淺析卡車CAN總線故障排查

孫佳佳

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

在汽車產業中，處于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電氣控制器被開發出來，由于這些系統之間通訊所用的數據類型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線構成的情況很多，線束的數量也隨之增加，為適應“減少線束的數量”、“通過多個LAN進行大量數據的高速通信”的需要，CAN（Controller Area Network）通訊協議應運而生；

CAN總線由于具有數據通訊實時性強、開發周期短、可靠性高、結構簡單等特點，已被廣泛的應用于汽車領域，但由于CAN控制器工作于多種控制方式，以報文為單位進行數據傳送，控制器間采用虛擬方式傳遞信號；其故障診斷及排查，相比較原始硬線信號傳輸方式存在不同之處。

1 概述

進行CAN總線故障診斷前，首先需要了解總線系統工作條件、CAN網絡故障范疇、節點確認等工作。

1.1 CAN總線工作條件

汽車CAN總線工作條件主要為以下幾類：

★ 電源供給正常、無虛接

★ 地線正常

★ 喚醒電源正常

★ CAN線正常

★ 終端電阻正常

★ 節點正常

★ 控制模塊硬件正常

★ 控制模塊軟件正常

★ 各類插件、接觸端子正常

1.2 CAN網絡故障范疇

★ 報出CAN通訊相關或者數據錯誤之類故障

★ 儀表不顯示、或顯示混亂

★ 無法通訊

★ 車身燈光系統異常

★ 無法定位、無法起動

★ 其它CAN相關故障

★ 報出CAN通訊相關、或者數據錯誤之類的故障

★ 儀表不顯示、或顯示混亂

★ 無法通訊

★ 車身燈光系統異常

★ 無法定位、無法起動

★ 其它CAN相關故障

1.3 CAN總線節點的確認

★ 儀表不顯示、或顯示混亂?儀表

★ 車身燈光系統異常?CBCU/燈光控制模塊

★ 無法換檔?TCU

★ 電動車窗無反應?車門控制器

★ 無法起動?ECU/VCU/CBCU

★ 防盜開啟?防盜模塊/GPS/GPRS

★ 空調無反應?空調控制模塊

2 常見CAN故障碼的分析

2.1 CAN接受偵AT101超時錯誤（博世EDC17系統）

2.1.1 故障原理

（1）NOx傳感器通過CAN總線，將監測的氮氧濃度時時發送給ECU。如果ECU 超過0.5秒沒有接收到NOx濃度信號，就會報出此故障；

（2）沒有接受到的原因無非是發送器、傳輸媒介、接收器故障。基本上都是：傳輸媒介故障導致，也就是NOx傳感器的線束、接插件故障導致；極少數情況是，NOx傳感器故障。

2.1.2 故障影響

影響NOx濃度的監測；發動機故障燈點亮、發動機限扭。

2.1.3 常見原因

（1）NOx傳感器的4根線束開路、短路，或接插件故障：檢查NOx傳感器的接插件及4根線束，是否存在開路、短路故障，電壓是否正常。其中NOx傳感器接插件1號針腳是正極24V，2號針腳是負極0V，3號針腳是CAN低2.2V左右，4號針腳是CAN高2.8V左右。如電壓不符，請排查原因；

（2）極少數可能NOx傳感器損壞：也可能NOx傳感器損壞，但NOx傳感器售價較高，最后考慮更換測試。

2.1.4 排查技巧

常見原因是NOx傳感器接插件、4根線束故障。

表1

2.2 CAN接受偵TSC1TE超時錯誤（博世EDC17系統）

2.2.1 故障原理

（1）“CAN接受偵某某超時錯誤”代表了一類故障，以TSC1TE為例：發動機ECU可以通過CAN總線，接受整車控制器（比如CAN儀表、CBCU、自動變速箱控制器、GPS鎖車、天行健輔助節油等）上的信息或控制指令，TSC1TE就是自動變速箱指令的名稱，如果ECU收不到就會報出此故障；

（2）由于接收信息較多，管理復雜，某些機械變速箱也可能報出“CAN接受偵某某超時錯誤”故障，這是因為ECU默認開通的原因，一般不亮故障燈，不需要處理；

（3）基本此類故障都不亮故障燈，“除AT101超時錯誤”外，如不是自動變速箱，都無需處理。

2.2.2 故障影響

（1）影響自動變速箱工作：如不是自動變速箱，影響不大；如自動變速箱，需排查；

（2）可能影響整車控制器，比如GPS等：一般不影響整車功能。

2.2.3 常見原因

（1）一般不亮故障燈，無需排查：發動機數據管理；

（2）如配自動變速箱，則需要排查： 可能影響自動變速箱的工作，需排查CAN網絡是否正常，是否開路、短路，電壓是否正常。

2.2.4 排查技巧

基本都無需排查，不亮故障燈；如自動變速箱，則須排查CAN總線。

圖1

2.2.5 參考電壓

以上兩針腳僅是接入ECU的入口，此故障應排查整個整車CAN網絡及其他控制。

表2

2.3 CAN節點A總線錯誤（博世EDC17系統）

2.3.1 故障原理

（1）CAN總線介紹：CAN總線類似于電腦之間通信的網線，可以實現ECU、CBCU、ABS、CAN儀表等CAN設備之間信息共享，比如水溫、機油壓力等，僅需ECU安裝傳感器即可，就能把當前測得的水溫、機油壓力時時傳送給CAN儀表。CAN儀表不需要專門安裝水溫、機油壓力傳感器了。

（2）CAN總線是整車線束中，兩根特殊的線，有標準的電壓、電阻、及制作規格；

（3）只能CAN設備才能使用CAN總線，有時一輛車上有幾個CAN設備，比如ECU、CAN儀表、NOx傳感器等，每個CAN設備稱為一個節點，其中ECU就是節點A；

（4）但“CAN節點A總線錯誤”并不是ECU本身故障，基本都是整車CAN網絡電壓異常、其他CAN控制故障造成CAN網絡干擾導致。

2.3.2 故障影響

（1）影響CAN儀表上轉速、水溫、機油壓力等參數顯示：造成CAN儀表顯示異常，但不影響機械儀表。

（2）影響自動變速箱的換擋等：可能造成自動變速箱換擋不平順，設置失效；

（3）一般不影響發動機、整車的基本運行。

2.3.3 常見原因

（1）整車CAN線短路、斷路或被干擾：檢查CAN高、CAN低電壓是否正常，通斷是否正常，一般CAN高電壓2.8V左右，CAN低2.2V左右，因使用情況電壓稍有不同；

（2）CAN網絡控制器或整車CBCU本身故障：造成CAN線電壓異常，波動較大，請檢查 CBCU、整車 CAN控制模塊等；

（3）NOx傳感器或CAN儀表、ABS/ASR控制器、AMT控制器故障，導致 CAN線不穩定：依斷開上述控制器，檢查其對CAN電壓的干擾，并檢查其相關CAN線路。

2.3.4 排查技巧

不是ECU故障，而是整車CAN網絡或其他CAN控制故障引起。

圖2

2.3.5 參考電壓

以上兩針腳僅是接入ECU的入口，此故障應排查整個整車CAN網絡及其他控制。

表3

3 車型舉例

下面以某卡車電裝系統CAN 網絡為例，詳解CAN網絡的故障分析：

3.1 某卡車CAN網絡示意圖

圖3

3.2 CAN網絡分析

（1）診斷CAN：兩個終端電阻，一個在ECU內部，一個外掛。

電壓測量

保持所有連接，在OBD口6和14之間測量其對地電壓，正常應該是2.5V左右。

電阻測量

1）保持所有連接，在OBD口6和14之間測量電阻，正常應該是60歐姆。

2）斷開ECU，在OBD口6和14之間測量電阻，正常應該是120歐姆。

線束通斷測量

1）斷開ECU，測量ECU母頭157和OBD 6之間的電阻，正常應該是0歐姆。

2）斷開ECU，測量ECU母頭158和OBD 14之間的電阻，正常應該是0歐姆。

（2）驅動CAN：兩個終端電阻，一個在ECU內部，一個外掛。

電壓測量

保持所有連接，在OBD口11和12之間測量其對地電壓，正常應該是2.5V左右。

電阻測量

1）保持所有連接，在OBD口11和12之間測量電阻，正常應該是60歐姆。

2）斷開ECU，在OBD口11和12之間測量電阻，正常應該是120歐姆。

3）斷開ECAS(ABS/AMT/CBCU)，其他的保持連接， 在OBD口11和12之間測量電阻，正常應該是60歐姆。

線束通斷測量

1）斷開ECU，測量ECU母頭95和OBD 11之間的電阻，正常應該是0歐姆。正常應該是0歐姆。

2）斷開ECU，測量ECU母頭96和OBD 12之間的電阻，正常應該是0歐姆。

3）斷開其他模塊，測量對應針腳之間的阻值。

（3）信息CAN

兩個終端電阻，一個在儀表內部，一個在CBCU內部。

電壓測量

保持所有連接，在OBD口1和2之間測量其對地電壓，正常應該是2.5V左右。

電阻測量

1）保持所有連接，在OBD口1和2之間測量電阻，正常應該是60歐姆。

2）斷開CBCU或者斷開儀表，在OBD口1和2之間測量電阻，正常應該是120歐姆。

3）斷開CBCU和儀表，在OBD口1和2之間測量電阻，正常應該是無窮大。

4）斷開左右門和空調控制器，儀表和CBCU保持連接，在OBD口1和2之間測量電阻，正常是60歐姆。

線束通斷測量

1）斷開儀表，測量儀表母頭1.11和OBD 2之間的電阻，正常應該是0歐姆。

2）斷開儀表，測量儀表母頭1.12和OBD 1之間的電阻，正常應該是0歐姆。

3） 斷開其他模塊，測量對應針腳之間的阻值。

（4）故障排除

1）確認故障節點模塊的接頭無松動、退針、腐蝕等失效，確認中間線束無失效。

2）確認故障節點模塊供電接地正常，無虛接、接觸不良等失效，電壓正常。

3）根據CAN網絡分析，依次排查電壓，電阻，線束通斷。

4）如以上各點均正常，考慮更換模塊交叉試驗。

5 結束語

通過以上分析我們可以看出，整車CAN網絡診斷是一個復雜的系統工程，而CAN網絡故障排查更是需要多方面考慮。CAN總線的使用，線束重量會得到降低，成本得到優化，也會提高汽車的安全性。同時也要關注控制器間的信號匹配，以及不同控制器接收到信號是可能執行的響應動作。

[1] 汽車CAN總線系統原理.設計與應用.電子工業出版社.2010.

[2] CAN總線技術與應用系統設計.機械工業出版社.2011.

[3] CAN總線應用層實例解析.北京航空航天大學出版社.2014.

[4] 汽車總線故障檢修與典型案例.化學工業出版社.2012.