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CANH或CANL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,如图2-7所示。
诊断接口的6号针脚连接CANH导线,14号针脚连接CANL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图2-8所示。
正常情况下,当CAN总线唤醒后,CANH对地电压约为2.656V(图2-9),CANL对地电压约为2.319V(图2-10),而且两者相加为4.975V。
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。
(一)CANH与CANL短路当CANH与CANL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。CANH与CANL短路的总线波形如图2-11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,如图2-12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。
(二)CANH对电源(正极)短路当出现CANH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CANH电压电位被置于12V,CANL线的隐性电压被置于大约12V。CANH对电源短路的总线波形如图2-13所示。
实际测量电压,若CANH电压为12V,CANL电压被置于约为11V,则说明出现此类故障。CANH对电源短路的CANH电压如图2-14所示。
CANH对电源短路的CANL电压如图2-15所示。
故障原因:如果不是CANH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。
(三)CANH对地短路当出现CANH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CANH的电压位于0V,CANL电压也位于0V,可是在CANL导线上还能够看到一小部分的电压变化。CANH对地短路的总线波形如图2-16所示。
实际测量电压,若CANH和CANL电压均约为0V,且无断路问题,则说明出现此类故障。CANH对地短路的CANH电压如图2-17所示。
CANH对地短路的CANL电压如图2-18所示。
故障原因:如果不是CANH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。
(四)CANL对地短路当出现CANL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CANL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CANL电压约为0V。CANH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CANL对地短路的容错特性较好原因。
CANL对地短路的总线波形如图2-19所示。
实际测量CAN导线电压,若CANL电压为0V,CANH为1V左右,则说明出现此类故障。CANL对地短路的CANL电压如图2-20所示。
CANL对地短路的CANH电压如图2-21所示。
故障原因:如果不是CANL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。
(五)CANL对电源(正极)短路当出现CANL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。
由于CANL对电源短路,因此CANH电压也被置于12V。CANL对电源短路的总线波形如图2-22所示。
实际测量CAN导线的电压,若CANL和CANH导线电压都约为12V,则说明出现此类故障。CANL对电源短路的CANL电压如图2-23所示。
CANL对电源短路的CANH电压如图2-24所示。
故障原因:如果不是CANL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。
(六)CANH断路当某个控制模块CANH导线断路时,会导致该控制模块无法实现通信,但其他控制模块的通信还是有的。在其他的控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CANH导线出现断路。那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。CANH断路的总线波形如图2-25所示。
如果出现故障的控制模块带有终端电阻,可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CANH与CANL之间的电阻,若变为120Ω,则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻,那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。
替换有故障码内容涉及的控制模块,可以快速判断故障是否由该控制模块本身造成的。
此外,要结合网络图来查找断点,因为在整个网络中会设置相应的总线集线器,断点部位不同,受影响的部件也不同,同时也会决定诊断仪能够进行诊断的控制模块。CAN网络与集线器分布如图2-26所示。
(七)CANL断路当某个控制模块CANL导线断路时,会导致该控制模块无法实现通信,但其他控制模块的通信还是有的。在其他控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CANL导线出现断路,那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。
如果出现故障的控制模块带有终端电阻,可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CANH与CANL之间的电阻,若变为120Ω,则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻,那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。CANL断路的总线波形如图2-27所示。
替换有故障码内容涉及的控制模块,可以快速判断故障是否是由该控制模块本身造成的。此外,要结合网络图来查找断点,从而准确找到原因,排除故障。
(八)CANL与CANH导线互相接反当出现CANL与CANH导线互相接反这种故障时,一般情况下,接错的那个控制模块将无法通信,其他控制模块的通信则正常。CANL与CANH导线互相接反的示意图如图2-28所示。
在怀疑有问题的控制模块的CAN导线针脚处测量其电压,验证电压是否正常。
结合CAN网络图核对线路连接情况进行检查,判断是否存在这种故障。若存在,则对CAN网络进行修复。替换有故障码内容涉及的控制模块,判断故障是否是由该控制模块造成的。
