車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷系統(tǒng)分析

于濤

摘要：隨著汽車電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用作為代表的汽車控制功能的呈現(xiàn)出繁復(fù)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(fù)雜化發(fā)展，因而當(dāng)車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，維修人員將難以辨別、診斷出相關(guān)的故障。因而本文對車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)通訊對主要對象，對各種車載CAN網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷系統(tǒng)的初步認識。

關(guān)鍵詞：車載網(wǎng)絡(luò)；汽車控制故障；診斷

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)遍及到各行各業(yè)，特別是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)同其他機械設(shè)備的有機結(jié)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(wǎng)絡(luò)汽車控制故障為代表，網(wǎng)絡(luò)故障容易引起汽車控制系統(tǒng)的全線崩潰。基于此本文展開車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷系統(tǒng)的分析至關(guān)重要。

1車載CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)涵

傳統(tǒng)的汽車控制系統(tǒng)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(shù)據(jù)交換實現(xiàn)的。隨著人們對于汽車各種性能要求的提升，傳統(tǒng)的布線方式使汽車控制系統(tǒng)內(nèi)部擁有龐大的布線系統(tǒng)，嚴重影響汽車控制系統(tǒng)的運行。因而為了滿足汽車各個電控單元之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息實時共享，車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運應(yīng)而生，利用車載CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成汽車的電子控制網(wǎng)絡(luò)，簡化了汽車電路設(shè)備，提高了汽車各個方面的性能。CAN是車用控制器局域網(wǎng)的簡寫，在汽車控制系統(tǒng)中主要承擔(dān)信息交換的功能。一般來說，車載CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由動力系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)和信息系統(tǒng)組成，這些不同總線的系統(tǒng)能夠通過CAN彼此連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。車載CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的程序主要是先由應(yīng)用程序微控制器將信息轉(zhuǎn)化為各種數(shù)據(jù)傳輸給CAN控制器，以CAN格式輸出，傳輸?shù)紺AN總線上的收發(fā)器模塊中，而最終由應(yīng)用程序微控制器輸出經(jīng)過處理的信息。CAN總線具有一般通信總線所不具備的優(yōu)勢，同時這些優(yōu)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(xiàn)多主節(jié)點的方式工作，一旦主節(jié)點發(fā)生故障，則難以判斷是總線上的哪一個節(jié)點發(fā)生故障。

由此可知，車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制系統(tǒng)運行原理單一，但是具有較高的優(yōu)勢，一旦發(fā)生故障往往會引發(fā)整個汽車控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

2車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制常見故障

眾所周知汽車行業(yè)面臨著重大的改革，車載CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是改革的主要內(nèi)容。利用車載CAN網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)汽車控制功能同計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機結(jié)合，提高汽車控制系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)裝備相關(guān)聯(lián)。經(jīng)過大量的實車故障案例總結(jié)后可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致車載CAN網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)失效導(dǎo)致多個控制單元出現(xiàn)故障；在不同的系統(tǒng)中有兩個或兩個以上毫不相關(guān)的系統(tǒng)同時出現(xiàn)互相相關(guān)的故障現(xiàn)象；當(dāng)多個控制單位出現(xiàn)故障時，無法實現(xiàn)同診斷器的通信，導(dǎo)致故障難以辨別；另外還有汽車電源系統(tǒng)故障；汽車傳輸系統(tǒng)鏈路故障；汽車傳輸系統(tǒng)節(jié)點故障等等。總之，車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障將在各個控制單元中呈現(xiàn)，按照不同的單元系統(tǒng)而來，出現(xiàn)的故障類型分類也有所不同，但是對車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障的診斷來說，最主要的是對車載CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)進行全面的掌握，才能把握故障同系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系。

3車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷方式

3.1車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷方式

車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障主要是采用基本故障診斷方式。當(dāng)汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如娛樂系統(tǒng)出現(xiàn)混亂，最基本的診斷方式是對汽車的設(shè)備和相關(guān)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(xiàn)故障碼優(yōu)先對CAN系統(tǒng)進行故障診斷，利用CAN系統(tǒng)所具有的監(jiān)視器功能來排查故障位置；再接著是查看CANBUS數(shù)據(jù)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(xiàn)異常，則用萬用表檢查總線事都出現(xiàn)短路、斷路現(xiàn)象；然后是檢查CANBUS數(shù)據(jù)接口情況，一旦出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，就實現(xiàn)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(nèi)部出現(xiàn)故障；最后是觀察故障的數(shù)據(jù)變化情況，重新對控制模塊進行編程設(shè)定。通過一系列基本的檢查和故障排除工作，實現(xiàn)對車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車系統(tǒng)控制故障的診斷和排除。但是要求注意的是，車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會同時出現(xiàn)多個CAN網(wǎng)絡(luò)，不用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都具有不同的優(yōu)缺點。如星型網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)信息傳遞，當(dāng)一個處理器出現(xiàn)故障，會牽連到整個車載網(wǎng)絡(luò)癱瘓；而環(huán)型網(wǎng)絡(luò)則是控制單元通過網(wǎng)絡(luò)部件連接到一個環(huán)形鏈路中，同時也會出現(xiàn)一個節(jié)點故障影響整個網(wǎng)絡(luò)。因而要求在展開基本診斷前，能夠掌握汽車的網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)圖。

3.2車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷案例

本文主要寫汽車的自動空調(diào)故障。主要的故障為打開空調(diào)后發(fā)現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門沒有反應(yīng)，空氣調(diào)節(jié)模式風(fēng)門沒有反應(yīng)。其故障診斷主要從以下幾個步驟實現(xiàn)。排查鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速。空調(diào)控制模塊主要由駕駛者主觀驅(qū)動鼓風(fēng)機控制模塊，從而驅(qū)動控制模塊打開鼓風(fēng)機，這一過程中，車載CAN網(wǎng)絡(luò)沒有直接參與進去，如果鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速未出現(xiàn)異常，無法排除是否是由車載CAN網(wǎng)絡(luò)故障所造成的空調(diào)系統(tǒng)故障，實現(xiàn)下一排查步驟；排查空調(diào)調(diào)溫系統(tǒng)，空調(diào)調(diào)溫主要是由內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)來控制出風(fēng)方向的，在駕駛者的主觀調(diào)動下可以發(fā)現(xiàn)，空調(diào)溫度主要是參考或比較紅外線溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器來實現(xiàn)環(huán)境溫度傳感器上的溫度值設(shè)定的。因而這一系列信息傳遞要求通過網(wǎng)關(guān)模塊來設(shè)定，因而可以檢查FCM一網(wǎng)關(guān)模塊是否正常運行來實現(xiàn)故障診斷，一旦未出現(xiàn)故障則進入下一個控制器的故障排除；空調(diào)壓縮機離合器故障診斷控制。空調(diào)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?shù)絇CM-網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，而蒸汽溫度也通過CAN系統(tǒng)傳輸?shù)絇CM一網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，再由PCM-發(fā)動機控制模塊輸出信息控制空調(diào)壓縮機和電磁離合器的通電、斷定來實現(xiàn)空調(diào)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(jié)語

綜上所述，車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷系統(tǒng)能夠解決常見的故障現(xiàn)象，如整個車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車系統(tǒng)的故障；診斷設(shè)備同汽車網(wǎng)絡(luò)連接不上等故障問題。要求采取的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷的基本檢查，通過檢查汽車蓄電池的靜態(tài)電壓、各接頭的基本情況、保險絲發(fā)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(jù)車內(nèi)局域網(wǎng)系統(tǒng)的故障排除方式分析故障，依托于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來逐一排查故障。