汽车车载局域网络之总线传输系统故障实例

因为帕萨特B5轿车的4个车门控制模块和中央舒适系统控制模 块之间的信号是通过CAN数据总线传递的，CAN是控制器局域网 的简称，舒适系统CAN数据总线通过2根相互绞合的信号线同时传 递相同数据，一根为CAN-High(橙/绿色)，一根为CAN-Low(橙/黄 色)。舒适系统所有的控制模块都挂接在这2根线路上进行数据交 换和信号传递，另外，位于组合仪表中的数据总线诊断接口也和 数据总线随时保持通信，检测总线的工作状态。如果各个车门控 制模块与舒适系统中央控制模块CAN无法正常通信，就会导致左 前车门模块获取的中控开关信号无法正常传递到其他3个车门控制 模块，并且所有的车门控制模块只能接收直接输入到该模块的电 动玻璃升降器开关信号。因此，排除该车故障的关键就是查找各 个车门控制模块和中央控制模块CAN无法通信的原因。
3．故障诊断与排除 该车设有CAN数据总线系统，发动机电控单元锁死的 故障码属于发动机防盗系统的故障码，但是大众车系的发 动机防盗系统钥匙认证失败或出现故障时车辆是可以启动 的，只是启动后3 s内自动熄火。此车没有任何能启动的迹 象，应与防盗系统无关。而仪表电控单元失去通信的故障 码属于总线系统故障码，然后用诊断仪进入仪表电控单元， 还发现仪表电控单元与ABS、气囊、发动机电控单元都失 去了通信，仪表电控单元像是从整个总线系统中被去掉了。 因此将故障定性为CAN数据总线系统的故障。
图8-45 正常RKE开锁时系统信息传递
检查发现，用车门钥匙在左前门门锁开关可锁住 (或打开)左前门。这说明左DDM其电源及搭铁线路、 左前车门锁电机、左前车门锁机械系统、左前车门门 锁电机线路等故障基本可排除，而PDM与DDM通信系 统故障还不能排除。
检查车窗控制系统，发现使用驾驶员侧车门主控制台上的左 前、左后车窗控制开关不能控制左侧前后车窗的升降；控制台上 的右前、右后两个车窗控制开关也均不能控制其相应车窗的升降。 前一现象的原因可能为：左前、左后车窗控制开关故障；左前、 左后车窗控制开关线路故障；DDM与BCM通信系统故障等(这时 DDM需通过PCI总线接收BCM点火开关位置信息才能工作)；后一 现象的原因可能为：右前、右后车窗控制开关故障；右前、右后 车窗控制开关线路故障；DDM与PDM通信系统故障等。PDM、 DDM及其电源及搭铁线路故障基本可排除，4个开关及其线路同时 故障的可能性也较小。以上两种现象都可能与通信系统故障有关。 正常使用驾驶员侧车门控制台上的车窗主控开关开窗时，系统信 息传递如图8-46所示。
拔电脑插头本着先易后难的原则，首先拔开ABS电脑插 头，测量CAN-High线对地电阻恢复正常。再测量CAN总线 的波形，CAN-High信号波形正常。最后测量损坏的ABS控 制单元的11针脚对地电阻为0 Ω，测量正常电脑的19针脚电 阻为2.6 kΩ。
4．故障排除 更换ABS电脑后，清除所有电脑中的故障码， 启动发动机，上述故障即可排除。
特别提示：如果CAN-High线路存在搭铁、与蓄电 池正极短路、断路三种故障之一，舒适总线将启用单 线模式，系统依然能正常工作，但本小节的故障是由 接触不良造成的，尚未达到启用单线模式的条件，因 此总线系统不能正常工作。
四、 2001款大切诺基故障 1．故障车型 2001款大切诺基(V8)。 2．故障现象 ABS警告灯亮，车门遥控器不能锁住左前门。
3．故障诊断与排除 经过以上现场的操作检查，初步认定该车的舒适系统存 在一定的故障。接下来，用VAS5052车辆诊断仪对舒适系统 进行检查，连接好仪器并打开点火开关，进入舒适系统中央 控制模块(46)进行查询，仪器屏幕显示查询到如下7个故障： (1) 与左前门窗模块没有通信。 (2) 与右前门窗模块没有通信。 (3) 与左后门窗模块没有通信。 (4) 与右后门窗模块没有通信。 (5) 与CAN数据总线诊断接口J533没有通信。 (6) 舒适系统数据总线单线运行模式。 (7) 控制模块编码不正确。
为了进一步查找CAN无法通信的根源，首先拆卸舒适 系统中央控制模块(位于驾驶员侧座位地板下)进行检查。在 拆卸该模块时，发现该车是已经修复的事故车，地板下舒适 系统和左A柱的有关舒适系统的线束曾严重损坏并已修复。 对线束进行具体检查，重点对双绞的CAN总线进行整理。 经过检查，发现线路连接上没有任何问题。为了排除中央控 制模块中存在问题的可能，又更换了新的控制模块。连接好 新的中央控制模块后，打开点火开关，操作中控锁开关和电 动玻璃升降器开关，发现中控锁和电动玻璃升降器功能恢复 正常，但是左后门玻璃在升降时断断续续地工作。
为了查看舒适系统的编码值，重新进入舒适系统 单元模块，查看该模块的版本信息，发现编码为00017， 确实不正确。接下来使用VAS5052对舒适系统进行正确 的00259编码，并清除所有故障记录，此时控制单元的 不正确编码和CAN数据总线单线运行模式的故障记录 已经清除，但是其他故障仍然无法清除，说明这些无 法清除的故障可能就是造成该车电动玻璃升降器和中 控锁无法工作的主要原因。
三、 帕萨特B5 1.8T舒适总线故障 1．故障车型 上海大众帕萨特B5 1.8T轿车 2．故障现象 中控锁和电动玻璃升降器不能正常工作。接修该车后，
对该车进行初步检查，发现点火开关无论开闭，都只有左前 门的中控锁和左前门的电动玻璃升降器可以正常工作，其他 车窗的电动玻璃升降器都不工作；但是如果按动其他门窗上 控制该车窗的开关，各个门窗开关均能正常工作。车门关闭 后，将车钥匙插入左前门的锁孔内，进行开锁和闭锁操作， 也只有左前门的门锁能开闭；如果将钥匙在开锁或闭锁位置 保持，则只有左前门的电动玻璃升降器可以上下工作。
图8-46 正常使用驾驶员侧车门控制台上的车窗主控开 关开窗时系统信息传递
再验证用户所提出的ABS警告灯亮问题。车辆能正 常运行，路试进行制动，制动踏板脉动感不明显，这说 明ABS警告灯亮的指示与车辆实际状况一致，ABS系统 确实有故障。ABS警告灯亮的原因有很多，如传感器故 障、电磁阀故障、ABS电脑故障、ABS电脑及各部件电 路故障、ABS电脑通信系统故障等。由此看到ABS系统 故障也可能与通信系统故障有关。
随后将右后门内衬板的门窗单元线束做进一步检查， 发现右后门窗控制模块组合插头后的CAN-High线路(橙/绿 色)有一处已经接近断路，断点接触不良，将断点重新连接 并且包扎好，再连接事先断掉的CAN总线。无论从车外通 过车钥匙操作中控锁和电动玻璃升降器使其工作，还是通 过车内中控开关操作，以前的故障一直没有再出现。再用 VAS5052查询故障，也没有任何故障记录，至此故障彻底 排除。
4．分析说明 该车的发动机防盗电控单元集成于组合仪表内，组 合仪表与发动机电控单元失去通信则意味着发动机电控 单元与发动机防盗电控单元无法联络。发动机不能启动 和发动机电控单元出现上述故障码也就得到了合理的解 释，只是故障症状与发动机防盗系统因钥匙非法或故障 而锁止发动机略有区别。再要说明的是该车的自诊断K 线是与车载网络系统控制单元(网关)相连的，组合仪表 只是动力CAN的一个节点。
断掉左后车门控制模块的2根数据总线，经过反复操作 试验，故障仍然存在。当断掉右后车门模块的数据总线时， 其他3个门锁突然有锁门动作，此时操作电动玻璃升降器和 中控锁开关，除了右后车门不动外，其他车门工作一切正常。 查询故障，也只有右后车门有无法通信的故障记录，反复操 作中控开关，其他车门均工作正常。然后又把右后CAN总线 连接，反复操作中控锁和电动玻璃升降器。多次试验之后， 以前的故障重新出现，由此确定是右后车门CAN总线上的某 点有问题。
考虑到用电阻测量法需要拔下至少2个电控单元的插 头，再进行线间测量，此方法过于麻烦，于是改用示波器 检测总线上的信号波形。将示波器的探针接在仪表板后面 的网线接口处检测，如果信号正常，则说明仪表电控单元 内部的CAN控制器或收发器有故障，需要更换仪表电控单 元；如果信号不正常，则说明传输线自身有故障，需检修 传输线。测试后发现两根线上只有一根有脉冲信号，而另 一根的信号波形始终为零，说明此传输线断路，经检查发 现在仪表板后面的线束插头内部的一根传输线断了，接好 传输线，故障即可排除。
二、波罗(POLO)轿车不能启动故障 1．故障车型 2003款大众1.6 L波罗(POLO)轿车。 2．故障现象 行驶里程为500 km，因事故修复后出现不能启动的
故障(无启动迹象)。用诊断仪读取发动机电控单元的故障 码为：发动机电控单元锁死、与仪表电控单元失去通信。 同时仪表板显示不正常，仪表板上的蓄电池报警灯和 EPC(电子油门)报警灯闪烁。
为了确定中央控制模块、各个车门控制模块与数 据总线的连接情况，通过VAS5052进入46-08-012，观 察数据组测量值，4组数据用“1”中央控制模块CAN数据总线的连接状态。此 时4组数据均为“0”，说明各个车门控制模块与总线通 信确实有故障，但还是无法确定具体的故障点。
4．说明分析 由于右后门的车门控制模块到中央控制模块的 CAN-High线路接触不良，当右后门电动玻璃升降器或 闭锁电机工作振动时，接触不良的断点会使通信中断 或产生不规律的信号脉冲，干扰CAN总线的正常通信， 中央控制模块的信息无法可靠地传递给其他模块，并 记录这些故障，最终停止通信，从而出现该车故障。
汽车单片机与车载网络技术
课题三 汽车车载局域网络17 总线传输系统故障实例1
一、高尔夫动力总线单线故障 1．故障车型 高尔夫1.6轿车。 2．故障现象 发动机不能启动，组合仪表盘上的机油警告灯、
ABS、ASR(加速防滑)、安全气囊等警告灯均闪烁。
3．故障检测与分析 用故障诊断仪VAS 505l检测发动机电脑01，发现故障码 为：发动机控制单元无法通信、气囊系统无法通信、ABS系 统无法通信、数据总线故障、发动机控制单元锁死。检测仪 表电脑17和网关电脑19，查询出类似发动机的故障码。因为 各系统的故障码中都包含数据总线故障，用VAS 5051示波器 测量CAN数据传输总线的波形，看到CAN-High信号是接近 0 V的一条直线，CAN-Low信号正常，即处于单线运行状态。 拆下仪表盘，拔开绿色插头，测量线束端的19针脚(CANHigh高位信号)与地之间的电阻为0 Ω，测量20针脚(CAN-Low 低位信号)与地之间的电阻为2.6 kΩ。
CAN-High线对地电阻为0Ω，原因有两个：① 某一个电 脑内部的收发器对地短路； ② CAN-High线对地短路。动力总线以总线型连接到各电脑， 可以依次拔开各电脑插头，测量CAN-High线对地电阻是否 恢复正常到2.6 kΩ，就可以判断是哪一个电脑的收发器存在 故障。如果拔开所有电脑的插头，测量CAN-High线对地电 阻仍是0 Ω，则说明CAN-High线本身对地短路。
此时再使用VAS5052进行故障查询，发现已经只有 2个故障记录，是“与左后、右后车门控制模块无法通 信”。进入08-012查看各个模块与CAN总线的连接状况 数据组为4个“1”，说明总线连接正常。为什么还有2个 模块无法通信，数据组却都显示正常呢？在此过程中， 中控锁和电动玻璃升降器又无法工作，恢复了进站时的 故障状态，检查故障内容又是“无法和各个门控模块进 行通信”，查询第12数据组时，又全部显示为“0”，看 来上述故障又出现了。由此证明中央控制模块没有故障， 只是在拆装中央控制模块时故障可以消失。
在上述故障的检查过程中，虽然没有找到具体的故障所 在，但至少可以得出这样的结论：① 所有的中央控制模块和 各个门窗控制模块没有问题。② 故障还是在舒适系统总线的 某个地方，而后门的可能性比较大。各个车门的CAN总线从 各个车门引出后都在中央控制模块插头后面的线束内相交， 最后再引入到中央控制模块。为了确定具体是哪一个车门 CAN通信线路有问题，结合上述得出的结论，只要分别断掉 各个车门CAN数据总线的连接，即可确定哪个车门模块到中 央控制模块的数据总线存在问题。由此可以缩小故障的范围， 直至找到故障为止。加之该车底盘下的线束在此前修过，某 个车门的数据线断掉极有可能。