汽车多路信息传输系统故障检测诊断分析

2010-09-15彭桂枝

铜陵职业技术学院学报 2010年2期

关键词：数据总线系统故障代码

彭桂枝

（江阴职业技术学院，江苏江阴 214433）

汽车多路信息传输系统故障检测诊断分析

彭桂枝

（江阴职业技术学院，江苏江阴 214433）

随着电子技术在汽车上的广泛应用，现代汽车电脑间的数据交换大多采用多路信息传输系统，也就是通过CAN（Controller Area Network）控制单元区域网络来交换数据。装有CAN-BUS多路信息传输系统的车辆出现故障，维修人员应首先检测汽车多路信息传输系统是否正常。因为如果多路信息传输系统有故障，则整个汽车多路信息传输系统中的有些信息将无法传输。文章主要介绍数据传递形式、数据总线系统故障时如何检查、引起汽车多路信息传输系统故障的原因以及故障诊断步骤。

多路信息；传输；系统故障；检测诊断

CAN是控制单元区域网络（Controller Area Network）的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。CAN-BUS数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输大量乘客，CAN-BUS数据总线包含大量的数据信息。

目前主要的汽车网络互连规范有：德国BOSCH——欧洲规范CAN；美国汽车工程师协会（SAE）——美国规范J1850。

一、数据传递形式

目前在车辆上应用的数据传递形式有两种：

一种是无CAN数据总线（图1），它的每项信息都是通过独立的数据线进行交换。这种形式的缺点是线的数量和控制单元插脚较多。如无CAN数据总线车门控制单元要完成其全部控制功能需要45根线和9个插头。

图1 无CAN数据总线

另一种是有CAN数据总线（图2、图3所示）。各控制单元间的所有信息都通过两根数据线进行交换，从而大大减少线的数量和控制单元的插脚。如利用CAN总线车门控制单元要完成其全部控制功能只需最多17根线和2个插头即可。

二、数据总线系统故障时如何检查

图2 有CAN数据总线

图3 CAN数据传输总线连接方式

在检查数据总线系统前，必须保证所有与数据总线相连的控制单元无功能故障。功能故障指不会直接影响数据总线系统，但会影响某一系统的功能流程的故障。例如：传感器损坏，其结果就是传感器信号不能通过数据总线传递。这种功能故障对数据总线系统有间接影响。会影响需要该传感器信号的控制单元的通讯。如存在功能故障，先排除该故障。记下该故障并消除所有控制单元的故障代码。排除所有功能故障后，如果控制单元间数据传递仍不正常，检查数据总线系统。

检查数据总线系统故障时，须区分两种可能的情况。

（一）两个控制单元组成的双线式数据总线系统的检测

检测时，关闭点火开关，断开两个控制单元。检查数据总线是否断路、短路或对正极/地短路。如果数据总线无故障，更换较易拆下（或较便宜）的一个控制单元试一下。如果数据总线系统仍不能正常工作，更换另一个控制单元。

（二）三个或更多控制单元组成的双线式数据总线系统的检测

检测时，先读出控制单元内的故障代码。如果控制单元1与控制单元2和控制单元3之间无通讯，关闭点火开关，断开与总线相连的控制单元，检查数据总线是否断路。如果总线无故障，更换控制单元1。如果所有控制单元均不能发送和接收信号（故障存储器存储“硬件故障”），则关闭点火开关，断开与数据总线相连的控制单元，检测数据总线是否短路，是否对正极/地短路。

如果数据总线上查不出引起硬件损坏的原因，检查是否某一控制单元引起该故障。断开所有通过CAN数据总线传递数据的控制单元，关闭点火开关，接上其中一个控制单元。连接VAG 1551或VAG 1552，打开点火开关，清除刚接上的控制单元的故障代码，用功能06来结束输出。关闭并再打开点火开关，打开点火开关10s后用故障阅读仪读出刚接上的控制单元故障存储器内的内容。如显示“硬件损坏”，则更换刚接上的控制单元；如未显示“硬件损坏”，接上下一个控制单元，重复上述过程。

三、引起汽车多路信息传输系统故障的原因

对于汽车多路信息传输系统故障的维修，应根据多路信息传输系统的具体结构和控制回路具体分析。一般说来，引起汽车多路信息传输系统故障的原因有三种：

（一）汽车电源系统引起的故障

汽车多路信息传输系统的核心部分是含有通讯IC芯片的电控模块 ECM。电控模块 ECM的正常工作电压在10.5-15.0V的范围内，如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压要求高的电控模块ECM出现短暂的停止工作，从而使整个汽车多路信息传输系统出现短暂的无法通讯。

这种现象就如同用微机故障诊断仪在未起动发动机时就已经设定好要检测的传感器界面，当发动机起动时，往往微机故障诊断仪又回到初始界面。

一辆上海别克轿车在行驶过程中，时常出现转速表、里程表、燃油表和水温表指示为零的现象。

用TECH2扫描工具（微机故障诊断仪）读取故障代码，发现各个电控模块均没有当前故障代码，而在历史故障代码中出现多个故障代码。其中：在SDM（安全气囊控制模块）中出现的故障代码为 U1040—失去与 ABS控制模块的对话、U1000—二级功能失效、U1064—失去多重对话、U1016—失去与PCM的对话。在IPC（仪表控制模块）中出现的故障代码为U1016—失去与PCM的对话。在BCM（车身控制模块）中出现的故障代码为U1000—二级功能失效。

经过故障代码的读取可以知道，该车的多路信息传输系统存在故障。因为OBD-Ⅱ规定U字头的故障代码为汽车多路信息传输系统的故障代码。

通过查阅电路图可以知道：上面的电控模块共用一根电源线，并且通过前围板。由于故障代码为间歇性的，一次断定可能是这根电源线发生间歇性断路故障。

图4 上海别克轿车的电源系统的电路图

经检查发现：此根电源先由于磨损导致接触不良，经过处理后故障排除。

（二）汽车多路信息传输系统的节点故障

节点是汽车多路信息传输系统中的电控模块，因此节点故障就是电控模块ECM的故障。它包括：软件故障和硬件故障。软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使汽车多路信息传输系统通讯出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无法维修；硬件故障一般由于通讯芯片或集成电路故障，造成汽车多路信息传输系统无法正常工作。

对于采用低版本信息传输协议和点到点信息传输协议的汽车多路信息传输系统，如果有节点故障，将出现整个汽车多路信息传输系统无法工作。

一辆上海帕萨特B5轿车在使用中出现机油压力报警灯与安全气囊故障指示灯报警，同时发动机转速表不能运行故障。

用V.A.G.1552故障阅读仪读取发动机控制系统的故障代码，发现有两个偶发性故障代码：18044/P165035—安全气囊控制单元无信号输出；18048/P165035—仪表数据输出错误。用V.A.G.1552故障阅读仪读取仪表系统的故障代码为：01314049—发动机控制单元无通讯；1321049—到安全气囊控制单元无通讯。

通过读取故障代码可以初步判断故障在于汽车多路信息传输系统。通过对汽车电气线路进行分析，电源系统引起故障的概率很小，故障很可能是节点或链路故障。用替换法尝试安全气囊控制单元，故障得以排除。

（三）汽车多路信息传输系统的链路故障

当汽车多路信息传输系统的链路（或通讯线路）出现故障时，如：通讯线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通讯信号衰减或失真，都会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误动作。

判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪来观察通讯数据信号是否与标准通讯数据信号相符。

一辆奥迪100轿车的电控自动空调系统在开关接通的情况下，鼓风机能工作，但是空调系统却不制冷。

通过观察，发现空调压缩机的电磁离合器不吸合，但发动机工作正常。检查电磁离合器线路的电阻值，电阻值符合规定值，检查空调控制单元的输出端没有输出信号。此时用V.A.G. 1552故障阅读仪读取发动机控制系统和空调控制系统的故障代码，均无故障代码。用V.A.G.1552故障阅读仪读取空调控制单元的数据流，发动机的转速数据为零。

由于发动机工作正常，因此发动机控制单元接收的发动机转速信号应该正常。检查发动机控制单元和空调控制单元之间的通讯线路，发现两者之间的专速通讯线的接脚变形造成链路断路，修复接插件后故障排除。