手把手教你CAN总线的8种常见故障与排除方法

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手把手教你CAN总线的8种常见故障与排除方法

2024-07-12 08:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

当CAN总线出现故障或数据传输异常时,往往会出现多种奇怪的故障现象,如仪表板显示异常,车辆无法启动,启动后无法熄灭,车辆动力性能下降,某些电控系统功能失等。这是因为相关数据或信息是通过CAN总线传输的,如果传输失败,那么会产生多种连带故障,甚至造成整个网络系统瘫痪。

最为常见的故障症状是仪表板的显示异常,如下图所示。

在检修过程中,首先应查看具体的故障症状,根据故障症状和网络结构图来初步分析有可能是哪些原因造成的,然后使用相关的诊断仪器进行诊断,根据诊断结果制订相关检修方案,做到心中有数,目标明确。接着查找具体的故障部位和原因,同时结合相应的检测方法和测量结果找到故障点,从而彻底排除故障。

由于CAN网络采用多种协议,每个控制模块的端口在正常的情况下都有标准电压,因此电压测量法可用于判断线路是否有对地或电源短路、相线间短路等问题。

为了确定CAN H或CAN L导线是否损坏或信号是否正常,可以测量其对地电压(平均电压)。测量点通常在OBD诊断接口处,如下图所示。

诊断接口的6号针脚连接CAN H导线,14号针脚连接CAN L导线。如果诊断接口上连接有两组CAN总线,那么动力CAN总线使用6号和14号针脚,舒适总线使用3号和11号针脚。诊断接口的针脚含义如下图所示。

正常情况下,当CAN总线唤醒后,CAN H对地电压约为2.656V,CAN L对地电压约为2.319V,而且两者相加为4.975V▼

正常的CAN H电压

正常的CAN L电压

CAN故障通常的原因有CAN线短路、对电源短路、对地短路、相互接反。

CAN H与CAN L短路

当CAN H与CAN L短路时,CAN网络会关闭,无法再进行通信。会有相应的网络故障码。CAN H与CAN L短路的总线波形如下图所示。

当两者相互短路之后,CAN电压电位置于隐性电压值(约2.5V)。实际测量两条CAN导线的电压,会发现始终在2.5V左右,基本不变化,如下所示。

故障排除方法:

通过插拔CAN总线上的控制模块(节点),可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。

逐个断开节点,若电压恢复正常,则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还没有变化,则说明线路短路。

CAN H对电源(正极)短路

当出现CAN H对电源(正极)短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。

以对12V电源短路为例,此时CAN H电压电位被置于12V,CAN L线的隐性电压被置于大约12V。CAN H对电源短路的总线波形如下图所示。

实际测量电压,若CAN H电压为12V,CAN L电压被置于约为11V,则说明出现此类故障。CAN H对电源短路的CAN H电压如下图所示。

CAN H对电源短路的CAN L电压如下图所示。

故障原因:

如果不是CAN H导线对外部电源短路引起的,那么这种故障就有可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。

CAN H对地短路

当出现CAN H对地短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。

CAN H的电压位于0V,CAN L电压也位于0V,可是在CAN L导线上还能够看到一小部分的电压变化。CAN H对地短路的总线波形如下图所示。

实际测量电压,若CAN H和CAN L电压均约为0V,且无断路问题,则说明出现此类故障。CAN H对地短路的CAN H电压如下图所示。

CAN H对地短路的CAN L电压如下图所示。

故障原因:

如果不是CAN H导线对外部地线短路引起的,那么这种故障就可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。

CAN L对地短路

当出现CAN L对地短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。

但是对于某些车系,如海马车系,其CAN L对地短路的容错特性较好,车辆基本能够正常使用,即在客户体验层面上没有明显的异常现象,但从诊断方面来讲,会影响网络传输速度。此时CAN L电压约为0V。

CAN H线的隐性电压被降至0V,但显性电压基本不变,因此波形被拉长,依然可以传输数据,由此可说明CAN L对地短路的容错特性较好原因。CAN L对地短路的总线波形如下图所示。

实际测量CAN导线电压,若CAN L电压为0V,CAN H为1V左右,则说明出现此类故障。CAN L对地短路的CAN L电压如下图所示。

CAN L对地短路的CAN H电压如下图所示。

故障原因:如果不是CAN-L导线对外部地线短路引起的,那么这种故障是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。

CAN L对电源(正极)短路

当出现CAN L对电源(正极)短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。

由于CAN L对电源短路,因此CAN H电压也被置于12V。CAN L对电源短路的总线波形如下图所示。

实际测量CAN导线的电压,若CAN L和CAN H导线电压都约为12V,则说明出现此类故障。CAN L对电源短路的CAN L电压如下图所示。

CAN L对电源短路的CAN H电压如下图所示。

故障原因:

如果不是CAN L导线对外部电源短路引起的,那么这种故障就有可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。

CAN H断路

当某个控制模块CAN H导线断路时,会导致该控制模块无法实现通信,但其他控制模块的通信还是有的。在其他的控制模块可能读到此故障模块的故障码。

如果多个控制模块的CAN H导线出现断路。那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。CAN H断路的总线波形如下图所示。

如果出现故障的控制模块带有终端电阻,可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CAN H 与CAN L之间的电阻,若变为120Ω,则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻,那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。替换有故障码内容涉及的控制模块,可以快速判断故障是否由该控制模块本身造成的。

此外,要结合网络图来查找断点,因为在整个网络中会设置相应的总线集线器,断点部位不同,受影响的部件也不同,同时也会决定诊断仪能够进行诊断的控制模块。CAN网络与集线器分布如下图所示。

CAN L断路

当某个控制模块CAN L导线断路时,会导致该控制模块无法实现通信,但其他控制模块的通信还是有的。在其他控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CAN L导线出现断路,那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。

如果出现故障的控制模块带有终端电阻,可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CAN H与CAN L之间的电阻,若变为120Ω,则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻,那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。CAN L断路的总线波形如下图所示。

替换有故障码内容涉及的控制模块,可以快速判断故障是否是由该控制模块本身造成的。此外,要结合网络图来查找断点,从而准确找到原因,排除故障。

CAN L与CAN H导线互相接反

当出现CAN L与CAN H导线互相接反这种故障时,一般情况下,接错的那个控制模块将无法通信,其他控制模块的通信则正常。CAN L与CAN H导线互相接反的示意图如下图所示。

在怀疑有问题的控制模块的CAN导线针脚处测量其电压,验证电压是否正常。结合CAN网络图核对线路连接情况进行检查,判断是否存在这种故障。若存在,则对CAN网络进行修复。替换有故障码内容涉及的控制模块,判断故障是否是由该控制模块造成的。



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