车载网络系统故障的检查方法及应用

【摘要】文中针对车载网络系统，重点介绍了其故障检查的步骤、方法，通过实际故障的分析和排除，对论述的方法进行了综合应用，表明可快速、准确地排除车载网络系统的故障。

【关键词】车载网格系统;检查方法;应用

Abstract：Aiming at vehicle network system，this paper briefly introduces steps and methods of its fault examination and comprehensive application through analyzing and eliminating various practical faults.The results indicate that this method can eliminate vehicle network system fault quickly and exactly.

Key Words：vehicle network system;examination method;application

1.引言

随着汽车网络信息技术的普遍应用，对汽车故障的检测和维修人员提出了更高的要求。车载网络系统的控制原理和结构不同于传统的点到点布线方式的原理和结构，因此其故障的检查方法也大有区别，要根据车载网络系统的具体结构和控制原理，综合运用检查方法分析和排除故障。

2.车载网络系统检查的一般步骤

（1）现代汽车是集机、电、液与计算机信息于一体的高科技综合产品，要对汽车进行检测和维护首先要有相关的资料。因此，对车载网络系统检测，首先要了解相关汽车车载网络系统的结构形式。

（2）了解车型多路信息传输系统的特点，主要是：1）传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤和无线电（蓝牙技术）;2）局域网形式，如CAN网、LAN网;3）网络通信协议的类型，如CAN协议、ABUS协议、VAN协议、PALMENT协议、CCD协议、HBCC协议、DLCS协议等。

（3）了解汽车多路信息传输系统的各种功能，如有无唤醒功能、休眠功能等。

（4）利用CAN系统的故障自诊断功能，应用故障诊断仪读取与CAN总线有关的故障码和相关的数据流。如有故障码，按故障码的提示进行检查，在CAN系统故障码与其他故障码同时出现时，应优先对CAN系统进行故障诊断。如诊断仪具有控制单元CAN系统诊断支持监视器功能，可充分利用功能来帮助判断故障位置。

（5）检查汽车电源系统是否存在故障，检查蓄电池电压、各接头连接情况、相关熔丝、发动机与车身的接地情况等;检查交流发电动机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰故障）等。

（6）检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障。

（7）检查控制单元的故障。

3.车载网络故障的检查方法（以CAN网为例）

（1）检查控制单元的功能故障。利用诊断仪读取故障码和CAN系统监控判断故障，缩小故障查找范围。在检查数据总线系统前，须保证所有与数据总线相连的控制单元无功能故障（指不会直接影响数据总线系统，但会影响某一系统的功能流程的故障）。如某传感器损坏，其结果就是传感器信号不能通过数据总线传递。这种功能故障对数据总线系统有间接影响，会影响需要该传感器信号的控制单元的通信。如存在功能故障，要先排除该故障。记下该故障并消除所有控制单元的故障码，排除所有功能故障后，如果控制单元间数据传递仍不正常，就要检查数据总线系统。

（2）车载网络系统的链路故障检查。当车载网络系统的链路（通信线路）出现故障时，如通信线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通信信号衰减或失真，都会引起多个控制单元无法工作或控制系统错误动作。判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断设备观察通信数据信号是否与标准信号相符。

在相应的控制模块上找到CAN总线，然后用多通道示波器检查CAN高位（CAN-High）和低位（CAN-Low）数据线上的波形，高位和低位数据线上的波形的电位应是刚好相反，即当一个是高电位（5V）时，另一个为低电位（0V），两条线的电压和总等于常值。并不需要了解此时此刻CAN数据总线上正在传递什么信息，而是看这两条线上的波形是否均为0～5V的方波，且两者电位相反即可。如果某一条线出现0V，则可能是该线断路或与接地短路;如一条线为12V，则该线与正极短路。一般CAN高位线上电压为2.5～3.5V，CAN低位线上电压为1.5～2.5V，且两煮之和等于5V，如图1所示。

图1 CAN数据总线波形图

当怀疑某两个控制单元之间的CAN总线出现故障时，可以用万用表对这两个模块之间的进行检查，并注意检查线束连接器端口和接头是否损坏和松脱。

图2 双线式数据总线系统

1、5-终端电阻;2、3、4-控制单元

实际检查时，如图2所示，还可充分利用两个数据传递终端电阻，进行CAN线路故障范围的确定。在系统完全正常的情况下，断开电源，拔下CAN数据传输系统中除作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元外的任一模块，在拔下的模块上找到CAN总线，用万用表测量线束侧的两CAN总线之间的电阻，都应约为两个数据传递终端电阻并联后的电阻值（高速CAN数据传输系统通常为60Ω左右），否则说明CAN线路或作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元故障，此时再检查作为CAN数据传输系统终端的两控制单元的电阻（通常为120Ω左右），如正常，则为CAN线路故障。

（3）制单元故障的检测

1）了解汽车网络系统的输入/输出信号。了解输入/输出信号对故障诊断有一定的帮助。当网络系统中的某些输出信号没有时，可以怀疑发送这些信号的控制单元可能存在故障。通过CAN系统的输入/输出信号表，可能清楚某个信号的发送流程，在诊断故障时可通过查看相应的数据流缩小故障范围。例如在查找车速表无车速显示的故障时，要了解车速是由ABS（ABS/TCS），HU/CM或者DSC HU/CM还是PCM发送到仪表组的。

2）检查汽车电源系统故障。汽车网络系统的核心部分是含有通信IC芯片的控制单元，控制单元的正常工作电压为10.5～15.0V。如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压要求高的控制单元出现短暂的停止工作，从而使整个汽车网络系统出现短暂的无法通信。

这时除检查蓄电池电压、各接头连接情况、相关的熔丝、发动机与车身的接地是否良好、相应控制单元的电源供给等情况外，必要时还应检查交流发电机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰故障）等。

3）控制单元的故障，它包括硬件故障和软件故障。

硬件故障一般是由于通信芯片或集成电路故障，造成车载网络系统无法正常工作。在判断是否为车载网络系统中的控制单元损坏引起的网络系统故障时，简单的方法，就是将怀疑有故障的控制单元从网络系统中“摘除”。如果系统恢复正常，则表明被“摘除”的控制单元有问题。注意：在摘除前必须确定该控制单元中没有集成终端。

CAN数据传输系统中每块控制单元的内部都有一个CAN处理器、一个CAN收发器，作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元，其内部还装有一个数据传递终端，即一个电阻器，对于高速数据传输系统来说这个电阻通常为120Ω左右，所以有时在检查这两个终端模块时，可先对其内部的数据传递终端电阻进行测量，以较快地判断控制单元有无故障。

软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使车载网络系统通信出现混乱或无法工作。 在更换新的控制单元后，必须对新的控制单元进行重新编码。控制单元的编码工作可以用厂家专用的诊断仪进行，按菜单提示进行操作。

4.检查方法的综合应用

故障现象：2004款上海波罗1.4L两厢自动档豪华型轿车，接通火开关时，仪表显示正常，发动机风扇高速运转，但起动无任何动作。

故障分析与排除：首先用VAG1551进入各控制单元读取故障码，显示没有故障储存。这样只能从该车起动线路（如图3所示）入手进行分析和检查。

图3 波罗轿车起动线路

根据上述故障现象，首先检查发动线路上的熔断丝，正常。拆下起动机继电器，用万用表检测其线圈的电阻值为75Ω，正常。接通点火开关到起动位置，测量起动继电器插座上电源端子的电压，为12V，正常;测量起动继电器控制端子（由发动机控制单元控制）对接地的电阻值，读数为∞，不正常。

根据上述检测结果和发动机风扇高速运转的现象，初步确定发动机控制单元或总线系统有故障。该车的控制单元之间是采用CAN总线系统进行数据交换的，如图4所示，各控制单元以并联的方式与总线连接，所有的控制单元都处于相同的工作状态，其中两端电控单元的内阻为120Ω。

图4 波罗轿车CAN总线的连接形式

用VAS5051检测CAN总线系统实时信号波形，其波形如图5所示。根据波形的整个变化过程及信号电压等相关数据，可确定系统存在高位线和低位线短路或某个控制单元有短路故障。

图5

采用排除法查找、确定短路故障部位。断开点火开关，将万用表置于电阻档，将两表针分别接在CAN-H线和CAN-L线上，拔出发动机控制单元与CAN控制线的插接器，读取万用表的读数，显示结果为2.0Ω;再测量发动机控制单元与CAN总线连接的两端子之间的电阻，结果为120Ω，说明发动机控制单元正常。

依照此方法，逐个拔出其他电控单元（如自动空调控制单元等）进行测量，发现当拔出ABS控制单元时，万用表读数显示为120Ω;再进一步测量ABS控制单元与CAN总线连接的两端子之间的电阻，读数为2.0Ω，从而说明ABS控制单元内部有短路故障。

拆开ABS控制单元（型号为MK60），发现有锈蚀的现象，显然是水进入控制单元内部而导致短路。

更换ABS控制单元后，发动机起动正常，故障排除。

5.结论

在总线系统的故障诊断中首先要查找相关资料，了解相关车型的总线控制原理，再根据故障现象，进行理论分析，然后综合应用前述的检查方法，既要进行网络系统链路波形的检查，还要进行控制单元和其它相关电路的检查才能较快地找到故障点，以便故障的排除。

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作者简介：包尔慨（1966―），男，甘肃通渭人，硕士，兰州工业学院汽车工程学院副教授，主要从事汽车检测方面的教学研究工作。