CAN总线故障的常见故障与万用表检修方法

智能汽车电子与软件 2023-09-14 16:30

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CAN总线的检测方法

① 在检查数据总线系统前，须保证所有与数据总线相连的电控单元无功能故障。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。如传感器损坏，其结果就是传输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电控单元间的通信。如存在功能故障，应先排除该故障。记下该故障并消除所有电控单元的故障码。

② 排除所有功能故障后，如果电控单元间数据传递仍不正常，需检查数据总线系统。

检查数据总线系统故障时，须区分以下两种可能的情况：

■ 2个电控单元组成的双线式数据总线系统的检测。

■ 3个或更多电控单元组成的双线式数据总线系统的检测。

③ 如果在数据总线上查不出引起硬件损坏的原因，则应检查是否为某一电控单元引起该故障。断开所有通过CAN总线传递数据的电控单元，关闭点火开关，接上其中一个电控单元。例如，对于大众系统车型，连接故障诊断仪，打开点火开关，清除刚接上的电控单元的故障码。用功能06来结束输出，关闭再打开点火开关，打开点火开关10s后用故障诊断仪读出刚接上的电控单元故障存储器中的内容。如显示“硬件损坏”，则更换刚接上的电控单元；如未显示“硬件损坏”，接上下一个电控单元，重复上述过程。

CAN总线的常见故障及原因

（1）CAN总线的常见故障

在CAN总线电控单元中可能有CAN通信故障、CAN总线线路故障两个总线故障记录。

① CAN通信故障

通信故障有下列两种情况：

■ 电控单元断路。

■ 电控单元损坏。

② CAN总线线路故障

CAN总线线路故障有下列几种情况：

■ CAN总线导线短路。

■ CAN总线一根导线断路。

■ CAN总线导线搭铁。

■ CAN总线导线之间断路。

■ CAN-Low线与CAN-High线之间交叉连接。

■ CAN-Low线与蓄电池正极短接。

■ CAN-High线与蓄电池正极短接。

■ CAN-Low线与蓄电池负极短接。

■ CAN-High线与蓄电池负极短接。

（2）CAN总线的故障原因

CAN总线出现通信故障的原因如下：

① CAN-Low线或CAN-High线通信线断路或者短路。

② 插头连接损坏，如触头损坏、污垢、锈蚀。

③ 车用电源系统中的电压故障，如由损坏的点火线圈或搭铁连接引起。

④ 某个电控单元中的通信部件故障。

⑤ 某个电控单元的供电故障。当蓄电池电量快耗尽时，蓄电池电压缓慢下降可能导致故障记录存储，因为不是所有的电控单元都因电压下降而同时关闭。

CAN总线对正极短路和对搭铁短路、导线相互短路不会损坏电控单元，但在最严重的情况下会造成总线系统失灵。车辆中的总线系统不仅会出现断路或短路故障，当水汽侵入总线系统中的插头时，就可能在搭铁、正极和CAN总线导线之间出现接触电阻，使总线系统工作不正常。

CAN总线的万用表检测方法

CAN总线可以采用数字万用表进行电压信号测试，大致判断数据总线的信号传输是否存在故障，检测方法如下图所示。

▲ CAN总线的万用表检测

用数字万用表在测量频率信号时，万用表具有分段采集和有效值运算的工作特性，因此，数字万用表的显示值只能反映被测信号的主体信号电压值，不能显示被测信号的每个细节。由此可见，采用数字万用表测量CAN总线的信号电压时，万用表的显示值和CAN总线的主体信号电压值具有对应关系。

（1）用万用表测量动力CAN总线

CAN-High信号在总线空闲时的电压约为2.5V，总线上有信号传输时电压值在2.5~3.5V之间高频波动，因此CAN-High的主体电压应是2.5V，所以用万用表测量时的测量值为2.5~3.5V，大于2.5V但靠近2.5V。

同理，CAN-Low信号在总线空闲时的电压约为2.5V，总线上有信号传输时电压值在1.5~2.5V之间高频波动，因此CAN-High的主体电压应是2.5V，所以用万用表测量时的测量值为1.5~2.5V，小于2.5V但靠近2.5V。

（2）用万用表测量舒适CAN总线

舒适CAN的信号在总线空闲时的电压约为0，总线上有信号传输时电压值在0~5V之间高频波动，因此CAN-High的主体电压应是0，所以用万用表测量时的测量值为0.35V左右。

同理，CAN-Low信号在总线空闲时的电压约为5V，总线上有信号传输时电压值在0~5V之间高频波动，因此CAN-High的主体电压应是5V，所以用万用表测量时的测量值为4.65V左右。

（3）CAN总线终端电阻的检测

为了测量两个终端电阻总的阻值，可用VAS5051检测仪的万用表功能，按下图所示进行检测。

▲ 测量两个终端电阻总的阻值

终端电阻的测量步骤如下：

① 将蓄电池正、负极接线柱上的导线（电缆）拆下。

② 等待大约5min，直到所有的电容器都充分放电。

③ 连接VAS5051检测仪，调用万用表功能，连接测量导线，测量终端电阻的总阻值并做好记录。

④ 将一个带有终端电阻电控单元（如发动机电控单元）的线束插头拔下来，观察终端电阻的总阻值是否发生变化。

⑤ 将第一个电控单元（带有终端电阻，如发动机电控单元）的线束插头连接好，再将第二个电控单元（带有终端电阻，如ABS电控单元）的线束插头拔下来，观察终端电阻的总阻值是否发生变化。

⑥ 分析测量结果。

在电控单元内设置的不是一个固定阻值的终端电阻，它是由很多个被测量的电阻组合在一起的。例如，在带有泵喷嘴单元的1.9TDI车型上，发动机电控单元装置为66Ω终端电阻。终端电阻是根据车型设计的，总的电阻值依赖于车辆的总线结构。

对总的阻值进行测量后，还需要将一个带有终端电阻电控单元的插头拔下，进行两次的单个电阻的测量。当电控单元被拔取后测量的阻值发生了变化，则说明两个阻值都正常。

装在驱动CAN总线上的终端电阻可以用万用表进行测量，但是装在舒适CAN总线和信息CAN总线上的终端电阻不能用万用表测量。

例如，以奥迪A21.4车型为例，分析其驱动CAN总线的总阻值。带有终端电阻的两个电控单元是由CAN总线线束连接相通的，两个终端电阻在总线上处于并联连接状态。测量的结果是每一个终端电阻的阻值大约为120Ω，总的阻值约为60Ω。通过该测量数据可以得出判断，驱动CAN总线的终端电阻是正常的。

需要注意的是，单个终端电阻的阻值不一定是120Ω左右，其具体数值依总线结构的不同而异。

又如，分析奥迪A21.4车型驱动CAN总线的单个阻值。在总的阻值测量后，将一个带有终端电阻的电控单元的线束插头拔下，再进行测量，此时，屏幕上显示的阻值应该发生变化（这是测量一个电控单元的终端电阻阻值，实际测量得到的驱动CAN总线的单个终端电阻阻值）。

如果将一个带有终端电阻的电控单元的线束插头拔下后，测量得到的阻值没有发生变化，则说明系统中存在问题。可能是被拔除的电控单元的终端电阻损坏，或者是CAN总线出现断路。如果在拔除电控单元后显示的阻值变为无穷大，那么，或者是未被拔除的电控单元的终端电阻损坏，或者是到该电控单元的CAN总线导线出现断路故障。

来源：焉知汽车

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