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CAN总线故障诊断:快速解决方案!

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)诊断流程在对汽车总线通信网络综合进行故障诊断时,应按照标准程序来查找引发问题的线索。现以高速CAN总线为例,给出总线通信网络综合故障的诊断流程。第1个症状影响整个CAN通信电路并且所有模块的通信失效,第2个症状仅从CAN总线上断开对应控制模块。用这种方法对CAN通信电路进行诊断时,有助于快速找到短路位置。CAN支电路不同故障诊断时的应对策略见表2-7。

CAN总线故障诊断:快速解决方案!

(一)诊断流程

在对汽车总线通信网络综合进行故障诊断时,应按照标准程序来查找引发问题的线索。根据这些线索,确定必须修理或者更换的部件,以便解决问题。解决用户提出的问题最有效的方法就是采取“症状→系统→部件→原因”的诊断策略。现以高速CAN总线为例,给出总线通信网络综合故障的诊断流程。

1.总线节点故障

总线节点故障的诊断流程如图2-139所示。

图2-139 总线节点故障诊断流程

2.总线终端电阻及总线支链路故障

总线终端电阻及总线支链路故障的诊断流程如图2-140所示。

图2-140 总线终端电阻及总线支链路故障的诊断流程

3.总线主链路故障

总线主链路故障的诊断流程如图2-141所示。

(二)故障追踪分析

下面以配置标准终端电阻的高速CAN为例,介绍常见故障的故障区域追踪方法。

1.CAN主电路和终端电阻

所有连接到高速CAN主电路的控制模块都受终端电阻的影响。如果没有终端电阻,则不能输出正常波形并且会出现故障。同样地,如果分离任意主电路上的控制模块,会根据断路位置产生各种故障代码,并出现故障症状,如通信故障。在这种情况下,可使用终端电阻测量追踪断路区域,如图2-142所示。首先,将CAN主电路划分为A、B和C 3个区域,并在图示的位置测量终端电阻,来追踪断路区域。如果主电路断路,则测量可获得120Ω的终端电阻电阻值。但如果在这种情况下拆卸了PCM或仪表盘,则会出现如图2-143所示的电阻变化。

注意:

必须断开蓄电池使CAN网络断电,并等待大约5 min,直到所有的电容器都充分放电后再执行总线电阻的测量。

图2-141 总线主链路故障的诊断流程

图2-142 断路区域追踪

图2-143 终端电阻的变化

2.CAN主电路断路和诊断通信

主电路断路不会使CAN总线全面瘫痪。如果有1个终端电阻处于连接状态,则每个控制模块在信噪比减弱的状态下工作,并在仍能通信的控制模块中形成组群,如图2-144所示。此时节点微控制器能检测到各种故障代码,这是因为节点微控制器没有接收到所需要信息。与断路端故障代码相关的目标系统(模块)能被故障诊断仪检测到。

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图2-144 在相同区域内的控制模块之间通信

使用这样的原则有助于定位主电路上的断路位置。根据断路位置划分诊断仪的通信范围,即可在此基础上追踪断路。例如,如果3#区域断路,则PCM和各控制模块(节点1/节点2/节点3)可彼此通信,通过故障诊断仪检查通信状态,并记录仪表盘和控制模块(节点4)的相关通信中断代码。相反地,如果试图使用DLC通信,能起动仪表盘与节点4,并记录PCM和各控制模块(节点1/节点2/节点3)的相关通信中断代码。

注意:

通信故障、CAN、BUS、OFF和通信中断的故障代码完全不同,不要与过去的故障代码混淆。显示过去的故障相关故障代码表示当前通信正常。

3.CAN支电路断路/短路和诊断通信

如果CAN支电路断路或短路,或者连接到高速CAN内的控制模块内部断路或短路,则此时CAN总有2个主要症状。第1个症状影响整个CAN通信电路并且所有模块的通信失效,第2个症状仅从CAN总线上断开对应控制模块。

1)电路短路

如果电路短路,则对主电路或支电路来说无影响。所有CAN收发器并联使得整个CAN通信电路受影响并且整个系统的通信无效,在这种情况下,强制从CAN通信电路上拆下短路区域可恢复正常通信。用这种方法对CAN通信电路进行诊断时,有助于快速找到短路位置。

图2-145为控制模块(节点2)支电路的CAN-L线与搭铁电路短路。在这种情况下,CAN-L线的电压被下拉至0 V;CAN-H线的电压被下拉至0.2 V,整个系统的通信无效。如果拆卸控制模块(节点2)与主电路的连接器,则通信会恢复正常。

图2-145 节点2支电路CAN-L线与搭铁电路短路

(1)分离2#连接器。

按图2-146所示,我们首先拆卸2#连接器,那么PCM与控制模块(节点1)之间的通信起动,能使用DLC进行诊断。就右侧的仪表盘通信而言,由于电路短路影响,控制模块(节点2)和控制模块(节点3)仍通信失效。

图2-146 分离节点2与主电路的连接器

(2)分离3#连接器。我们强制分离3#连接器,结果会与分离2#连接器时相反。由于电路短路影响,图2-147左侧变为通信无效,但右侧仪表盘和节点3的通信正常,也能使用DLC进行诊断。我们可以使用此方式对CAN通信电路的相关节点上电路短路或控制模块内部故障进行检修。

图2-147 分离节点3与主电路的连接器

2)主电路断路

主电路断路,故障症状根据被断开的控制模块的不同而有所不同。控制模块有短传输间隔和大数据接收量,会影响整个CAN通信电路并且所有系统的通信失效。但如果控制器有少量信息并且仅与几个控制模块通信,那么可以从CAN总线上分离对应控制模块。如果仅有1个系统的通信由于电路断路而失效,如图2-148所示,则只需要检查连接到对应控制器上的导线即可。如果整个系统的通信都失效,则必须对故障进行分类追踪,并在观察波形的同时诊断故障。CAN支电路不同故障诊断时的应对策略见表2-7。

图2-148 分离节点3与主电路的连接器

表2-7 CAN支电路不同故障诊断时的应对策略

思考:

本任务介绍了配置标准终端电阻CAN总线通信网络的故障追踪方法。如果诊断的是分配式终端电阻配置的CAN总线通信网络,试讨论其相关故障追踪方法的相同点与不同点。

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