故障诊断方法有哪三种 CAN故障诊断方法介绍

目前国内商用汽车普遍采用j1939通信协议构架can通信网络。can总线发生故障时,如何高效地查找故障原因,一直是困扰维修工一大难题。
本文以欧曼gtl超能版重卡为例,就can线开路和短路故障给出了排查方案,相信会对广大维修工有所帮助。欧曼gtl超能版重卡can网络拓扑结构如下图所示。
欧曼gtl重卡can网络拓扑图 欧曼gtl超能版重卡共铺设三条can总线。p-can称为动力can,主要用于发动机控制单元ecm、中央控制单元cbcu、abs控制器等模块间的通信。
i-can称为仪表can,主要用于cbcu、仪表间、左右门控单元、行驶记录仪等模块间的通信。gtl超能版与普通gtl不同之处在于,ecm与nox传感器模块间单独设有一条can通信线,专门用于两者间通信。
一、休眠法诊断开路故障
当can总线发生开路故障时,断电异侧通信将不能完成。只要can线有开路,不论是干线开路,还是支线开路,只要逐一断开每个节点检测can-h、can-l电压和电阻,总会发现异常。
正常情况下检测can-h、can-l电压与电阻应符合以下规范:2.5v<vh<3.5v;1.5v<vl<2.5v;vh+vl=5v;50ω<rhl<70ω。毕竟逐一拆下每个模块总线连接操作起来相对复杂,那么是否有更简捷的检测方法来判定故障区域呢?答案是肯定的,下面分别介绍用于can线开路的休眠法诊断。
开路故障发生往往致使局部通信不能完成,而不像多数的短路故障一样、使整个一条网络瘫痪。当认定线路有开路故障发生时,维修工借助特定操作,仅仅对诊断接口can线进行检测即可判定那一段线路出现了问题,其要点是逐一单独唤醒一个节点(模块)、保持其它模块处于休眠状态。为什么要使其它模块休眠呢?
模块均处于唤醒状态时,p-can诊断接口检测示意图 我们以p-can为例说明这个问题。如果所有节点均处于唤醒状态,当支线(图中红线部分)和部分干线(图中绿线部分)有开路时,我们在诊断接口检测到的电阻和电压均是正常的,无法对故障区域进行准确判断。
如果我们采用休眠法诊断,情况就会大不一样。不同部位故障、得到不同检测结果。反过来说我们根据不同的检测结果就可以判断导线开路的部位。
例如当ecm的84号针脚与终端电阻间(p-canh的绿线部分)开路时,如果使cbcu和abs控制器休眠(断开cbcu供电保险f5、f10及abs保险f30。如果选装了防盗、gprs,也要为其断电使之休眠)。钥匙开关置于on档,只保持ecm唤醒。电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canl电压,即1.5v<vh=vl<2.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为60ω。
当ecm的62号针脚与终端电阻间(p-canl的绿线部分)开路时,如果使cbcu和abs控制器休眠,只保持ecm唤醒,电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canh电压,即2.5v<vh=vl<3.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为60ω。
当p-canh的蓝线部分开路时,如果使cbcu和abs控制器休眠,只保持ecm唤醒,电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canl电压,即1.5v<vh=vl<2.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为120ω。 当p-canl的蓝线部分开路时,如果使cbcu和abs控制器休眠,只保持ecm唤醒,电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canh电压,即2.5v<vh=vl<3.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为120ω。
当p-canh的橙色部分开路时,如果我们使cbcu和abs控制器休眠,只保持ecm唤醒,电压检测会发现:vh=0;1.5v<vl<2.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为∞。 当p-canl的橙色部分开路时,如果我们使cbcu和abs控制器休眠,只保持ecm唤醒,电压检测会发现vl=0;2.5v<vh<3.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为∞。
当p-canh的cbcu支线部分开路时,保持钥匙开关关闭,打开车门、唤醒cbcu。电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canl电压,即1.5v<vh=vl<2.5v。关闭车门(同时确认危险报警开关关闭、小灯关闭)、使cbcu休眠,检测r6、14应为60ω。
当p-canl的cbcu支线部分开路时,保持钥匙开关关闭,打开车门、唤醒cbcu。电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canh电压,即2.5v<vh=vl<3.5v。关闭车门(同时确认危险报警开关关闭、小灯关闭)、使cbcu休眠,检测r6、14应为60ω。
当p-canh的abs支线部分开路时,使cbcu和ecm控制器休眠(断开cbcu供电保险f5、f10及ecm的ig保险f29)。打开钥匙开关、唤醒abs控制单元,电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canl电压,即1.5v<vh=vl<2.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为60ω。
当p-canl的abs支线部分开路时,使cbcu和ecm控制器休眠(断开cbcu供电保险f5、f10及ecm的ig保险f29)。打开钥匙开关、唤醒abs控制单元,电压检测会发现canh和canl电压相等、且为canh电压,即2.5v<vh=vl<3.5v。关闭钥匙开关,检测r6、14应为60ω。
【故障案例】
一台由北京福田戴姆勒汽车有限公司2014年11月生产的bj4259型gtl超能版牵引车(vin:lrds6peb0er019568),行驶63450km,发动机无法起动、且诊断仪无法连接。检测在诊断接口can线电压和电阻未发现异常:打开钥匙开关,can-h电压2.7v、can-l电压2.3v;关闭钥匙开关,can-h与can-l间电阻59.9ω。
拆下f5、f10、f30保险,使cbcu和abs控制单元休眠,打开钥匙开关,重新对诊断接口can线进行测量,得到如下结果:can-h电压2.7v、can-l电压2.7v。
关闭钥匙开关,测量can-h与can-l间电阻为59.9ω。依据此测量结果,能够确认ecm/oem插接器62#针脚至ecm端终端电阻间导线开路。
拆下ecm/oem插接器和ecm端终端电阻,测量can-l与62#针脚电阻为无穷大、确认了此段can-l已经开路。 故障排除:对开路导线维修后,通信故障排除。
二、分割法诊断短路故障
can常见的短路故障包括canh对地短路、canl对地短路、canh和canl间短路三类。其中canl搭铁can线仍然是可以通信的。canh对地短路、canh和canl间短路将使整条can线瘫痪。
下面介绍用于can线短路的分割法诊断。
短路故障,通过在诊断接口测量电阻可以确认。关闭钥匙开关,并确认cbcu未被唤醒(未打开车门、小灯、危险报警灯,也可拆开电瓶线)。如果检测canh或canl对地电阻接近0,即可认定can线对地短路。如果检测canh和canl间电阻接近0,即可认定canh和canl间短路。
一单确认短路故障,即可利用分割法,确认短路最小线段或损坏的模块。分割法核心就是逐一断开线路中间的插接器,通过检测电阻值的变化来帮助确认故障点。
毕竟节点内部短路故障较少发生,比较恰当的做法是,首先将车身线束插接器b22和车架线束插接器f13断开,然后重新测量电阻(线间短路,测量rhl,canh搭铁测量rh地,canh搭铁测量rh地),如果电阻值变为120ω,说明短路发生在车架线束(驾驶室外);如果电阻值仍为0ω,说明短路发生在车身线束(驾驶室内)。
如果确认短路发生在车架线束时,应逐一断下ecm插接器和ecm终端,重新测量canh(或canl)对地电阻或canh和canl间电阻。
如果拔下ecm插接器及ecm终端后,电阻变为∞,说明线路正常、终端电阻或ecm损坏;否则说明车架线束中can线存在故障、应对其进行检修或更换。
如果确认短路发生在车身线束时,应将abs线束k3插接器和车身线束b109插接器断开,重新测量诊断接口canh和canl间电阻或can线对地电阻,如果电阻变为正常,说明故障在abs线束或abs控制器;如果电阻仍接近0,说明故障与abs线束无关。
接着应断开cbcu的插接器c,重新测量电阻,如果电阻仍接近0,应对车身线束进行维修或更换线束。
【故障案例】
一台由北京福田戴姆勒汽车有限公司2015年3月生产的bj4259型gtl超能版牵引车(vin:lrds6pebxft003589),行驶41339km,运行中仪表显示异常:发动机转速表、机油压力表和水温表归零(注:这些信号来自p-can);中央的液晶显示屏灰屏(如下图所示)。这是p-can故障的典型特征。
关闭钥匙开关,测量诊断接口can-h对地电阻4.5ω,这说明can-h已经对地短路。 拆下车身线束与车架线束间x3y5对接插头,重新对诊断接口can-h对地电阻进行测量,结果为无穷大,这说明短路发生在驾驶室外的车架线束。断开ecm的oem插接器,检测oem插接器的82号针脚对地电阻为4.5ω,这就确认了短路发生在车架线束,而不是ecm本身问题。
故障排除:剖开线束检查发现can-h对地线短路了。对导线维修后,仪表故障排除。


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