can總線有哪些典型的故障形式

本文分析一些經(jīng)典的CAN總線現(xiàn)場故障。

1、CAN總線的常見故障

CAN總線錯(cuò)誤分析與解決

當(dāng)CAN總線出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)傳輸異常時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)多種奇怪的故障現(xiàn)象，如儀表板顯示異常，車輛無法啟動(dòng)，啟動(dòng)后無法熄滅，車輛動(dòng)力性能下降，某些電控系統(tǒng)功能失等。

這是因?yàn)橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)或信息是通過CAN總線傳輸?shù)模绻麄鬏斒。敲磿?huì)產(chǎn)生多種連帶故障，甚至造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓。

在檢修過程中，首先應(yīng)查看具體的故障癥狀，根據(jù)故障癥狀和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖來初步分析有可能是哪些原因造成的，然后使用相關(guān)的診斷儀器進(jìn)行診斷，根據(jù)診斷結(jié)果制定相關(guān)檢修方案，做到心中有數(shù)，目標(biāo)明確。 接著查找具體的故障部位和原因，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的檢測方法和測量結(jié)果找到故障點(diǎn)，從而徹底排除故障。 由于CAN網(wǎng)絡(luò)采用多種協(xié)議，每個(gè)控制模塊的端口在正常的情況下都有標(biāo)準(zhǔn)電壓，因此電壓測量法可用于判斷線路是否有對(duì)地或電源短路、相線間短路等問題。 為了確定CAN H 或CAN L 導(dǎo)線是否損壞或信號(hào)是否正常，可以測量其對(duì)地電壓（平均電壓）。測量點(diǎn)通常在OBD診斷接口處，如下圖所示。

診斷接口的6號(hào)針腳連接CAN H 導(dǎo)線，14號(hào)針腳連接CAN L 導(dǎo)線。如果診斷接口上連接有兩組CAN總線，那么動(dòng)力CAN總線使用6號(hào)和14號(hào)針腳，舒適總線使用3號(hào)和11號(hào)針腳。診斷接口的針腳含義如下圖所示。

正常情況下，當(dāng)CAN總線喚醒后，CAN H 對(duì)地電壓約為2.656V，CAN L 對(duì)地電壓約為2.319V，而且兩者相加為4.975V??▼

CAN故障通常的原因有CAN線短路、對(duì)電源短路、對(duì)地短路、相互接反。

2、CAN H與 CAN L短路

當(dāng)CAN H 與CAN L 短路時(shí)，CAN網(wǎng)絡(luò)會(huì)關(guān)閉，無法再進(jìn)行通信。會(huì)有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障碼。CAN H 與CAN L 短路的總線波形如下圖所示。

當(dāng)兩者相互短路之后，CAN電壓電位置于隱性電壓值（約2.5V）。實(shí)際測量兩條CAN導(dǎo)線的電壓，會(huì)發(fā)現(xiàn)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(jié)點(diǎn)），可以判斷是由節(jié)點(diǎn)引起的短路還是導(dǎo)線連接引起的短路。

逐個(gè)斷開節(jié)點(diǎn)，若電壓恢復(fù)正常，則說明該節(jié)點(diǎn)有問題。若斷開所有節(jié)點(diǎn)后電壓還沒有變化，則說明線路短路。

3、CAN H對(duì)電源(正極)短路 當(dāng)出現(xiàn)CAN H 對(duì)電源（正極）短路這種故障時(shí)，根據(jù)CAN總線的容錯(cuò)特性，可能出現(xiàn)整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)無法通信的情況或產(chǎn)生相關(guān)故障碼。

以對(duì)12V電源短路為例，此時(shí)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(duì)電源短路的總線波形如下圖所示。

實(shí)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(xiàn)此類故障。CAN H 對(duì)電源短路的CAN H 電壓如下圖所示。

CAN H 對(duì)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(dǎo)線對(duì)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(nèi)部的CAN收發(fā)器損壞造成的。故障查找方法同上。

4、CAN H對(duì)地短路

當(dāng)出現(xiàn)CAN H 對(duì)地短路這種故障時(shí)，根據(jù)CAN總線的容錯(cuò)特性，可能出現(xiàn)整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)無法通信的情況或產(chǎn)生相關(guān)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(dǎo)線上還能夠看到一小部分的電壓變化。CAN H 對(duì)地短路的總線波形如下圖所示。

實(shí)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(xiàn)此類故障。CAN H 對(duì)地短路的CAN H 電壓如下圖所示。

CAN H 對(duì)地短路的CAN L 電壓如下圖所示。

故障原因：如果不是CAN H 導(dǎo)線對(duì)外部地線短路引起的，那么這種故障就可能是控制模塊內(nèi)部的CAN收發(fā)器損壞造成的。故障查找方法同上。

5、CAN L對(duì)地短路 當(dāng)出現(xiàn)CAN L 對(duì)地短路這種故障時(shí)，根據(jù)CAN總線的容錯(cuò)特性，可能出現(xiàn)整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)無法通信的情況或產(chǎn)生相關(guān)故障碼。 但是對(duì)于某些車系，如海馬車系，其CAN L 對(duì)地短路的容錯(cuò)特性較好，車輛基本能夠正常使用，即在客戶體驗(yàn)層面上沒有明顯的異?，F(xiàn)象，但從診斷方面來講，會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。

此時(shí)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(shù)據(jù)，由此可說明CAN L 對(duì)地短路的容錯(cuò)特性較好的原因。

CAN L 對(duì)地短路的總線波形如下圖所示。

實(shí)際測量CAN導(dǎo)線電壓，若CAN L 電壓為0V，CAN H 為1V左右，則說明出現(xiàn)此類故障。CAN L 對(duì)地短路的CAN L 電壓如下圖所示。

CAN L 對(duì)地短路的CAN H 電壓如下圖所示。

故障原因：如果不是CAN-L導(dǎo)線對(duì)外部地線短路引起的，那么這種故障是控制模塊內(nèi)部的CAN收發(fā)器損壞造成的。故障查找方法同上。

6、CAN L對(duì)帶電源(正極)短路

當(dāng)出現(xiàn)CAN L 對(duì)電源（正極）短路這種故障時(shí)，根據(jù)CAN總線的容錯(cuò)特性，可能出現(xiàn)整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)無法通信的情況或產(chǎn)生相關(guān)故障碼。

由于CAN L 對(duì)電源短路，因此CAN H 電壓也被置于12V。CAN L 對(duì)電源短路的總線波形如下圖所示。

實(shí)際測量CAN導(dǎo)線的電壓，若CAN L 和CAN H 導(dǎo)線電壓都約為12V，則說明出現(xiàn)此類故障。CAN L 對(duì)電源短路的CAN L 電壓如下圖所示。

CAN L 對(duì)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(dǎo)線對(duì)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(nèi)部的CAN收發(fā)器損壞造成的。故障查找方法同上。

7、CAN H斷路

當(dāng)某個(gè)控制模塊CAN H 導(dǎo)線斷路時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該控制模塊無法實(shí)現(xiàn)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(gè)控制模塊的CAN H 導(dǎo)線出現(xiàn)斷路。那么這些控制模塊的通信功能都會(huì)受到影響。CAN H 斷路的總線波形如下圖所示。

如果出現(xiàn)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?yōu)?20Ω，則說明有一個(gè)終端電阻斷路。如果出現(xiàn)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(dǎo)線的導(dǎo)通性。

替換有故障碼內(nèi)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(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖來查找斷點(diǎn)，因?yàn)樵谡麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)中會(huì)設(shè)置相應(yīng)的總線集線器，斷點(diǎn)部位不同，受影響的部件也不同，同時(shí)也會(huì)決定診斷儀能夠進(jìn)行診斷的控制模塊。CAN網(wǎng)絡(luò)與集線器分布如下圖所示。

8、CAN L 斷路

當(dāng)某個(gè)控制模塊CAN L 導(dǎo)線斷路時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該控制模塊無法實(shí)現(xiàn)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(gè)控制模塊的CAN L 導(dǎo)線出現(xiàn)斷路，那么這些控制模塊的通信功能都會(huì)受到影響。

如果出現(xiàn)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?yōu)?20Ω，則說明有一個(gè)終端電阻斷路。如果出現(xiàn)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(dǎo)線的導(dǎo)通性。CAN L 斷路的總線波形如下圖所示。

替換有故障碼內(nèi)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(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖來查找斷點(diǎn)，從而準(zhǔn)確找到原因，排除故障。

9、CAN L 與 CAN H導(dǎo)線相互反接

當(dāng)出現(xiàn)CAN L 與CAN H 導(dǎo)線互相接反這種故障時(shí)，一般情況下，接錯(cuò)的那個(gè)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(dǎo)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(dǎo)線針腳處測量其電壓，驗(yàn)證電壓是否正常。結(jié)合CAN網(wǎng)絡(luò)圖核對(duì)線路連接情況進(jìn)行檢查，判斷是否存在這種故障。 若存在，則對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修復(fù)。替換有故障碼內(nèi)容涉及的控制模塊，判斷故障是否是由該控制模塊造成的。

編輯：黃飛

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