摘要：通過參與企業(yè)技術服務，發(fā)現(xiàn)當前服務站在汽車通信網(wǎng)絡故障方面存在檢測及診斷困難等問題，很多問題所需將故障反饋企業(yè)后臺并需要得到專業(yè)通信工程師的指導。為了能夠更好地順應汽車企業(yè)，對汽車的通信網(wǎng)絡構架進行了闡述，并對其故障并進行了分析和排除。

關鍵詞：通信網(wǎng)絡；故障；診斷；排除

中圖分類號：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)絡通信故障診斷困難情況

汽車企業(yè)技術服務的內(nèi)容包含新車型的產(chǎn)品介紹和汽車技術等級的培訓。通過培訓能夠讓各個服務站快速地理解產(chǎn)品的特點，能夠更高效地實現(xiàn)產(chǎn)品的技術服務。

新產(chǎn)品培訓需要對新車型的通信網(wǎng)絡進行一次詳細的理論學習以及整體網(wǎng)絡的實操。汽車通信網(wǎng)絡的故障診斷在整個汽車故障診斷中是相對困難的，當前各服務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，維修技師就只能反饋各企業(yè)后臺，在工程師指導下進行故障排除。

實際上，CAN網(wǎng)絡通信故障并不難解決，首先需要了解該車型CAN網(wǎng)絡的組成，明白它是單個網(wǎng)絡，還是多個網(wǎng)絡，它們之間的連接都跟網(wǎng)關相通，網(wǎng)關在整個系統(tǒng)中起橋梁的作用，它是解決故障的一個突破口。通過網(wǎng)關可以判斷是單個網(wǎng)絡通信故障還是多個網(wǎng)絡通信故障。將網(wǎng)關看成故障范圍的一個節(jié)點，這將使故障的診斷與排除變得相對簡單。只要了解到哪個網(wǎng)絡通信出現(xiàn)故障，就去查相對應的網(wǎng)絡系統(tǒng)，那么一般的故障都能夠得到解決［1］。

有些車型使用單個網(wǎng)絡通信，那么其排查故障就會相對變得簡單；有些車型使用的是多個網(wǎng)絡通信，那么排查故障就會相對難一些，因為牽涉多個網(wǎng)絡通信，它們使用相同的數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)缺失就會導致多個網(wǎng)絡通信通報故障。如果通報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簡單。若是通信故障代碼不一樣，則需把復雜的問題簡單化，把多個網(wǎng)絡通信系統(tǒng)拆分開來，看成單個的網(wǎng)絡逐一診斷。

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

模塊之間的通信會有兩個終端，每個終端的電阻值為120 Ω，這兩個終端電阻是并聯(lián)的關系，所以使用萬用表測量的電阻值為60 Ω左右（圖1）。兩終端之間的通信是通過雙絞線來傳輸?shù)?，雙絞線是兩個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)絡通信中高低通信線的特點。了解這些特點，就能幫助測量這些相關的CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，從而容易判斷出是哪個系統(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，儀表不亮，且需要搭電才能起動，起動后一切正常，在服務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，起動后一切正常”，初步判斷是小電池的電用完，各模塊之間無法達到工作電壓，從而導致無法正常起動。而搭電后車子能夠正常，表明當DCDC模塊工作后能給整車提供12 V低壓，滿足各個模塊的工作，于是判斷小電池損壞。但是更換電池后故障依舊存在，由此判斷并不是小電池損壞的原因，而應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)，無法進入休眠。這類故障可以通過網(wǎng)絡拓撲圖（圖3）進行分析。

網(wǎng)絡不休眠導致車輛虧電，其故障檢測及排除過程（表1）如下：

a.關閉點火開關，對車輛進行上鎖，使用兩個萬用表測量CAN高與CAN低分別對地的電壓，測得CAN高為27 V，CAN低為23 V；等待3 min，所測得CAN高還是27 V，CAN低還是23 V，判斷車輛沒有進入休眠；繼續(xù)等待10 min，所測電壓還是沒變。正常五菱宏光mini車型30 s后進入休眠，網(wǎng)絡電壓為0 V。然而通過測量時長10 min后CAN網(wǎng)絡高低電壓沒有變化，即可判斷為網(wǎng)絡不休眠，處于通信狀態(tài)。

b.對車輛進行暗電流測量，連接好萬用表后，對車輛進行上鎖，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，找到相對應的工作保險，在拔出SDM、EBCM、OBC、MCU、VSP、EPS等模塊保險時電流數(shù)值沒有發(fā)生變化，但是當拔掉BMS模塊工作保險時萬用表電流數(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)絡通信關閉

故障現(xiàn)象：2017年寶駿730，發(fā)動機正常起動，儀表多個故障指示燈點亮，日間行車燈閃爍，讀取故障碼時在發(fā)動機模塊、ABS模塊、安全氣囊模塊，均讀到同一個歷史故障U007300CAN總線關閉（bus off）。

故障分析：根據(jù)“發(fā)動機可以起動，多個模塊讀取到歷史故障碼U007300CAN總線關閉（bus off）”，判斷為網(wǎng)絡故障。引起CAN總線關閉的可能因素有CAN高、CAN低通信線存在互相短路、對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)絡原理圖（圖4）進行分析。

CAN總線關閉的故障檢測及排除過程（表2）如下：

a.多次斷開負極后再接好負極，同時使用診斷儀讀取故障碼，有時候讀到CAN總線關閉為當前故障，有時候讀到為歷史故障。

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

c.接好蓄電池負極，使用萬用表測量CAN高對地電壓為265 V，CAN低對地電壓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，再更換相關模塊相關線束，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CAN高線與總線節(jié)點處接觸不良導致的故障）。

故障排除方法：更換儀表線束。

4 結(jié)語

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

參考文獻：

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

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

作者簡介：

曾慶超，男，1986年生，實驗師，研究方向為實訓室管理、汽車發(fā)動機檢修、汽車電器檢修。