參考或比較紅外線溫度傳感器、蒸發器溫度傳感器來實現環境溫度傳感器上的溫度值設定的。因而這一系列信息傳遞要求通過網關模塊來設定，因而可以檢查FCM一網關模塊是否正常運行來實現故障診斷，一旦未出現故障則進入下一個控制器的故障排除；空調壓縮機離合器故障診斷控制。空調壓縮機離合器主要運行程序是由制冷劑管路中的壓力值通過CAN傳輸到PCM-網關系統，而蒸汽溫度也通過CAN系統傳輸到PCM一網關系統，再由PCM-發動機控制模塊輸出信息控制空調壓縮機和電磁離合器的通電、斷定來實現空調壓縮機離合器運作。因而要求先連接診斷儀對制冷劑管理中的壓力值進行測定，按照一般檢測方式斷定故障所在的位置。

4結語

綜上所述，車載CAN網絡汽車控制故障診斷系統能夠解決常見的故障現象，如整個車載CAN網絡汽車系統的故障；診斷設備同汽車網絡連接不上等故障問題。要求采取的車載網絡系統故障診斷的基本檢查，通過檢查汽車蓄電池的靜態電壓、各接頭的基本情況、保險絲發動機的連接情況等，對于基本檢查不出來的故障問題，要求根據車內局域網系統的故障排除方式分析故障，依托于網絡結構來逐一排查故障。