浅析汽车起动机不运转之CAN-BUS 故障的诊断

2021-01-29修玲玲

辽宁省交通高等专科学校学报 2020年6期

修玲玲

（辽宁省交通高等专科学校，辽宁沈阳 110122）

汽车在使用过程中，发动机无法起动是常见的故障之一。发动机无法起动可以归为两大类，一类是起动机不运转，另一类是起动机运转、但发动机无法起动。若是起动机不运转，则属于起动系统存在故障，有可能是起动机本身的故障、起动机电源故障、或者起动机控制部分故障。若起动机运转而发动机无法起动，则有可能是点火系统故障、燃油供给系统故障等等。文章以起动机不运转为例，介绍CAN-BUS 故障的诊断流程。

1 CAN-BUS 简介

CAN （Controller Area Network），控制单元局域网，用于汽车上控制单元的信息传递，一方面减少了车上的布线，另一方面保证了信息传输的可靠性，现在的大部分汽车都有CAN-BUS，按照通信协议、传输速率和所用控制单元的不同，有驱动 CAN-BUS、舒适 CAN-BUS 和信息娱乐 CAN-BUS。［1］CAN-BUS 一旦出现故障，会导致CAN-BUS 上的控制单元无法进行信息传递，在起动系统中，CAN-BUS 出现故障，起动机的控制线路会无法工作，无法使起动机运转。维修人员需要根据具体的故障现象，结合系统工作原理以及实车电路图，分析可能原因，并借助合适的维修工具锁定故障、排除故障。作为汽车维修专业的学生和汽车维修企业的维修技师，应该理解CAN-BUS 的通讯原理，并掌握正确的故障诊断与维修流程，以快速有效的排除故障。下面以一迈腾B8 轿车起动机不运转的案例介绍驱动CAN-BUS 故障的诊断与排除流程。

2 故障诊断与排除准备工作

维修人员要注意着装安全和规范操作，对车辆进行保护，安装好座椅套、方向盘套、翼子板保护垫等，将挡块等安装好保证维修安全。准备好所用的工具故障诊断仪、示波器和万用表并提前校准好，维修环境要清洁、卫生。在将车辆大灯打开3 分钟后，去除蓄电池浮电的情况下，用数字万用表测量蓄电池的端电压，经测量，蓄电池电压12.1V，属于正常状态。

3 故障诊断与排除流程

3.1 确认故障现象

这一步骤非常重要，要在打开点火开关和起动发动机过程中，观察和感受与起动相关的信息，以利于后续的故障诊断。起动车辆，发现车辆无法起动，起动机不转，车辆的方向盘可以转动，车辆的仪表显示点亮，但仪表中的发动机控制模块EPC 灯不亮。起动车辆时仪表指示灯如图1 所示。

图1 故障车辆起动时仪表指示灯

3.2 分析可能原因

首先连接故障诊断仪，读取故障码，在实测过程中，连接好故障诊断仪后，会出现三种情况。一种情况是诊断仪能够正常和发动机控制模块通讯，但系统没有故障记忆，这种情况需要根据故障现象，按照无故障码的诊断方法进行诊断；第二种情况是诊断仪可以和发动机控制模块通讯，并且可以读取到故障码，此时根据故障码提示进行维修；第三种情况是诊断仪不能与发动机控制模块进行通讯，此时有可能是诊断仪、诊断连接线、无线或蓝牙通讯、 OBD-Ⅱ诊断接口、CAN-BUS 中的一个或者是多个系统出现故障。［2］本案例中，连接故障诊断仪后，没有发现故障记忆，按照无故障码来处理。

利用故障诊断仪的输出控制功能检查起动机本身情况，发现起动机可以正常工作，说明起动机本身正常，故障原因在起动机电源或起动机控制上。分析故障可能原因时，要理解车辆的起动控制策略，由于迈腾B8 起动机是受控于两个起动继电器，而起动机继电器又受控于发动机控制单元J623，因此要想起动机能正常工作，除了起动机本身及其电源线路正常外，还要保证起动机的控制线路 15 信号线、舒适 CAN-BUS、驱动CAN-BUS 等工作正常，保证发动机控制单元J623 能正常控制两个继电器的工作，从而向起动机发出正常的控制信号。然后根据故障现象和电路原理图，进行具体的分析，迈腾B8 与起动系统相关的电路原理图如图2 所示。

由于车辆的方向盘可以转动，方向盘解锁，证明防盗系统解除。车辆的仪表指示灯可以点亮，证明组合仪表控制单元J285 正常、车载电网控制单元J519 的15 信号有电，同时，车载电网控制单元J519 与组合仪表控制单元J285 之间通讯正常，即证明车辆的舒适CAN-BUS 正常。而由于EPC 灯不亮，说明发动机控制单元J623到组合仪表控制单元J285 之间的通讯异常，J623与 J285 之间的通讯是J623 将信号通过驱动CAN-BUS 给网关（J533），然后 J533 通过舒适CAN-BUS 传递给 J285，根据上述分析，舒适CAN-BUS 正常，故障诊断仪可以正常连接并读取数据，证明J533 没有故障，那么此车的故障原因可能是驱动CAN-BUS 故障、或J623 故障、或者J623 无供电。

图2 迈腾B8 部分电路原理图

3.3 缩小故障范围

由于J623 本身是否存在故障比较难判断，所以一般先检查J623 的供电以及驱动CANBUS，如果这两项检查结果都没有问题，即证明J623 本身有问题。首先根据电路图，确定J623的供电端子和驱动CAN-H 和CAN-L 的端子，然后进行检测。先检查J623 的供电端子T91/50和T91/68，发现供电正常。然后用万用表检查驱动CAN-BUS 的电压，发现驱动CAN-H 线的端子T91/79 的电压和驱动CAN-L 线的端子T91/80的电压相同，都是接近2.5V （隐性电平），而正常情况下，这两个电压值应该是一个大于2.5V但接近2.5V，一个小于2.5V 但接近2.5V。

3.4 确认故障原因

由于万用表只能检测CAN-BUS 的主体电压，不能反映电压的细节变化，为了确认驱动CAN-BUS 是否真的存在故障，利用示波器进行检查，示波器需要开启双通道，正确连接、设置参数后，观察驱动CAN-BUS 的波形，并与标准波形进行对比，如图3 所示。

图3 驱动CAN-BUS 标准波形与案例波形

正常情况下，驱动CAN-H 和 CAN-L 线的波形都是方波，隐性电压都是2.5V，CAN-H 线的显性电压为3.5V 左右，CAN-L 线的隐性电压为 1.5V 左右，而所测波形 CAN-H 和 CAN-L 线重合在一起，接近隐性电压2.5V，说明CAN-H线和CAN-L 线存在互相短路的现象。在车辆断电的情况下将J623 的插头拔下，检查驱动CAN的端子，发现CAN-H 端子和CAN-L 端子之间存在短路连接。

3.5 故障排除

对故障进行修复，修复后将J623 安装回去。起动车辆，发现车辆起动，同时在启动时EPC 灯点亮数秒后熄灭，故障现象消失，故障排除。

以上以驱动CAN-BUS 导致汽车起动机不转的案例介绍了汽车故障诊断与排除的流程。在实际当中，CAN-BUS 的故障还有很多种，包括CAN-H 线或 CAN-L 线断路、 CAN-H 线或CAN-L 线对车载电源短路、 CAN-H 或CAN-L线对搭铁短路等［3］。要判断具体故障原因，必须掌握正确的诊断流程、 CAN-BUS 的正常波形以及典型故障波形，这样才能更加快速锁定故障、排除故障。