張洲，郭陽(yáng)陽(yáng)

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430074）

1 引言

汽車CAN-BUS系統(tǒng)是汽車行業(yè)發(fā)展至今在車內(nèi)控電技術(shù)的發(fā)展取得的產(chǎn)物，它的應(yīng)用與廣泛地投入與實(shí)踐中，使得汽車電控系統(tǒng)發(fā)生了翻天覆地的改變，提高了汽電體統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。汽車CAN-BUS系統(tǒng)的組成與制造需要多種復(fù)雜且高質(zhì)量的機(jī)器設(shè)備與軟件系統(tǒng)，但是在目前研究的過程中示波器的是否投入使用與代替是亟待解決的難題。示波器是汽車CAN-BUS系統(tǒng)在總線路上傳遞信號(hào)檢測(cè)儀器的首選器件，但由于其性價(jià)比低和基本操作理論支持不完善，導(dǎo)致部分企業(yè)對(duì)示波器購(gòu)買存在著一定經(jīng)濟(jì)投入的壓力和專業(yè)技術(shù)人員相對(duì)匱乏，因此對(duì)示波器的使用還存在著很多主觀與客觀的干擾問題，這也是汽車CAN-BUS系統(tǒng)在檢測(cè)故障這一分析研究中需要及時(shí)思考與探究的方向。除此之外，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，像波形分析技術(shù)等高科技高難度的檢測(cè)故障的應(yīng)用也會(huì)逐漸走進(jìn)汽車CAN-BUS系統(tǒng)故障的檢測(cè)領(lǐng)域，諸多的問題還需進(jìn)一步的研究與探索，本文將淺顯的討論汽車CAN-BUS系統(tǒng)故障檢測(cè)遇到的眾多難題及其解決方案。

2 汽車CAN-BUS引起的故障類型分析

2.1 信息傳輸故障

汽車CAN-BUS系統(tǒng)的傳輸核心軟件與信息集中區(qū)域是含有IC通信芯片的載體，它能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定在某一個(gè)電壓范圍內(nèi)正常工作。如果由于機(jī)器故障或工作人員工作的疏忽造成電壓脫離這一穩(wěn)定值，會(huì)對(duì)有汽車CAN-BUS系統(tǒng)中電控模塊的運(yùn)轉(zhuǎn)工作造成嚴(yán)重影響，甚至停止。進(jìn)而影響整個(gè)多路信息傳輸系統(tǒng)無法進(jìn)行信息提供與正常工作。因此在實(shí)際工作對(duì)汽車CAN-BUS系統(tǒng)故障排查的過程中也應(yīng)注意到這些問題。

2.2 節(jié)點(diǎn)故障

汽車CAN-BUS系統(tǒng)的多路信息傳輸中電控模塊的最基本單位是節(jié)點(diǎn)，若節(jié)點(diǎn)部分發(fā)現(xiàn)故障則可歸納于電控模塊的故障。其引起故障的類型包括軟件與硬件兩個(gè)方面的問題，軟件故障只要是指汽車CAN-BUS系統(tǒng)的電控模塊部分控制程序錯(cuò)亂導(dǎo)致與傳輸協(xié)議發(fā)生沖突，此故障一般呈批量式出現(xiàn)，并且一經(jīng)察覺后無法通過修復(fù)解決，需要及時(shí)進(jìn)行更換。硬件故障則是由汽車CAN-BUS系統(tǒng)的設(shè)備組成器件、芯片與實(shí)際集成電路等造成多路信息傳輸系統(tǒng)無法正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的故障，此故障需要專業(yè)技術(shù)人員依靠嚴(yán)格的排查和高度專業(yè)的技術(shù)支持加以解決，以在元器件上修復(fù)為主，采取更換措施為輔的原則，使汽車CAN-BUS系統(tǒng)能夠更快跟高效的投入到日常工作。

2.3 鏈路故障

汽車CAN-BUS系統(tǒng)鏈路故障主要是指電路線路出現(xiàn)斷路短路、外部原因引起的線路通信信號(hào)弱，甚至逐漸衰減與失真等等原因引起的系統(tǒng)電路單元或電控系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作或停止工作的問題。而診斷汽車CAN-BUS系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因是否為鏈路故障需要采用具體的軟件檢測(cè)設(shè)備，比如示波儀或汽車專用光纖維診斷儀等等相關(guān)專業(yè)機(jī)器，通過對(duì)通信數(shù)據(jù)信號(hào)的提取并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，來判定汽車CAN-BUS系統(tǒng)出現(xiàn)的具體故障。

3 汽車CAN-BUS的故障診斷方法

在檢查如節(jié)點(diǎn)故障、鏈路故障等內(nèi)部原因引起的問題時(shí)，必須首要查看的是所有與各種數(shù)據(jù)線連接的控制部門的功能是否出現(xiàn)故障。功能故障雖然不會(huì)對(duì)線路總系統(tǒng)起直接影響的作用，但是它作用于某一具體且容易忽視的系統(tǒng)，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)線路總系統(tǒng)。比如說，傳感器的信號(hào)丟失或者機(jī)器損壞，其導(dǎo)致的直接表現(xiàn)結(jié)果是由傳感器發(fā)出的信息不能有效地傳輸，但是對(duì)指汽車CAN-BUS系統(tǒng)整個(gè)線路的數(shù)據(jù)的傳遞也會(huì)起到間接的影響。因此，若出現(xiàn)功能故障，應(yīng)當(dāng)及時(shí)地排查問題所在位置，再加以解決，徹底地消除所有關(guān)聯(lián)的控制單元的故障編碼。在解決所有相關(guān)功能故障后，如果汽車CAN-BUS系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)仍然不正常，則需要再?gòu)目傮w出發(fā)，檢測(cè)總系統(tǒng)線路的故障。以下將根據(jù)不同控制單元的雙線式系統(tǒng)的具體檢測(cè)措施加以論述。

3.1 兩個(gè)控制單元的雙線式系統(tǒng)檢查

根據(jù)兩個(gè)控制單元組成的雙線式數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在檢測(cè)時(shí)需要嚴(yán)格把控每一步操作。重中之重的首要步驟是檢測(cè)前確保關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，并斷開兩個(gè)控制單元。排查出數(shù)據(jù)總線是否為同一級(jí)錯(cuò)誤相連的短路或者是某一處電路的斷路。若經(jīng)過仔細(xì)地檢查過后，沒有發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的故障，則需要拆除更為方便的某一個(gè)控制單元再進(jìn)行如上的重復(fù)檢查。以此類推，若總數(shù)據(jù)線系統(tǒng)仍然不能進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則需要在前一實(shí)踐的基礎(chǔ)上選擇更為合適的控制單元再加以實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。

3.2 三個(gè)及以上單元的雙線式系統(tǒng)檢測(cè)

在檢測(cè)的過程中，需要以控制單元的故障點(diǎn)為基本依據(jù)，率先讀出并加以記錄。當(dāng)注意到某一個(gè)控制單元與其他控制單元之間沒有通信信號(hào)的傳輸時(shí)，需要進(jìn)行的操作是斷開該控制單元與總線相連的電路，再檢查數(shù)據(jù)總線有沒有斷路情況。若沒有發(fā)現(xiàn)總線電路的異常情況，則進(jìn)行更換下一個(gè)控制單元的操作。在大量的試錯(cuò)與修復(fù)后，如果所有檢測(cè)后的控制單元仍不能發(fā)送與接收傳輸?shù)男盘?hào)，需要對(duì)開始的點(diǎn)火開關(guān)再一次進(jìn)行關(guān)閉，切斷所有與數(shù)據(jù)總線相連接的控制單元，對(duì)操作過程中是否出現(xiàn)短路故障在再進(jìn)行逐一排查與確定。

在進(jìn)行如上所述的步驟后，在數(shù)據(jù)線路的所有控制單元上仍然排查不出是那種故障引起的問題時(shí)，就需要檢查某一具體控制單元是否本身出現(xiàn)的損害或者問題。這一過程需要操作的步驟是，首先斷開通過汽車CAN-BUS系統(tǒng)進(jìn)行傳輸與接收信息的控制單元，關(guān)閉所有的點(diǎn)火開關(guān)后，連接上其中一個(gè)控制單元，在連接上固定的檢測(cè)裝置 VAG1551或者VAG1552，打開點(diǎn)火開關(guān)，在連接的檢測(cè)機(jī)器上進(jìn)行清除所有控制單元上故障碼的操作。再用關(guān)閉功能來結(jié)束輸出，關(guān)閉一次大火開關(guān)后在進(jìn)行重新啟動(dòng)，在打開點(diǎn)火開關(guān)的十秒左右后，在剛才連接的VAG1551或者VAG1552上讀出連接控制單元故障存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)顯示的內(nèi)容。若出現(xiàn)“硬件損壞”，表明是該控制單元出現(xiàn)故障，若出現(xiàn)未顯示此項(xiàng)內(nèi)容，則證明故障跟該控制單元沒有任何關(guān)系，并連接下一個(gè)控制單元再進(jìn)行如上的重復(fù)檢查。綜上所陳述的所有步驟，對(duì)每一個(gè)控制單元仔細(xì)嚴(yán)格地逐一篩選排查，找出最終的故障所在，并及時(shí)加以更換，保證汽車CAN-BUS系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 從汽車CAN-BUS總線系統(tǒng)波形變化分析故障

汽車CAN-BUS總線系統(tǒng)波形變化分析也是系統(tǒng)故障分析的重要方法。通過對(duì)動(dòng)力總線的標(biāo)準(zhǔn)波形和 CAN舒適和信息總線波形分析，可完成總線路數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾妷?、電流及速率進(jìn)行的檢測(cè)，使得汽車CAN-BUS總線記錄舒適線路故障，再用DOS系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)與分析，以確定汽車CAN-BUS系統(tǒng)總線發(fā)生故障的位置與故障引發(fā)的各種原因。這種方式具有準(zhǔn)確快速的特點(diǎn)，但由于投入成本與專業(yè)素質(zhì)要求較高的原因，還為完全應(yīng)用到所有汽車CAN-BUS系統(tǒng)的故障檢測(cè)中去。但是隨著信息與科技的迅猛發(fā)展，對(duì)這一方面的研究仍然在進(jìn)行，如已經(jīng)出現(xiàn)的CAN-LOW與Can-HIGH短路故障診斷波形圖、CAN-HIGH對(duì)正極短路波形、CAN-HIGH對(duì)地短路波形、CAN-LOW對(duì)地短路波形等各種在具體故障分析起到作用的波形圖，會(huì)隨著在今后功能的完善與專業(yè)使用的逐漸普及后，慢慢地投入到CAN-BUS系統(tǒng)的故障檢測(cè)中去。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，車內(nèi)裝有CAN-BUS系統(tǒng)出現(xiàn)信息系統(tǒng)傳輸?shù)墓收蠒r(shí)，首選應(yīng)當(dāng)從汽車電源系統(tǒng)故障引起的多路信息系統(tǒng)傳輸故障這一角度入手，經(jīng)過仔細(xì)縝密地排查節(jié)點(diǎn)上的故障、鏈路中的故障以及在信息傳輸過程中的故障，確保是否因?yàn)榇嗽蚨鴮?dǎo)致的汽車CAN-BUS系統(tǒng)不能穩(wěn)定正常的工作。對(duì)于汽車CAN-BUS系統(tǒng)的維護(hù)與后期修復(fù)，應(yīng)當(dāng)要從多路信息傳輸系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)與電源回路進(jìn)行具體嚴(yán)密地分析與診斷，篩選出具體的問題并在技術(shù)不斷改進(jìn)與發(fā)展的過程中，積極且有目的地研究解決措施。此外，各種波形圖的不斷推廣與知識(shí)普及，對(duì)汽車CAN-BUS系統(tǒng)故障檢測(cè)事業(yè)也會(huì)起到最大程度的促進(jìn)作用。鑒于上述各個(gè)分論點(diǎn)的仔細(xì)地分析與論述，希望相關(guān)工作人員在不斷地探索與研究的過程中得到一定的啟發(fā)與使用，使汽車CAN-BUS系統(tǒng)的不斷更新與升級(jí)中達(dá)到最大程度的優(yōu)化。