吳士超 余大明

(1.長(zhǎng)安福特汽車(chē)有限公司,重慶 401122;2.重慶長(zhǎng)安凱程汽車(chē)科技有限公司,重慶 401122)

目前雙離合變速器(DCT)在汽車(chē)上使用廣泛,其相比于傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器換擋更加迅速、流暢,解決了動(dòng)力間斷輸出的問(wèn)題。DCT故障中有少部分是由CAN通信故障引起的。DCT控制器采用CAN總線進(jìn)行信息交換,CAN總線技術(shù)是一種高可靠性的高速通信技術(shù),其結(jié)構(gòu)、原理、故障形式和診斷方式都有著自身的特點(diǎn)[1-5]。文章闡述了福特DPS6雙離合變速箱CAN通信故障的檢修過(guò)程及維修方案。

1 福特DPS6雙離合變速箱CAN總線分析

1.1 CAN通信原理分析

CAN總線由于其高性能和高可靠性被廣泛用于工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)設(shè)備等方面。總線的電平是由CANH和CANL兩根線上的電位差決定的,CAN控制器讀取總線電平從而獲得數(shù)據(jù)信息。

下面通過(guò)圖1對(duì)CAN總線的物理層特征進(jìn)行了分析。

由圖1可知在CAN總線上可同時(shí)連接多個(gè)單元,理論單元個(gè)數(shù)沒(méi)有上限,但由于時(shí)間延遲以及電氣負(fù)載等條件的限制,單元個(gè)數(shù)不能無(wú)限增加。在使用中連接單元個(gè)數(shù)的增加,通信速度的會(huì)降低。在總線的起始端與終止端各連接了一個(gè)120Ω的終端電阻,該電阻用于匹配阻抗,減少回波反射。顯性電平在信號(hào)傳送過(guò)程中具有更高的優(yōu)先級(jí),只要有任何一個(gè)單元發(fā)送顯性電平,總線上就會(huì)是顯性電平。相對(duì)的隱性電平具有包容性,只有全部單元都輸出隱性電平,總線上才會(huì)是隱性電平。

圖2 福特DPS6變速箱雙離合變速器控制器CAN通信電路原理圖Fig.2 Ford DPS6 gearbox dual-clutch transmission controller CAN communication circuit principle diagram

1.2 福特DPS6雙離合變速箱CAN通信電路分析

通過(guò)查閱資料及實(shí)物對(duì)比,繪制出DPS6雙離合變速箱控制器CAN通信電路原理圖如圖2所示。

圖2可以看出,CAN收發(fā)器的輸出端CAN_High和CAN_Low各自通過(guò)一個(gè)24KΩ的電阻與地相連。由于CAN收發(fā)器內(nèi)部還存在其他電路,因此通過(guò)萬(wàn)用表直接測(cè)CAN_High和CAN_Low之間的電阻時(shí),其阻值約為44KΩ。

2 福特DPS6雙離合變速箱CAN總線故障分析

福特DPS6雙離合變速箱CAN通信故障主要有兩種原因:(1)CPU存在故障,沒(méi)有對(duì)外發(fā)送數(shù)據(jù);(2)CAN收發(fā)器存在故障,無(wú)法對(duì)外輸出信號(hào)。

2.1 故障排查

對(duì)DPS6雙離合變速箱CAN通信進(jìn)行故障排查,羅列出相關(guān)的故障碼及其含義,如表1所示。

其中P0863-P0866表示的是與通信相關(guān)的故障碼。

通過(guò)示波器對(duì)CPU輸出端以及CAN收發(fā)器的輸出端進(jìn)行檢測(cè),觀察其波形。正常情況下的波形如圖3所示。

故障一:CPU存在故障,沒(méi)有對(duì)外發(fā)送數(shù)據(jù)。出現(xiàn)該故障時(shí),測(cè)試CPU輸出端,將完全沒(méi)有波形輸出。當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí),排除檢測(cè)設(shè)備問(wèn)題之后,基本能夠確定故障為CPU存在故障,沒(méi)有對(duì)外發(fā)送數(shù)據(jù)。

圖3 CPU輸出端(a)以及CAN收發(fā)器的輸出端(b)正常波形圖Fig.3 CPU output terminal (a) and CAN transceiver output terminal (b) normal waveform diagram

表1 福特DPS6雙離合變速箱故障碼含義表Tab.1 Ford DPS6 dual-clutch gearbox fault code meaning table

表2 福特DPS6雙離合變速箱CAN信號(hào)輸出數(shù)據(jù)Tab.2 CAN signal output data of Ford DPS6 dual clutch gearbox

故障二:CAN收發(fā)器存在故障,無(wú)法對(duì)外輸出信號(hào)。出現(xiàn)該故障時(shí),CAN收發(fā)器的信號(hào)輸入端能夠正常輸入信號(hào),但是CAN收發(fā)器的輸出端沒(méi)有信號(hào)輸出。排除檢測(cè)器件問(wèn)題,基本能夠確定故障為CAN收發(fā)器存在故障。

在檢測(cè)過(guò)程中,按照上述順序依次排查兩種故障,便能較好地檢查出故障出處。

2.2 故障檢修

通過(guò)上述排查流程,確定故障出處后,即可根據(jù)問(wèn)題逐一對(duì)故障進(jìn)行維修。

故障一:CPU存在故障,沒(méi)有對(duì)外發(fā)送數(shù)據(jù)。出現(xiàn)該種故障時(shí),可以通過(guò)更換主控CPU來(lái)完成維修工作。

故障二:CAN收發(fā)器存在故障,無(wú)法對(duì)外輸出信號(hào)。出現(xiàn)該種故障時(shí),可以更換CAN收發(fā)器。

2.3 檢修驗(yàn)證

在完成電路檢修之后,借助專(zhuān)用的CAN分析儀,讀取變速箱的數(shù)據(jù),觀察信息發(fā)送以及工作狀態(tài)是否正常。如果控制模塊能夠發(fā)送數(shù)據(jù),那么CAN分析儀即可接收到相應(yīng)的信息,當(dāng)CAN分析儀能夠讀取如表2所示ID數(shù)據(jù)時(shí),則證明CAN信號(hào)輸出故障檢修完成。

3 總結(jié)

福特DPS6雙離合變速箱CAN通信故障的檢修過(guò)程并不復(fù)雜,其故障原因包括CPU故障以及CAN收發(fā)器故障兩種。不僅僅針對(duì)福特DPS6雙離合變速箱,其他汽車(chē)控制模塊的維修都會(huì)涉及到CAN通信,汽車(chē)維修人員必須深入掌握汽車(chē)CAN總線技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、故障特點(diǎn)及診斷排除方法,保證快速、準(zhǔn)確地排除裝配有CAN總線的汽車(chē)故障。