摘 要：在汽車維修過(guò)程中，CAN總線的故障排查起來(lái)往往要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和精力，給廣大修理技術(shù)造成了很大困擾。本文結(jié)合實(shí)際情況，用簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表測(cè)量方法，化繁為簡(jiǎn)，快速地判斷CAN總線上的各種故障原因，找到故障源完成修復(fù)。

關(guān)鍵詞：PT-CAN總線;測(cè)量;檢查方法;CAN線路故障;CAN通信故障;總線故障類型

在寶馬汽車上，大量尖端的控制技術(shù)應(yīng)用和車內(nèi)電氣部件的增加，使得車上的控制單元達(dá)到前所未有的數(shù)量，在一臺(tái)頂配的7系760Li車上安裝有50多個(gè)控制單元負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能，這些控制單元聯(lián)結(jié)在一張巨大的網(wǎng)絡(luò)里交換數(shù)據(jù)，協(xié)同工作。這幾十個(gè)控制單元由于重要性，優(yōu)先性不一樣，按照功能和對(duì)數(shù)據(jù)傳輸需求的高低，分成幾種不同的功能組，采用了不同的總線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。所以，我們?cè)趯汃R7系F02上看到了一張龐大無(wú)比，異常復(fù)雜的總線系統(tǒng)。不同的總線系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)彼此相連。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架也給我們的維修工作帶來(lái)的巨大的挑戰(zhàn)?？偩€系統(tǒng)故障的排查，是比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。

通過(guò)F02的控制單元樹形圖，我們可以看到，不同的總線系統(tǒng)縱橫交錯(cuò)，甚至控制單元同時(shí)連接了幾種不同類型的總線，比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)DME，就連接有PT-CAN總線、PT-CAN2、FlexRay總線。我們化繁為簡(jiǎn)，先從PT-CAN來(lái)分析，如何快速地判斷出故障原因并有效地進(jìn)行維修。

我們首先要明確兩個(gè)總線的故障概念：通信故障和線路故障。

1 總線故障關(guān)于“通訊故障”

故障碼顯示CAN通訊故障但沒有線路故障，可能是控制模塊內(nèi)部有故障造成該控制模塊無(wú)法在CAN上通訊。

2 總線故障關(guān)于“線路故障”

故障碼顯示CAN存在通訊故障和線路故障，說(shuō)明CAN的通訊故障由總線線路故障引起。

所以我們拿到一臺(tái)車輛，首先要進(jìn)行故障碼的讀取，通過(guò)故障碼快速地區(qū)分是屬于哪一個(gè)種。

如果只有CAN通訊故障，沒有線路故障的代碼，從讀取的控制單元列表中只有一個(gè)控制單元沒有通信，那么這個(gè)那么就只有以下3種可能：

（1）該控制單元內(nèi)部損壞，無(wú)法正常開機(jī)工作。

（2）連接該控制單元的CAN線斷路，或者喚醒導(dǎo)線斷路。

（3）該控制單元的供電或者接地出現(xiàn)問(wèn)題。

當(dāng)有“CAN線路故障”時(shí)，也有多個(gè)控制單元無(wú)通訊時(shí)，是CAN的線路出現(xiàn)了損壞。不同類型的總線線路損壞，對(duì)應(yīng)出現(xiàn)以下幾種故障現(xiàn)象：

（1）CAN-H或者CAN-L斷路，連接在斷點(diǎn)之后的控制單元無(wú)通信，造成這些控制單元功能故障。

（2）CAN-H或者CAN-L對(duì)地或正極短路，造成整個(gè)CAN總線癱瘓。

（3）CAN-H對(duì)CAN-L短路，造成整個(gè)CAN總線癱瘓。

（4）終端電阻損壞，引起整個(gè)CAN癱瘓。

（5）某個(gè)控制單元的CAN接口損壞，造成整個(gè)CAN癱瘓。

我們進(jìn)行了理論的分析后，需要對(duì)PT-CAN進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。不管是通信故障和線路故障，都需要通過(guò)測(cè)量，才能確定故障原因。測(cè)量必須從無(wú)通訊的控制單元插頭上進(jìn)行。我們可以用萬(wàn)用表的直流電壓檔，在打開電門的前提下，對(duì)PT-CAN進(jìn)行測(cè)量。

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，正常工作的總線測(cè)量數(shù)據(jù)為：

PT-CAN-L對(duì)地：電壓大約2.4V。

PT-CAN-H對(duì)地：電壓大約2.6V。

WUP15喚醒導(dǎo)線：系統(tǒng)電壓12V。

測(cè)量結(jié)果分析：

（1）對(duì)于單個(gè)控制單元無(wú)通訊的問(wèn)題，如果測(cè)量PT-CAN-H、PT-CAN-L、WUP15喚醒線的數(shù)據(jù)均正常，而且供電和接地也正常，那么說(shuō)明是控制單元內(nèi)部損壞，需要更換該控制單元。

（2）如果PT-CAN-H、PT-CAN-L、WUP15喚醒線其中一根或多根電壓為零，那么結(jié)論是有導(dǎo)線斷路，需要按圖索驥查看是在哪里有破損，然后維修。

（3）電腦診斷有2個(gè)以上控制單元無(wú)通訊，但是連接在同一條總線上的其他控制單元均能正常通訊。如果我們確認(rèn)了這些無(wú)通訊的控制單元供電和接地都正常，而某根CAN線測(cè)量電壓為零，那仍然是CAN導(dǎo)線的斷路故障，只不過(guò)是斷點(diǎn)往后的CAN線上連接有數(shù)個(gè)控制單元，他們一起失去了聯(lián)系。維修的方案仍然是根據(jù)電路圖按圖索驥，在線束上排查斷點(diǎn)。

以上是CAN導(dǎo)線斷路或者WUP15喚醒導(dǎo)線斷路的分析。一般來(lái)說(shuō)，PT-CAN斷路是比較容易解決的。

下面我們?cè)賮?lái)分析一下另外一種比較復(fù)雜的總線故障類型，那就是PT-CAN短路。

PT-CAN短路的幾個(gè)情形：

（1）PT-CAN-H或者PT-CAN-L對(duì)地或正極短路，造成整個(gè)PT-CAN總線癱瘓。

（2）PT-CAN-H對(duì)PT-CAN-L短路，造成整個(gè)PT-CAN總線癱瘓。

由于PT-CAN無(wú)法單線運(yùn)行，所以無(wú)論哪種類型的短路，會(huì)造成整條CAN癱瘓，除了有冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制單元外，該總線上的控制單元都無(wú)法通訊。

由于大量的控制單元無(wú)法通訊，我們用診斷電腦除了能看到有CAN存在通訊故障和線路故障之外，也能看到大量的故障碼，比如K-CAN上的控制單元用戶沒有收到PT-CAN上發(fā)出來(lái)的信息而引發(fā)的關(guān)聯(lián)故障碼。海量的故障碼會(huì)對(duì)我們的判斷造成困擾，從故障碼也無(wú)法判斷是哪里發(fā)生了短路。

這種情況下，我們要使用萬(wàn)用表對(duì)PT-CAN總線進(jìn)行短路的測(cè)量和排查。我們首先要找到一個(gè)容易拆裝的，已經(jīng)失聯(lián)無(wú)通訊的PT-CAN控制單元，比如電子手剎模塊EMF。

然后斷開車輛蓄電池接線。大約等待三分鐘直至系統(tǒng)中所有的電容器放完電，再開始測(cè)量。

（1）測(cè)量在PT-CAN-L和PT-CAN-H導(dǎo)線間是否相互短路。

（2）分別測(cè)量PT-CAN-L和PT-CAN-H對(duì)地是否短路。

（3）分別測(cè)量PT-CAN-L和PT-CAN-H對(duì)正極是否短路。

（4）找到帶有終端電阻的控制單元，測(cè)量終端電阻。在CAN正常的情況下，終端電阻為60歐姆。單個(gè)測(cè)量帶有終端電阻的模塊，其單個(gè)電阻值為120歐姆。7系F02的終端電阻分別位于組合儀表KOMBI和電動(dòng)駐車制動(dòng)器EMF內(nèi)。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)完成了CAN的斷路和短路的測(cè)量，已經(jīng)知道引起故障的原因。對(duì)于簡(jiǎn)單的單個(gè)控制單元的不通訊的問(wèn)題，可以很快就排查出故障原因。但是對(duì)于短路的故障，比如CAN導(dǎo)線是在哪里發(fā)生了短路，或者是在哪個(gè)控制單元內(nèi)導(dǎo)致短路，排查起來(lái)仍然是相當(dāng)困難。一組CAN線上可能連接有十幾個(gè)控制單元，分布在全車不同的位置，而且大多數(shù)線束是被地毯覆蓋，要逐一排查難度相當(dāng)大。

在這種情況下，我們需要熟練使用寶馬原廠電腦的電路圖查找功能，仔細(xì)研究PT-CAN總線在車上的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。通過(guò)PT-CAN構(gòu)架圖，可以清楚地知道該P(yáng)T-CAN總線有多少條分支，各個(gè)分支連接的節(jié)點(diǎn)是在什么位置，該分支有多少個(gè)控制單元在共用。如圖：

比如，我們通過(guò)電腦診斷發(fā)現(xiàn)EMFDFDFD沒有通信，處于斷路狀態(tài)。那么我們PT-CAN的電路構(gòu)架圖可以發(fā)現(xiàn)，這些控制單元都是屬于同一個(gè)分支的，那么我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)分支的第一控制單元速度是能正常通訊的，所以PT-CAN導(dǎo)線的斷路點(diǎn)應(yīng)該是位于DD FF之間。

對(duì)于短路，我們發(fā)現(xiàn)整個(gè)PT-CAN都處于崩潰的狀態(tài)，幾乎所有的控制單元都沒有通訊，這樣就很難檢查到短路的地點(diǎn)。這時(shí)候我們?nèi)匀恍枰ㄟ^(guò)分析PT-CAN構(gòu)架圖，來(lái)進(jìn)行精準(zhǔn)的查找。我們先在車上找出各個(gè)PT-CAN分支的節(jié)點(diǎn)，然后打開節(jié)點(diǎn)，分支處于斷開的狀態(tài)，再進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)確定短路點(diǎn)的大概方位，判斷出是哪一條線路出了問(wèn)題。有些節(jié)點(diǎn)只有一條分支，有些節(jié)點(diǎn)有數(shù)個(gè)分支，我們逐一測(cè)量，確定是哪條分支的問(wèn)題，大大縮小了檢查的范圍。如圖：

在確定是哪條分支出現(xiàn)短路之后，再通過(guò)逐一斷開分支上控制單元的辦法，排除是控制單元引起PT-CAN短路還是PT-CAN自身導(dǎo)線的短路。

3 結(jié)論

至此，我們已經(jīng)通過(guò)測(cè)量，完成了PT-CAN總線系統(tǒng)的檢查，排查出總線系統(tǒng)的故障原因。我們可以把整個(gè)檢查的過(guò)程歸納為五步法：

（1）根據(jù)故障碼，判斷是控制單元通訊故障還是PT-CAN的線路故障。

（2）從無(wú)通訊的控制單元處進(jìn)行測(cè)量，確定是屬于PT-CAN導(dǎo)線斷路還是短路的故障。

（3）從PT-CAN的節(jié)點(diǎn)處，對(duì)分支進(jìn)行測(cè)量，縮小檢查范圍。

（4）斷開控制單元，確認(rèn)故障源是線路本身還是控制單元引起。

（5）確定故障源，修復(fù)故障。

以上是用PT-CAN進(jìn)行的分析，其實(shí)車上的其他CAN系統(tǒng)的檢查方法也是相同的，比如K-CAN總線、PT-CAN2總線、FlexRay總線，都同類的CAN線，只是他們的測(cè)量電壓不同而已。我們只要掌握了CAN線測(cè)量的技巧，在面對(duì)CAN引發(fā)的故障時(shí)，就能快速地查找到故障源，極大地縮短查修的時(shí)間，提高工作效率。當(dāng)然，我們也可以用示波器來(lái)替代萬(wàn)用表，通過(guò)波形的異常來(lái)判斷CAN的斷路短路情況，但我們采取較為常見的萬(wàn)用表，通過(guò)簡(jiǎn)單的測(cè)量，快速地得出結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

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[3]BMW售后服務(wù)總線系統(tǒng)教材.

作者簡(jiǎn)介：李思衡（1982-），男，廣西北流人，本科，研究方向：汽車維修。