快速排查寶馬PT-CAN總線故障方法

摘 要：在汽車維修過程中，CAN總線的故障排查起來往往要花費很長的時間和精力，給廣大修理技術造成了很大困擾。本文結合實際情況，用簡單的萬用表測量方法，化繁為簡，快速地判斷CAN總線上的各種故障原因，找到故障源完成修復。

關鍵詞：PT-CAN總線;測量;檢查方法;CAN線路故障;CAN通信故障;總線故障類型

在寶馬汽車上，大量尖端的控制技術應用和車內電氣部件的增加，使得車上的控制單元達到前所未有的數量，在一臺頂配的7系760Li車上安裝有50多個控制單元負責實現各種各樣的功能，這些控制單元聯結在一張巨大的網絡里交換數據，協同工作。這幾十個控制單元由于重要性，優先性不一樣，按照功能和對數據傳輸需求的高低，分成幾種不同的功能組，采用了不同的總線來傳輸數據。所以，我們在寶馬7系F02上看到了一張龐大無比，異常復雜的總線系統。不同的總線系統通過網關彼此相連。復雜的網絡構架也給我們的維修工作帶來的巨大的挑戰。總線系統故障的排查，是比較費時費力的。

通過F02的控制單元樹形圖，我們可以看到，不同的總線系統縱橫交錯，甚至控制單元同時連接了幾種不同類型的總線，比如發動機控制系統DME，就連接有PT-CAN總線、PT-CAN2、FlexRay總線。我們化繁為簡，先從PT-CAN來分析，如何快速地判斷出故障原因并有效地進行維修。

我們首先要明確兩個總線的故障概念：通信故障和線路故障。

1 總線故障關于“通訊故障”

故障碼顯示CAN通訊故障但沒有線路故障，可能是控制模塊內部有故障造成該控制模塊無法在CAN上通訊。

2 總線故障關于“線路故障”

故障碼顯示CAN存在通訊故障和線路故障，說明CAN的通訊故障由總線線路故障引起。

所以我們拿到一臺車輛，首先要進行故障碼的讀取，通過故障碼快速地區分是屬于哪一個種。

如果只有CAN通訊故障，沒有線路故障的代碼，從讀取的控制單元列表中只有一個控制單元沒有通信，那么這個那么就只有以下3種可能：

（1）該控制單元內部損壞，無法正常開機工作。

（2）連接該控制單元的CAN線斷路，或者喚醒導線斷路。

（3）該控制單元的供電或者接地出現問題。

當有“CAN線路故障”時，也有多個控制單元無通訊時，是CAN的線路出現了損壞。不同類型的總線線路損壞，對應出現以下幾種故障現象：

（1）CAN-H或者CAN-L斷路，連接在斷點之后的控制單元無通信，造成這些控制單元功能故障。

（2）CAN-H或者CAN-L對地或正極短路，造成整個CAN總線癱瘓。

（3）CAN-H對CAN-L短路，造成整個CAN總線癱瘓。

（4）終端電阻損壞，引起整個CAN癱瘓。

（5）某個控制單元的CAN接口損壞，造成整個CAN癱瘓。

我們進行了理論的分析后，需要對PT-CAN進行實際測量。不管是通信故障和線路故障，都需要通過測量，才能確定故障原因。測量必須從無通訊的控制單元插頭上進行。我們可以用萬用表的直流電壓檔，在打開電門的前提下，對PT-CAN進行測量。

在標準狀態下，正常工作的總線測量數據為：

PT-CAN-L對地：電壓大約2.4V。

PT-CAN-H對地：電壓大約2.6V。

WUP15喚醒導線：系統電壓12V。

測量結果分析：

（1）對于單個控制單元無通訊的問題，如果測量PT-CAN-H、PT-CAN-L、WUP15喚醒線的數據均正常，而且供電和接地也正常，那么說明是控制單元內部損壞，需要更換該控制單元。

（2）如果PT-CAN-H、PT-CAN-L、WUP15喚醒線其中一根或多根電壓為零，那么結論是有導線斷路，需要按圖索驥查看是在哪里有破損，然后維修。

（3）電腦診斷有2個以上控制單元無通訊，但是連接在同一條總線上的其他控制單元均能正常通訊。如果我們確認了這些無通訊的控制單元供電和接地都正常，而某根CAN線測量電壓為零，那仍然是CAN導線的斷路故障，只不過是斷點往后的CAN線上連接有數個控制單元，他們一起失去了聯系。維修的方案仍然是根據電路圖按圖索驥，在線束上排查斷點。

以上是CAN導線斷路或者WUP15喚醒導線斷路的分析。一般來說，PT-CAN斷路是比較容易解決的。

下面我們再來分析一下另外一種比較復雜的總線故障類型，那就是PT-CAN短路。

PT-CAN短路的幾個情形：

（1）PT-CAN-H或者PT-CAN-L對地或正極短路，造成整個PT-CAN總線癱瘓。

（2）PT-CAN-H對PT-CAN-L短路，造成整個PT-CAN總線癱瘓。

由于PT-CAN無法單線運行，所以無論哪種類型的短路，會造成整條CAN癱瘓，除了有冗余網絡設計的控制單元外，該總線上的控制單元都無法通訊。

由于大量的控制單元無法通訊，我們用診斷電腦除了能看到有CAN存在通訊故障和線路故障之外，也能看到大量的故障碼，比如K-CAN上的控制單元用戶沒有收到PT-CAN上發出來的信息而引發的關聯故障碼。海量的故障碼會對我們的判斷造成困擾，從故障碼也無法判斷是哪里發生了短路。

這種情況下，我們要使用萬用表對PT-CAN總線進行短路的測量和排查。我們首先要找到一個容易拆裝的，已經失聯無通訊的PT-CAN控制單元，比如電子手剎模塊EMF。

然后斷開車輛蓄電池接線。大約等待三分鐘直至系統中所有的電容器放完電，再開始測量。

（1）測量在PT-CAN-L和PT-CAN-H導線間是否相互短路。

（2）分別測量PT-CAN-L和PT-CAN-H對地是否短路。

（3）分別測量PT-CAN-L和PT-CAN-H對正極是否短路。

（4）找到帶有終端電阻的控制單元，測量終端電阻。在CAN正常的情況下，終端電阻為60歐姆。單個測量帶有終端電阻的模塊，其單個電阻值為120歐姆。7系F02的終端電阻分別位于組合儀表KOMBI和電動駐車制動器EMF內。

現在，我們已經完成了CAN的斷路和短路的測量，已經知道引起故障的原因。對于簡單的單個控制單元的不通訊的問題，可以很快就排查出故障原因。但是對于短路的故障，比如CAN導線是在哪里發生了短路，或者是在哪個控制單元內導致短路，排查起來仍然是相當困難。一組CAN線上可能連接有十幾個控制單元，分布在全車不同的位置，而且大多數線束是被地毯覆蓋，要逐一排查難度相當大。

在這種情況下，我們需要熟練使用寶馬原廠電腦的電路圖查找功能，仔細研究PT-CAN總線在車上的網絡構架。通過PT-CAN構架圖，可以清楚地知道該PT-CAN總線有多少條分支，各個分支連接的節點是在什么位置，該分支有多少個控制單元在共用。如圖：

比如，我們通過電腦診斷發現EMFDFDFD沒有通信，處于斷路狀態。那么我們PT-CAN的電路構架圖可以發現，這些控制單元都是屬于同一個分支的，那么我們發現這個分支的第一控制單元速度是能正常通訊的，所以PT-CAN導線的斷路點應該是位于DD FF之間。

對于短路，我們發現整個PT-CAN都處于崩潰的狀態，幾乎所有的控制單元都沒有通訊，這樣就很難檢查到短路的地點。這時候我們仍然需要通過分析PT-CAN構架圖，來進行精準的查找。我們先在車上找出各個PT-CAN分支的節點，然后打開節點，分支處于斷開的狀態，再進行測量，以此來確定短路點的大概方位，判斷出是哪一條線路出了問題。有些節點只有一條分支，有些節點有數個分支，我們逐一測量，確定是哪條分支的問題，大大縮小了檢查的范圍。如圖：

在確定是哪條分支出現短路之后，再通過逐一斷開分支上控制單元的辦法，排除是控制單元引起PT-CAN短路還是PT-CAN自身導線的短路。

3 結論

至此，我們已經通過測量，完成了PT-CAN總線系統的檢查，排查出總線系統的故障原因。我們可以把整個檢查的過程歸納為五步法：

（1）根據故障碼，判斷是控制單元通訊故障還是PT-CAN的線路故障。

（2）從無通訊的控制單元處進行測量，確定是屬于PT-CAN導線斷路還是短路的故障。

（3）從PT-CAN的節點處，對分支進行測量，縮小檢查范圍。

（4）斷開控制單元，確認故障源是線路本身還是控制單元引起。

（5）確定故障源，修復故障。

以上是用PT-CAN進行的分析，其實車上的其他CAN系統的檢查方法也是相同的，比如K-CAN總線、PT-CAN2總線、FlexRay總線，都同類的CAN線，只是他們的測量電壓不同而已。我們只要掌握了CAN線測量的技巧，在面對CAN引發的故障時，就能快速地查找到故障源，極大地縮短查修的時間，提高工作效率。當然，我們也可以用示波器來替代萬用表，通過波形的異常來判斷CAN的斷路短路情況，但我們采取較為常見的萬用表，通過簡單的測量，快速地得出結論。

參考文獻：

[1]魏健，謝輝.汽車CAN通信系統的檢測[J].汽車電器，2007（12）：38-39.

[2]孔德勝.CAN總線技術在汽車上的應用及檢測維修[J].黑龍江科技信息，2008（30）.

[3]BMW售后服務總線系統教材.

作者簡介：李思衡（1982-），男，廣西北流人，本科，研究方向：汽車維修。