1、CAN總線的常見故障
當CAN總線出現故障或數據傳輸異常時,往往會出現多種奇怪的故障現象,如儀表板顯示異常,車輛無法啟動,啟動后無法熄滅,車輛動力性能下降,某些電控系統功能失等。這是因為相關數據或信息是通過CAN總線傳輸的,如果傳輸失敗,那么會產生多種連帶故障,甚至造成整個網絡系統癱瘓。 最為常見的故障癥狀是儀表板的顯示異常,如下圖所示。
在檢修過程中,首先應查看具體的故障癥狀,根據故障癥狀和網絡結構圖來初步分析有可能是哪些原因造成的,然后使用相關的診斷儀器進行診斷,根據診斷結果制訂相關檢修方案,做到心中有數,目標明確。 接著查找具體的故障部位和原因,同時結合相應的檢測方法和測量結果找到故障點,從而徹底排除故障。 由于CAN網絡采用多種協議,每個控制模塊的端口在正常的情況下都有標準電壓,因此電壓測量法可用于判斷線路是否有對地或電源短路、相線間短路等問題。 為了確定CAN H 或CAN L 導線是否損壞或信號是否正常,可以測量其對地電壓(平均電壓)。測量點通常在OBD診斷接口處,如下圖所示。
診斷接口的6號針腳連接CAN H 導線,14號針腳連接CAN L 導線。如果診斷接口上連接有兩組CAN總線,那么動力CAN總線使用6號和14號針腳,舒適總線使用3號和11號針腳。診斷接口的針腳含義如下圖所示。
正常情況下,當CAN總線喚醒后,CAN H 對地電壓約為2.656V,CAN L 對地電壓約為2.319V,而且兩者相加為4.975V▼
正常的CAN H 電壓
正常的CAN L 電壓 CAN故障通常的原因有CAN線短路、對電源短路、對地短路、相互接反。
2、CANH與 CAN L短路
當CAN H 與CAN L 短路時,CAN網絡會關閉,無法再進行通信。會有相應的網絡故障碼。CAN H 與CAN L 短路的總線波形如下圖所示。
當兩者相互短路之后,CAN電壓電位置于隱性電壓值(約2.5V)。實際測量兩條CAN導線的電壓,會發現始終在2.5V左右,基本不變化,如下所示。
故障排除方法:通過插拔CAN總線上的控制模塊(節點),可以判斷是由節點引起的短路還是導線連接引起的短路。
逐個斷開節點,若電壓恢復正常,則說明該節點有問題。若斷開所有節點后電壓還沒有變化,則說明線路短路。
3、CAN H對電源(正極)短路
當出現CAN H 對電源(正極)短路這種故障時,根據CAN總線的容錯特性,可能出現整個CAN網絡無法通信的情況或產生相關故障碼。
以對12V電源短路為例,此時CAN H 電壓電位被置于12V,CAN L 線的隱性電壓被置于大約12V。CAN H 對電源短路的總線波形如下圖所示。
實際測量電壓,若CAN H 電壓為12V,CAN L 電壓被置于約為11V,則說明出現此類故障。CAN H 對電源短路的CAN H 電壓如下圖所示。
CAN H 對電源短路的CAN L 電壓如下圖所示。
故障原因:如果不是CAN H 導線對外部電源短路引起的,那么這種故障就有可能是控制模塊內部的CAN收發器損壞造成的。故障查找方法同上。
4、CAN H對地短路
當出現CAN H 對地短路這種故障時,根據CAN總線的容錯特性,可能出現整個CAN網絡無法通信的情況或產生相關故障碼。
CAN H 的電壓位于0V,CAN L 電壓也位于0V,可是在CAN L 導線上還能夠看到一小部分的電壓變化。CAN H 對地短路的總線波形如下圖所示。
實際測量電壓,若CAN H 和CAN L 電壓均約為0V,且無斷路問題,則說明出現此類故障。CAN H 對地短路的CAN H 電壓如下圖所示。
CAN H 對地短路的CAN L 電壓如下圖所示。
故障原因:如果不是CAN H 導線對外部地線短路引起的,那么這種故障就可能是控制模塊內部的CAN收發器損壞造成的。故障查找方法同上。
5、CAN L對地短路
當出現CAN L 對地短路這種故障時,根據CAN總線的容錯特性,可能出現整個CAN網絡無法通信的情況或產生相關故障碼。
但是對于某些車系,如海馬車系,其CAN L 對地短路的容錯特性較好,車輛基本能夠正常使用,即在客戶體驗層面上沒有明顯的異?,F象,但從診斷方面來講,會影響網絡傳輸速度。
此時CAN L 電壓約為0V。CAN H 線的隱性電壓被降至0V,但顯性電壓基本不變,因此波形被拉長,依然可以傳輸數據,由此可說明CAN L 對地短路的容錯特性較好原因。CAN L 對地短路的總線波形如下圖所示。
實際測量CAN導線電壓,若CAN L 電壓為0V,CAN H 為1V左右,則說明出現此類故障。CAN L 對地短路的CAN L 電壓如下圖所示。
CAN L 對地短路的CAN H 電壓如下圖所示。
故障原因:如果不是CAN-L導線對外部地線短路引起的,那么這種故障是控制模塊內部的CAN收發器損壞造成的。故障查找方法同上。
6、CAN L對帶電源(正極)短路
當出現CAN L 對電源(正極)短路這種故障時,根據CAN總線的容錯特性,可能出現整個CAN網絡無法通信的情況或產生相關故障碼。
由于CAN L 對電源短路,因此CAN H 電壓也被置于12V。CAN L 對電源短路的總線波形如下圖所示。
實際測量CAN導線的電壓,若CAN L 和CAN H 導線電壓都約為12V,則說明出現此類故障。CAN L 對電源短路的CAN L 電壓如下圖所示。
CAN L 對電源短路的CAN H 電壓如下圖所示。
故障原因:如果不是CAN L 導線對外部電源短路引起的,那么這種故障就有可能是控制模塊內部的CAN收發器損壞造成的。故障查找方法同上。
7、CAN H斷路
當某個控制模塊CAN H 導線斷路時,會導致該控制模塊無法實現通信,但其他控制模塊的通信還是有的。在其他的控制模塊可能讀到此故障模塊的故障碼。如果多個控制模塊的CAN H 導線出現斷路。那么這些控制模塊的通信功能都會受到影響。CAN H 斷路的總線波形如下圖所示。
如果出現故障的控制模塊帶有終端電阻,可以用電阻測量法來判斷。測量診斷接口的CAN H 與CAN L 之間的電阻,若變為120Ω,則說明有一個終端電阻斷路。如果出現故障的控制模塊不帶終端電阻,那么需要測量該控制模塊的CAN導線的導通性。
替換有故障碼內容涉及的控制模塊,可以快速判斷故障是否由該控制模塊本身造成的。此外,要結合網絡圖來查找斷點,因為在整個網絡中會設置相應的總線集線器,斷點部位不同,受影響的部件也不同,同時也會決定診斷儀能夠進行診斷的控制模塊。CAN網絡與集線器分布如下圖所示。
8、CAN L 斷路
當某個控制模塊CAN L 導線斷路時,會導致該控制模塊無法實現通信,但其他控制模塊的通信還是有的。在其他控制模塊可能讀到此故障模塊的故障碼。如果多個控制模塊的CAN L 導線出現斷路,那么這些控制模塊的通信功能都會受到影響。
如果出現故障的控制模塊帶有終端電阻,可以用電阻測量法來判斷。測量診斷接口的CAN H 與CAN L 之間的電阻,若變為120Ω,則說明有一個終端電阻斷路。如果出現故障的控制模塊不帶終端電阻,那么需要測量該控制模塊的CAN導線的導通性。CAN L 斷路的總線波形如下圖所示。
替換有故障碼內容涉及的控制模塊,可以快速判斷故障是否是由該控制模塊本身造成的。此外,要結合網絡圖來查找斷點,從而準確找到原因,排除故障。
9、CAN L 與 CAN H導線相互反接
當出現CAN L 與CAN H 導線互相接反這種故障時,一般情況下,接錯的那個控制模塊將無法通信,其他控制模塊的通信則正常。CAN L 與CAN H 導線互相接反的示意圖如下圖所示。
在懷疑有問題的控制模塊的CAN導線針腳處測量其電壓,驗證電壓是否正常。結合CAN網絡圖核對線路連接情況進行檢查,判斷是否存在這種故障。若存在,則對CAN網絡進行修復。替換有故障碼內容涉及的控制模塊,判斷故障是否是由該控制模塊造成的。
審核編輯 :李倩
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原文標題:幾個經典的CAN總線現場故障
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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