摘要：通過參與企業(yè)技術(shù)服務(wù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前服務(wù)站在汽車通信網(wǎng)絡(luò)故障方面存在檢測(cè)及診斷困難等問題，很多問題所需將故障反饋企業(yè)后臺(tái)并需要得到專業(yè)通信工程師的指導(dǎo)。為了能夠更好地順應(yīng)汽車企業(yè)，對(duì)汽車的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進(jìn)行了闡述，并對(duì)其故障并進(jìn)行了分析和排除。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò)；故障；診斷；排除

中圖分類號(hào)：U4632? 收稿日期：2024-01-22

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405030

1 前言

汽車通信的主要方式有K線通信、LIN線通信、CAN網(wǎng)絡(luò)通信以及光纖通信等，通信的目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)模塊與模塊之間的信息交流及共享。一般情況下，車輛會(huì)用到其中的一種或者多種通信方式，這主要是基于這些通信線之間的傳輸速度及傳輸方式來決定，所以不同通信方式出現(xiàn)的故障及其診斷排除方法是不一樣的。

2 CAN網(wǎng)絡(luò)通信故障診斷困難情況

汽車企業(yè)技術(shù)服務(wù)的內(nèi)容包含新車型的產(chǎn)品介紹和汽車技術(shù)等級(jí)的培訓(xùn)。通過培訓(xùn)能夠讓各個(gè)服務(wù)站快速地理解產(chǎn)品的特點(diǎn)，能夠更高效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的技術(shù)服務(wù)。

新產(chǎn)品培訓(xùn)需要對(duì)新車型的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一次詳細(xì)的理論學(xué)習(xí)以及整體網(wǎng)絡(luò)的實(shí)操。汽車通信網(wǎng)絡(luò)的故障診斷在整個(gè)汽車故障診斷中是相對(duì)困難的，當(dāng)前各服務(wù)站的通常做法首先是連接汽車診斷儀，通過診斷儀查出故障，如果是非網(wǎng)絡(luò)通信故障，則可以通過特定的指向和數(shù)據(jù)流來排除，但是如果出現(xiàn)診斷儀無法正常進(jìn)入系統(tǒng)，或者讀取到的是模塊之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的故障信息時(shí)，維修技師就只能反饋各企業(yè)后臺(tái)，在工程師指導(dǎo)下進(jìn)行故障排除。

實(shí)際上，CAN網(wǎng)絡(luò)通信故障并不難解決，首先需要了解該車型CAN網(wǎng)絡(luò)的組成，明白它是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)，還是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它們之間的連接都跟網(wǎng)關(guān)相通，網(wǎng)關(guān)在整個(gè)系統(tǒng)中起橋梁的作用，它是解決故障的一個(gè)突破口。通過網(wǎng)關(guān)可以判斷是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信故障還是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信故障。將網(wǎng)關(guān)看成故障范圍的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這將使故障的診斷與排除變得相對(duì)簡(jiǎn)單。只要了解到哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)故障，就去查相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，那么一般的故障都能夠得到解決［1］。

有些車型使用單個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信，那么其排查故障就會(huì)相對(duì)變得簡(jiǎn)單；有些車型使用的是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信，那么排查故障就會(huì)相對(duì)難一些，因?yàn)闋可娑鄠€(gè)網(wǎng)絡(luò)通信，它們使用相同的數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)缺失就會(huì)導(dǎo)致多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信通報(bào)故障。如果通報(bào)相同的故障代碼或者出現(xiàn)相同的故障數(shù)據(jù)，那么處理起來則相對(duì)簡(jiǎn)單。若是通信故障代碼不一樣，則需把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，把多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)拆分開來，看成單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)逐一診斷。

單個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信，都離不開網(wǎng)絡(luò)的終端電阻的存在，也離不開它們之間雙絞線的連接。

模塊之間的通信會(huì)有兩個(gè)終端，每個(gè)終端的電阻值為120 Ω，這兩個(gè)終端電阻是并聯(lián)的關(guān)系，所以使用萬用表測(cè)量的電阻值為60 Ω左右（圖1）。兩終端之間的通信是通過雙絞線來傳輸?shù)模p絞線是兩個(gè)相互纏繞在一起的兩根線，是普通的多股銅線。一根是CAN高通信線，其通信電壓一般在25～35 V之間；另外一根是CAN低通信線，其通信電壓一般在15～25 V之間。通過萬用表測(cè)量出來的電壓并不是真正的穩(wěn)定電壓，該電壓一直在變化。通過示波器可以看到電壓波形是一個(gè)方波，如圖2所示。CAN高線與CAN低線之間的電壓之和等于5 V，這就是CAN網(wǎng)絡(luò)通信中高低通信線的特點(diǎn)。了解這些特點(diǎn)，就能幫助測(cè)量這些相關(guān)的CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，從而容易判斷出是哪個(gè)系統(tǒng)或者模塊出現(xiàn)故障［2］。

3 故障診斷與排除案例

3.1 案例一：模塊不休眠

故障現(xiàn)象：2022年五菱宏光mini（高配車型），續(xù)航里程170 km，行駛里程5 000 km，偶發(fā)性無法起動(dòng)，儀表不亮，且需要搭電才能起動(dòng)，起動(dòng)后一切正常，在服務(wù)站更換過小電池后故障依舊存在。

故障分析：根據(jù)“儀表不亮，且需要搭電才能起動(dòng)，起動(dòng)后一切正?！保醪脚袛嗍切‰姵氐碾娪猛?，各模塊之間無法達(dá)到工作電壓，從而導(dǎo)致無法正常起動(dòng)。而搭電后車子能夠正常，表明當(dāng)DCDC模塊工作后能給整車提供12 V低壓，滿足各個(gè)模塊的工作，于是判斷小電池?fù)p壞。但是更換電池后故障依舊存在，由此判斷并不是小電池?fù)p壞的原因，而應(yīng)該是車輛的模塊存在鎖車狀態(tài)，使得該車依然處于通信狀態(tài)，無法進(jìn)入休眠。這類故障可以通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（圖3）進(jìn)行分析。

網(wǎng)絡(luò)不休眠導(dǎo)致車輛虧電，其故障檢測(cè)及排除過程（表1）如下：

a.關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，對(duì)車輛進(jìn)行上鎖，使用兩個(gè)萬用表測(cè)量CAN高與CAN低分別對(duì)地的電壓，測(cè)得CAN高為27 V，CAN低為23 V；等待3 min，所測(cè)得CAN高還是27 V，CAN低還是23 V，判斷車輛沒有進(jìn)入休眠；繼續(xù)等待10 min，所測(cè)電壓還是沒變。正常五菱宏光mini車型30 s后進(jìn)入休眠，網(wǎng)絡(luò)電壓為0 V。然而通過測(cè)量時(shí)長(zhǎng)10 min后CAN網(wǎng)絡(luò)高低電壓沒有變化，即可判斷為網(wǎng)絡(luò)不休眠，處于通信狀態(tài)。

b.對(duì)車輛進(jìn)行暗電流測(cè)量，連接好萬用表后，對(duì)車輛進(jìn)行上鎖，發(fā)現(xiàn)電流由35 A下降到35 mA，等待10 min后電流依舊為35 mA，而正常情況下休眠后的暗電流應(yīng)該小于20 mA。

c.根據(jù)該車配置的SDM、EBCM、BMS、OBC、MCU、VSP、EPS、IPC、VCU、信息娛樂控制觸控板、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車輛性能數(shù)據(jù)記錄儀等模塊，找到相對(duì)應(yīng)的工作保險(xiǎn)，在拔出SDM、EBCM、OBC、MCU、VSP、EPS等模塊保險(xiǎn)時(shí)電流數(shù)值沒有發(fā)生變化，但是當(dāng)拔掉BMS模塊工作保險(xiǎn)時(shí)萬用表電流數(shù)值瞬間下降為0 mA，由此判斷為BMS模塊沒有休眠，需更換新的BMS，按要求刷寫程序及匹配，完成后鎖車再次測(cè)量暗電流，30 s后電流為0 mA。

故障排除方法：更換新的BMS并按要求刷寫程序及匹配。

3.2 案例二：網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)閉

故障現(xiàn)象：2017年寶駿730，發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，儀表多個(gè)故障指示燈點(diǎn)亮，日間行車燈閃爍，讀取故障碼時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、ABS模塊、安全氣囊模塊，均讀到同一個(gè)歷史故障U007300CAN總線關(guān)閉（bus off）。

故障分析：根據(jù)“發(fā)動(dòng)機(jī)可以起動(dòng)，多個(gè)模塊讀取到歷史故障碼U007300CAN總線關(guān)閉（bus off）”，判斷為網(wǎng)絡(luò)故障。引起CAN總線關(guān)閉的可能因素有CAN高、CAN低通信線存在互相短路、對(duì)電源或者接地短路和斷路，或者模塊芯片內(nèi)部故障，這類故障需要借助網(wǎng)絡(luò)原理圖（圖4）進(jìn)行分析。

CAN總線關(guān)閉的故障檢測(cè)及排除過程（表2）如下：

a.多次斷開負(fù)極后再接好負(fù)極，同時(shí)使用診斷儀讀取故障碼，有時(shí)候讀到CAN總線關(guān)閉為當(dāng)前故障，有時(shí)候讀到為歷史故障。

b.斷開蓄電池負(fù)極，從診斷接口出測(cè)量CAN網(wǎng)絡(luò)電阻為599 Ω，正常；斷開ECM或者BCM模塊還可以測(cè)量到119 Ω，正常。

c.接好蓄電池負(fù)極，使用萬用表測(cè)量CAN高對(duì)地電壓為265 V，CAN低對(duì)地電壓235 V。

d.分別更換ABS、GM、IC、SDM、ECM、ESP、BCM，發(fā)現(xiàn)故障還是偶發(fā)性存在，再更換相關(guān)模塊相關(guān)線束，發(fā)現(xiàn)故障消失，再次讀取故障碼，顯示系統(tǒng)正常（經(jīng)檢查線束，發(fā)現(xiàn)在IC網(wǎng)絡(luò)CAN高線與總線節(jié)點(diǎn)處接觸不良導(dǎo)致的故障）。

故障排除方法：更換儀表線束。

4 結(jié)語

CAN網(wǎng)絡(luò)通信類的故障其實(shí)并不算太難診斷和解決，該項(xiàng)工作需要了解CAN通信的組成和工作特點(diǎn)。對(duì)于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成的系統(tǒng)一旦產(chǎn)生故障，就需要將其分解成單個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信故障進(jìn)行分析，檢查過程更應(yīng)仔細(xì)。本文方法對(duì)于其他汽車CAN網(wǎng)絡(luò)故障的判斷及排除都是通用的。

參考文獻(xiàn)：

[1]李杰基于CAN總線的汽車遠(yuǎn)程故障診斷及駕駛行為的研究[J]電子技術(shù)與軟件工程，2015（24）：251-252

[2]高雪車載CAN網(wǎng)絡(luò)汽車控制故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]信息技術(shù)，2012（2）：141-144

作者簡(jiǎn)介：

曾慶超，男，1986年生，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)閷?shí)訓(xùn)室管理、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢修、汽車電器檢修。