汽车CAN总线常见的8种故障与排除方法(上)

CAN总线出问题时往往伴随着多种故障,如仪表板显示异常,车辆无法启动,启动后无法熄灭等等。我们我们主要介绍常见的8种CAN总线故障类型及具体的排查方法。以下为正文。

最为常见的故障症状是仪表板的显示异常,如下图所示。

在检修过程中,首先应查看具体的故障症状,根据故障症状和网络结构图来初步分析有可能是哪些原因造成的,然后使用相关的诊断仪器进行诊断,根据诊断结果制订相关检修方案,做到心中有数,目标明确。
接着查找具体的故障部位和原因,同时结合相应的检测方法和测量结果找到故障点,从而彻底排除故障。
由于CAN网络采用多种协议,每个控制模块的端口在正常的情况下都有标准电压,因此电压测量法可用于判断线路是否有对地或电源短路、相线间短路等问题。
为了确定CAN H 或CAN L 导线是否损坏或信号是否正常,可以测量其对地电压(平均电压)。测量点通常在OBD诊断接口处,如下图所示。

诊断接口的6号针脚连接CAN H 导线,14号针脚连接CAN L 导线。如果诊断接口上连接有两组CAN总线,那么动力CAN总线使用6号和14号针脚,舒适总线使用3号和11号针脚。诊断接口的针脚含义如下图所示。

正常情况下,当CAN总线唤醒后,CAN H 对地电压约为2.656V,CAN L 对地电压约为2.319V,而且两者相加为4.975V  ▼

正常的CAN H 电压

正常的CAN L 电压
CAN故障通常的原因有CAN线短路、对电源短路、对地短路、相互接反。

1. CAN H 与CAN L 短路

当CAN H 与CAN L 短路时,CAN网络会关闭,无法再进行通信。会有相应的网络故障码。CAN H 与CAN L 短路的总线波形如下图所示。

当两者相互短路之后,CAN电压电位置于隐性电压值(约2.5V)。实际测量两条CAN导线的电压,会发现始终在2.5V左右,基本不变化,如下所示。

故障排除方法:通过插拔CAN总线上的控制模块(节点),可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。
逐个断开节点,若电压恢复正常,则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还没有变化,则说明线路短路。

2. CAN H 对电源(正极)短路

当出现CAN H 对电源(正极)短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。
以对12V电源短路为例,此时CAN H 电压电位被置于12V,CAN L 线的隐性电压被置于大约12V。CAN H 对电源短路的总线波形如下图所示。

实际测量电压,若CAN H 电压为12V,CAN L 电压被置于约为11V,则说明出现此类故障。CAN H 对电源短路的CAN H 电压如下图所示。

CAN H 对电源短路的CAN L 电压如下图所示。

故障原因:如果不是CAN H 导线对外部电源短路引起的,那么这种故障就有可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。

3. CAN H 对地短路

当出现CAN H 对地短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。
CAN H 的电压位于0V,CAN L 电压也位于0V,可是在CAN L 导线上还能够看到一小部分的电压变化。CAN H 对地短路的总线波形如下图所示。

实际测量电压,若CAN H 和CAN L 电压均约为0V,且无断路问题,则说明出现此类故障。CAN H 对地短路的CAN H 电压如下图所示。

CAN H 对地短路的CAN L 电压如下图所示。

故障原因:如果不是CAN H 导线对外部地线短路引起的,那么这种故障就可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。

4. CAN L 对地短路

当出现CAN L 对地短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。
但是对于某些车系,如海马车系,其CAN L 对地短路的容错特性较好,车辆基本能够正常使用,即在客户体验层面上没有明显的异常现象,但从诊断方面来讲,会影响网络传输速度。
此时CAN L 电压约为0V。CAN H 线的隐性电压被降至0V,但显性电压基本不变,因此波形被拉长,依然可以传输数据,由此可说明CAN L 对地短路的容错特性较好原因。CAN L 对地短路的总线波形如下图所示。

实际测量CAN导线电压,若CAN L 电压为0V,CAN H 为1V左右,则说明出现此类故障。CAN L 对地短路的CAN L 电压如下图所示。

CAN L 对地短路的CAN H 电压如下图所示。

故障原因:如果不是CAN-L导线对外部地线短路引起的,那么这种故障是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。
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