帕萨特轿车车载网络系统原理及故障检修

    CAN是英文Controller Area Network的缩写，意为控制器局域网，是一种多路复用总线，也就是每个节点机构都可成为主机，且各个节点之间也可进行通信。具有较强的纠错能力，支持差分收发，适合高干扰环境，由于其实时性、灵活性和开放性特别突出，故在帕萨特系列轿车上也采用了CAN总线技术。
    一、汽车车载网络CAN数据总线系统的组成特点
    由于CAN总线在诸多汽车总线中有着十分重要的地位，它己成为汽车总线的代名词，己成为汽车是否数字化的一个重要标志。
    （一）CAN总线系统的基本组成
    汽车车载网络CAN总线系统的组成可由图1所示的简图来表示。它是由多个电子控制单元（图1中仅画出了2个电子控制单元）与两条数据传输线、数据传递终端等组成的。

    与无车载网络的车型相比，CAN总线系统中的电子控制单元，都增加了一个CAN控制器和一个CAN收发器（在网络系统中俗称为节点），用两条CAN数据总线连接到传输线上。
    （二）CAN总线系统的控制器
    汽车车载网络CAN控制器是在一块可编程芯片上通过逻辑电路的组合而制成的。该控制器具有与单片微处理器进行连接的接口，可以由微处理器对其进行编程，以便对它的工作方式进行设置，控制它的工作状态，进行数据的发送或接收。
    1.  CAN控制器的基本类型
    汽车车载网络CAN控制器通常有两种类型，并且都严格遵守CAN的规范和国际标准。它们的特点分别说明如下：
    （1）独立型车载网络CAN控制器
    这种类型的CAN控制器具有相对独立性，使用起来十分灵活，一般以单片集成电路的方式出现，它可以与多种类型的单片机、微处理器的各类标准总线进行接口组合，在车辆上安装时是作为一个电子单元电路设置于微处理器与总线传输线路之间的。
    （2）组合型车载网络CAN控制器
    这种CAN控制器是与微处理器组合在一起，形成一个具有CAN控制功能接口的微处理器控制组件，如图2所示。在该电路中，80C51是一块单片微处理器，SJA 1000为CAN控制器，PCA2C250则为数据发送器。CAN控制器通过相关引脚与单片微处理器进行连接，受微处理器80C51的控制进行数据的读（RD）或写（WR）。

    使用组合型CAN控制器，可以使电路得到简化和变得紧凑，效率也可得到相应的提高。
    2.  CAN控制器的作用
    汽车车载网络CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，然后对这些数据进行相应的处理后传送给CAN收发器。同样，当接收到CAN发送器送来的数据后，也对这些数据进行处理，然后提供给微处理器。
    3. CAN控制器实用电路
    目前，在车载网络总线中应用较多的CAN单片控制器多数由SJA 1000集成电路组成。
    由SJA 1000构成的CAN控制器典型应用电路如图3所示。

    SJA 1 000集成电路采用双列28脚直插式封装，其各引脚功能说明如表1所示。

    由CAN总线控制集成电路SJA1000组成的CAN控制器通信速率为250Kb／s，采用扩展帧格式（即29位标识符）每帧数据为8字节，包括标识符及帧信息传送字节数可达13字节。为了保证数据帧的实时性，传送的数据由微处理器系统定时（周期为10 ms）发送，控制器以中断方式接收。当CAN总线控制器SJA1000接收到有效信息时，产生高速输入中断，系统进入中断程序，对接收的信息进行分类处理，得到的信号提供给微处理器。发送数据的方法与接收数据的处理方法类似。

    （三）CAN总线系统的收发器
    汽车车载网络CAN收发器是一种将CAN数据发送器与数据接收器组合在一起的单片集成电路。
    1.  CAN收发器的类型
    汽车车载网络CAN收发器也分为独立型与组合型两大类。由于前者应用灵活，可以与多种CAN控制器进行连接使用，故应用十分广泛。后者通常与CAN控制器组合在一起，形成一个具有CAN收发功能的CAN控制器组件。
    2．汽车车载网络CAN收发器的作用
    汽车车载网络CAN收发器的作用是用于将CAN控制器提供的数据转换成电信号，然后通过数据总线发送出去。同时，它也接收总线数据，并将数据传送给CAN控制器。
    3．汽车车载网络CAN收发器的实用电路
    单片CAN收发器集成电路型号较多，较常见的型号有82C250与PCA2C250，这两种型号的集成电路可以互换。由82C250组成的CAN收发器的典型应用电路如图4所示。在该电路中，C8051FO40是一块混合信号处理系统超级单片微处理器，具有与8051兼容的高速CIP-51处理器，该芯片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件，具有64路I/O（输入／输出）接口、12路12位A/D（模拟／数字）转换器、CAN总线控制器等功能器件。

    82C250是一块高性能单片CAN收发器集成电路，具有降低射频干扰、热防护、抗汽车环境下的瞬间干扰等特性。采用8脚双列直插式封装方式，其各引脚功能如表2所列。

      （1）电路特点
    在图4所示电路中，为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，C8051F040通过高速光电耦合器TLP113后与82C250相连接，由此可以实现总线上各个CAN节点间的电气隔离。
    （2）电路元件作用
    在图4所示电路中，R4与R5电阻器连接在CAN总线与82C250的CANH（⑦脚）、CANL（⑥脚）间，对输入82C250的电流进行限流，以保护集成电路不受过电流的冲击而损坏；C17与C18两只小电容器连接在总线的CANH、CANL与地线（即搭铁）间，用于滤除总线上的高频干扰，并且还具有一定的防电磁辐射的能力；VD5、VD6两只二极管连接在总线的CANH，、CANL与地线（即搭铁）间，用于作为电源极性接反保护用。当总线上的电源极性接反时，这两只二极管就会导通，以保护后级的CAN收发器不会被损坏；R13电阻器连接在82C250的⑧脚与地线之间，用于对CAN总线的通信速度进行设定，当该电阻值为 20 M时，CAN总线的通信速度被设定为500 Kb/s。
      （3）数据发送过程
    当需要发送数据时，微处理器C8051F040⑦脚就会有相应的信号输出，控制光电祸合器IC3内的发光二极管发出相应的光线，IC3内的光敏反相器受光并将光信号转变为电信号以后从⑤脚输出，直接加到82C250的①脚，经处理后的数据通过82C250的⑥、⑦脚，送到CAN数据传输线上。
    （4）数据接收过程
    当CAN数据传输线上的数据经R5，凡加到 82C250的⑥、⑦脚内后，该信号经处理以后从④脚输出，控制光电祸合器IC4内的发光二极管发出相应的光线，IC4内的光敏反相器受光并将光信号转变为电信号以后从⑤脚输出，直接加到微处理器C8051F040⑥脚，经处理后的数据就会使微处理器有相应的控制指令输出。

    （四）CAN总线系统的数据传递终端
    汽车车载网络CAN数据传递终端实际上就是一个电阻器，其作用就是避免数据传输终了反射回来时，产生的反射波导致数据被破坏。数据传递终端一般有两个，根据其设置的位置可以分为分开式和组合式两大类。
    1．分开式数据传递终端
    这种方式的数据传递终端，是将两个数据传递终端分别设置在车辆两处的两个控制单元中，如图5所示。

    2．组合式数据传递终端
    这种方式的数据传递终端，是将原来分布在两个控制单元中的两只电阻器以并联的形式归并到一个控制单元内，如图6所示。

    （五）CAN总线系统的数据总线
    CAN数据总线是一种用来传输数据的双向数据线，分为CAN高位（CAN-high）和低位（CAN-low）数据线。数据通过数据总线发送给各个控制单元，各控制单元接收后进行计算。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，CAN总线通常采用两条导线缠绕在一起的方式构成，如图7 （a）所示。由于缠绕在一起的两条导线上的相位是相反的，当一根线上的电压为5V时，另一根线上的电压则为0V，如图7 （b）所示。这样，这两条线上的电压和就总等于一个常数。通过这种措施，可以保护CAN总线不会受到外界电磁波的干扰，同时也可以使CAN本身产生的辐射不会向外辐射，以使这两条线保持中性。

    二、汽车车载网络CAN总线系统传输数据的传输原理
    正常情况下，电子控制单元先向CAN控制器提供所需要的数据，CAN收发器接收由CAN控制器传送来的数据，经处理转换为电信号后发送到数据总线上。

    （一）CAN总线系统接收器的信号处理
    在CAN总线系统中，所有控制单元内部都设置CAN总线接收器，该接收器用于接收数据总线上的数据，并将该编码数据分解成可以使用的信号提供给控制单元中的微处理器。
    （二）CAN总线系统各个控制单元的信号处理
    各个控制单元都对其接收器送来的信号进行判断，一旦确定接收到的数据为所需要的数据后，控制单元就会对该数据做进一步的处理；如果判断接收到的数据不是所需要的数据时，则控制单元将不做任何处理而将其忽略掉。例如：发动机电控单元向某电控单元的CAN收发器发送数据，该电控单元的CAN收发器接收到由发动机电控单元传来的数据，转换信号并发给本电控单元的控制器。CAN数据传输系统中的其他电控单元收发器也均会接收到此数据，但都对该数据进行检查是否为需要的数据，如果不是就将其忽略掉。

    三、帕萨特B5系列轿车CAN总线系统结构与原理
    （一）CAN总线系统的基本结构
    上海大众帕萨特B5系列轿车采用的CAN总线系统连接方法如图8所示。该系统中的CAN总线将发动机电子控制单元、安全气囊电子控制单元、自动变速器电子控制单元、ABS电子控制单元连接成一体，形成了一个完整系统。每个控制单元由两条总线连接到总线传输线上。

    （二）CAN总线系统的基本原理
    上海大众帕萨特B5系列轿车采用的CAN总线系统连接方法和工作原理与前面介绍的CAN总线基本相同，整个系统在组合仪表控制单元的控制下进行工作，总线系统的两个数据传输终端也设置在组合仪表控制单元内。

    四、汽车车载网络总线系统常见故障的检修
    汽车车载网络系统的CAN系统设置了特殊的硬件与软件结构，要顺利查出该系统的故障，在熟练掌握其工作原理的基础上，还应对其故障的特点与类型有所了解，在此基础上，再掌握一定科学、合理的故障诊断与检测技术，任何CAN系统的故障都会迎刃而解的。
    （一）CAN总线系统故障状态的特点
    汽车车载网络系统的CAN双线式数据总线系统出现故障的状态较多，归纳起来通常有以下3个方面。
    1．出现误动作或输出了错误的信息状态
    这种故障状态出现时，CAN双线式数据总线系统能够正常参与总线通信工作，但出现误动作的单元在检测到错误时，输出错误启动的标志。
    2．错误认可状态
    错误认可状态一般是指容易出现错误的状态。处于错误认可状态的电子控制单元组件能够参与CAN总线上的通信，但为了不妨碍组件的通信，在接收信息时不能回传出现错误的告知信息。处于错误认可状态的电子控制单元组件，在检测到错误时，虽然会输出错误认可的标志，但如果其他处于错误启动工作状态的组件没有检测到错误时，则整个CAN系统仍然被判断为没有错误。
    不过，处于错误认可状态的电子控制单元组件，在输出相关信号以后，不会立即又开始发信。而是在下一次发信之前，将8位隐性电平插入到帧间间隔处，也就是挂起传送（暂．停发送）的位域。
    3．总线关闭状态
    总线关闭状态也就是总线不能进行通信的状态。在此状态时，CAN总线所有的传送与接收的动作均处于停止或称为禁止状态。
    汽车车载网络系统的CAN总线的三种状态是由发送错误计数器和接收错误计数器进行管理与故障判定的。
    （二）CAN总线系统故障的常见现象
    汽车车载网络系统出现故障时，一般都有一些较明显的特征。但故障现象多比较奇特，例如：故障现象类似于多种单个故障的叠加、多个电子控制单元的电压均不正常、数据总线局域网内的控制单元之间均不能通过总线进行互相通信，使车辆多种功能异常，有时甚至会导致故障阅读器也无法与该系统通信及进行故障诊断等。
    汽车车载网络系统出现故障时，常见的故障现象归纳起来主要有以下3个方面。
    1．整个系统瘫痪
    整个CAN总线控制系统均瘫痪，或系统中有多个电子控制单元工作异常或不能进入正常工作状态。
    2.同时出现不同的多个故障现象
    在不同的系统、不同的部位同时出现不同的多个故障现象，且这些故障现象之间往往没有任何直接的联系。
    3．无法与故障诊断仪器进行数据通信
    某个电子控制单元或多个电子控制单元连接上专用的故障诊断仪以后，却无法与故障诊断仪进行数据通信。
    （三）CAN总线系统故障的类型与特点
    汽车车载网络系统故障常见类型主要有车辆供电系统故障、车载网络传输系统链路故障及车载网络传输系统链路接点的故障。
    1．车辆供电系统故障
    汽车车载网络系统的控制核心部分是含有CAN接口通信集成电路芯片的电子控制模块组件。这类控制模块在电路上通常简称为ECM， ECM的工作电压一般在10.5～15.5 V之间。
    如果车辆电源系统提供给ECM的正常工作电压低于10.5 V，对于一些对电源电压较敏感或要求较高的电子控制模块组件ECM，就会出现工作不稳定或无法工作现象，进而就会使汽车车载网络系统通信不稳定或无法进行通信。由此必然会造出车辆无法工作或工作异常故障。
    2．车载网络传输系统链路故障
    车载网络传输系统链路方面的故障又称为通信线路方面的故障，常见故障为线路出现短路、断路或线路物理特性发生了变化导致通信信号阻断或失真、衰减等，均会引起车载网络传输系统中多个控制系统无法工作或电子控制系统出现错误的动作。
    在检修车载网络传输系统链路方面的故障时，采用示波器或汽车专用光纤维修仪来对通信数据信号进行观察比较直观，将检测到的数据信号波形与正常通信时的数据信号波形进行对比，一般就会很快判断出故障的原因。
    另外，对于车载网络传输系统链路方面故障导致的系统不稳定故障，检修时，可以采用故障诊断仪读取总线故障码的方法，来判断故障的原因。
    3．车载网络传输系统链路接点故障的类型
    这里所说的车载网络传输系统链路的接点，主要是指车载网络传输系统中的电子控制模块ECM，故车载网络传输系统链路接点的故障也就是电子控制模块ECM故障。这种故障通常包括软件方面故障与硬件方面故障两个方面。
    （1）软件方面故障
    软件故障通常是指总线系统传输协议或软件程序有缺陷或发生冲突，而导致了车载网络传输系统的通信发生了混乱或无法正常工作。这类故障通常只有找原车辆生产厂家进行软件更新处理。
    （2）硬件方面故障
硬件方面故障一般多为总线数据通信接口芯片或集成电路出现了问题，致使车载网络传输系统的通信无法正常进行。对于采用低版本信息传输协议，也就是点与点信息传输协议的车载网络传输系统，如果出现节点故障，就会使整个车辆的车载网络传输系统无法工作。
    4．车载网络传输系统链路接点故障的常见原因
    车载网络传输系统链路接点故障常见原因主要有以下两个方面。
    （1）电子控制单元本身内部出现短路现象
    当电子控制单元本身内部出现短路故障以后，就会使总线电压消失，故采用电压测量的方法往往无法进行。检修时，在确认网线无问题的情况下，可以采用逐一断开各个电子控制单元的方法来查找故障部位。
    （2）发送了错误指令
    这类故障通常是指在网络覆盖的控制单元内，某些控制单元由于受到外界信号的干扰，向执行器发出了错误的指令，进而导致了一些执行器无法按照预先设定的控制程序进行工作。

    五、汽车车载网络总线传输系统故障的检修
    对于车载网络传输系统故障的检修，要根据各种不同车辆所采用的车载网络传输系统的具体结构和控制线路的不一样进行具体分析，但可以参考以下的一般步骤对故障进行诊断。
    （一）网络总线传输系统的结构功能
    了解所修车辆网络传输系统的具体情况时，通常应考虑以下3个方面。
    1．了解功能
    了解功能也就是具体了解所修车辆采用的车载网络传输系统有哪些功能，例如有无休眠功能、唤醒功能等。
    2．了解特点
    了解特点也就是具体了解所修车辆采用的车载网络传输系统有哪些特点，例如：
    （1）传输介质
    传输介质主要是了解车载网络传输系统的传输介质是双绞线还是同轴电缆，是光纤还是无线电（蓝牙技术）等。
    （2）局域网形式
    局域网形式主要是了解车载网络传输系统的局域网形式是采用CAN局域网络还是LAN局域网络或其他网络等。
    （3）网络通信协议的类型
    网络通信协议的类型主要是了解车载网络传输系统网络通信协议的类型是采用CAN协议，还是采用VAN协议、ABUS协议、CCD协议、HBCC协议、DLCS协议、PALMENT协议等。
    3．了解结构
也就是了解所修车辆采用的车载网络传输系统的结构形式，为了便于维修，最好画出该车辆的网络结构基本信号连接方式方框图。
    （二）电源系统故障的排除
    1．供电的检查
    主要检查所修车辆供电系统中的蓄电池电压是否正常，检查与车载网络传输系统供电有关的熔断丝、连接线路、连接接头的连接情况，看是否有接触不良或断路处。
    2．搭铁的检查
    主要是检查发动机和车身的接地（也就是搭铁）情况，有无搭铁松动或其他不良现象存在。
    3．供电质量的检查
    主要是检查交流发电机输出的电压波形是否正常，看是否有干扰信号存在，因为不良的干扰信号会干扰总线的正常工作。无有，应先排除，待电源正常后再进行下一步的检修。
    （三）传输系统中连接线路故障的排除
    也就是排除车载网络传输系统中连接线路方面的问题，通常可以采用跨接线或替换的方法来查找线路方面的断路或短路、接触不良等故障。
    （四）传输系统中节点故障的排除
    主要是检查各个电子控制单元是否有短路或严重漏电现象存在，通常采用替换法进行检查比较可靠有效。
    （五）利用CAN系统故障自诊断功能查找故障的方法
    现在采用车载网络传输系统的车辆，都具有CAN系统的故障自诊断功能，例如：大众车辆的数据控制单元（网关）与自诊断K线相连，CAN总线和K线之间可以实现数据的交换。在进行故障诊断时，可以采用大众公司配套的VA.G1551或V A.S5051故障阅读器来读取与CAN总线有关的故障代码与相关的数据流等。采用自诊断功能检修车辆故障的方法与步骤简述如下。
    1．读取故障代码
    按照车辆维护说明书中的要求，将故障诊断仪与车辆故障诊断连接器连接好，与出现故障的有关电子控制单元进行通信，以便读取故障代码。
    2．有故障代码的检修
    如果读取到了故障代码，则按照故障代码所提示的内容去检查相应的部位。但如果同时读得CAN总线系统故障码与其他故障码，则应先对CAN总线系统进行故障诊断。对于具有控制单元CAN系统诊断支持监视器功能的诊断仪，可以充分利用该功能来帮助判断故障的具体部位。
    （六）传输系统控制单元的检查方法
    对电子控制单元进行检查时，应先对电子控制单元组件的供电与接地（即搭铁）情况进行检查，确认无误后，再采用测量电压或在路电阻值、开路电阻值的方法，进一步查找故障部位。
    （七）传输系统CAN总线线路的检查方法
    对CAN总线线路两根导线进行检查时，最好采用多通道示波器对CAN总线线路两根导线上的波形进行检测。如果发现异常或无波形时，再改用万用表来检查是否有短路或断路故障。
    （八）传输系统总线终端电阻值的检查方法
    测量CAN总线终端电阻值时，应先拔下控制单元线束连接器，然后再对控制单元CAN总线接口两端的数据传递终端电阻值进行检查。如测得的电阻值很大或为∞，均说明控制单元内部已经损坏。
    （九）传输系统总线接口的检查方法
    在拔下控制单元线束连接器的情况下，检查CAN总线接口的连接情况。确认无问题后，在该控制单元不接入网络系统的情况下，观察故障现象的变化情况，如故障消失，则就说明该控制单元本身损坏或其内部软件有故障，例如没有进行相应的编程、设定等。可以先对该控制单元重新进行设定，如故障依然存在，则只有更换新的控制单元后再重新设定试验。

    六、汽车车载网络系统常见部位故障的检测方法
    采用车载网络传输系统的车辆出现故障时，应先排除车载网络传输系统出现问题的可能性。因为如果车载网络传输系统出现问题时，就会使车载网络传输系统中的有些信息无法传输，进而就会使接收这些信息的电子控制模块ECM无法进入正常工作状态，给故障的诊断与检修带来了困难。

    （一）车载网络系统控制单元功能故障的检测
在确保车载网络系统中所有与数据总线相连的电子控制单元没有功能性故障的前提下，才能对车载网络系统故障进行检查。
    1．功能性故障的特征
    所谓功能性故障通常是指其不会直接影响数据总线系统的故障，但会影响某一系统功能流程的故障。例如：当某一传感器损坏以后，该传感器信号就不能通过数据总线传送给有关部位，这种情况虽然不会对数据总线产生直接影响。但这类功能性故障对数据总线系统会产生间接的影响，会影响需要该传感器信号的电子控制单元的通信。
    2．故障检修方法
    对于遇到功能性故障时，应先排除此类故障。记下该故障并消除所有电子控制单元的故障码。在排除所有的功能性故障以后，如果控制单元之间的数据传输仍然不正常，则应继续对数据总线系统进行检查。
    （二）CAN数据总线故障的检测
    CAN数据总线系统基本类型常见有两个电子控制单元组成的双线式数据总线系统与三个或多个电子控制单元组成的双线式数据总线系统。这两大类数据总线系统故障的检测方法有一些区别。
    如果在数据总线上没有查找出造成硬件损坏的原因，进一步就应重点检查是否为某一电子控制单元引起的CAN数据总线故障。
    1．测量接线方法
    对CAN总线故障进行检查时，通常采用示波器测量总线数据信号的波形比较直观可靠，最好采用两通道的示波器进行同步波形的测量，以便于直观地分析CAN总线系统波形信号有无异常现象。
    采用两通道示波器进行CAN总线系统同步波形测量时，例如采用VA.S.1552上的示波器功能，该示波器就具有两个通道，即D1与D2，就可以同时测量数据总线的CANE与CANL的波形，这样在同一显示界面上同时对比CANE与CANL的同步波形，就能很直观地分析CAN总线系统波形信号是否异常。具体连接方法如图9所示。

    具体连接时，通道Dl的红色测量端子（正极）与总线CANE进行连接，通道D2的红色测量端子与总线CANL进行连接，两者的黑色测量端子同时搭铁。
    2．两个电子控制单元组成的双线式数据总线系统故障的检测
    对两个电子控制单元组成的双线式数据总线系统进行检测时，先关闭点火开关，断开两个电子控制单元的连接，如图10所示，将示波器与总线的CANE和CANL端进行连接，观察总线的波形是否正常。

    在进行上述检测时，可以采用分别断开某一个电子控制单元的方法，以判断故障点是在电子控制单元还是在连接线路。如果检查数据总线正常，再采用替换的方法，先更换较容易拆卸或价格较便宜或疑点较大的某个电子控制单元试试。如果问题仍然不能得到解决，则再更换另一只电子控制单元。
    3．三个或多个电子控制单元组成的双线式数据总线系统故障的检测
    对三个或多个电子控制单元组成的双线式数据总线系统进行检测时，也是先关闭点火开关，读出控制单元内的故障码。如果电子控制单元1与电子控制单元2和电子控制单元3之间不能进行通信，则关闭点火开关，断开电子控制单元1与其他电子控制单元的连接线，如图11所示，将示波器与总线的CANE和CANL端进行连接，观察总线的波形是否正常。检查方法与上相同。

    如果在数据总线上找不出导致硬件损坏的原因，进一步就应检查是否为某一控制单元引起的故障。
    （七）汽车车载网络系统电子控制单元故障的检测方法
    引起车载网络系统电子控制单元工作异常或不能工作的原因较多，涉及的面也较广，对其的检测方法如下。
    （一）了解车载网络系统输入与输出信号的特点
    了解车载网络系统输入与输出信号的特点，对电子控制单元的故障诊断有很大的好处。如果发现网络系统中的某些输出信号异常或消失时，就可以直接对发送这些信号的电子控制单元进行检查。
    为了便于维修快速查找故障点，在维修具体的车型之前，最好先画出该车辆的CAN系统的输入、输出信号流程，这样就可以十分清楚各种信号的发送流程，在诊断故障时，就可以依据上述流程、通过查看相应的数据流来缩小故障的范围。
    例如：当车速表出现无车速显示故障时，如果了解了车速是由ABS （ABS/TCS ）或HU/CM或DSC HU/CM或PCM输送给仪表板进行显示的，则只要顺着信号的流程进行检测，一般就会很快地查找出故障部位。

    （二）供电系统的检查方法
    以大众公司车型为例，对汽车供电系统的检查方法如下。
    1．检测前的准备
    断开所有采用CAN数据总线进行数据传输的电子控制单元，关闭点火开关，连接上某一个电子控制单元，连接好故障诊断仪VA.G1551或V A.G 1552。
    2．清除故障码
    打开点火开关，清除连接上的控制单元的故障码，采用功能06来结束输出。
    3．判断电子控制单元的好坏
    关闭再打开点火开关，打开点火开关l Os后采用故障诊断仪读取连接上的电子控制单元故障存储器中的内容。如果显示“硬件损坏”，则说明与总线连接的这只电子控制单元己经损坏；如没有显示“硬件损坏”，再连接上下一个电子控制单元，采用同样的方法，判断该电子控制单元是否损坏，以此类推，直到检测完所有的电子控制单元。

    八、汽车车载网络系统连接线路故障的检测方法
    车载网络系统连接线路又称为通信线路，当该线路出现问题时，例如线路断路或短路、线路物理性质引起的通信信号衰减或失真等，均可能会导致多个电子控制单元工作异常或不能工作故障。
    （一）车载网络系统连接线路故障的常用检修仪器
    检修车载网络系统连接线路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪器来检测通信数据信号的波形，然后与其正常波形进行对比，以此来判断故障的部位。
    （二）车载网络系统连接线路较常出现的故障及其特点
    车载网络系统连接线路较常出现的故障主要有以下7个方面。
    1．数据总线的两根导线短路
    当车载网络系统连接线路中数据总线的两根导线短路以后，将会造成整个网络系统全部失效。
    2．数据总线的导线对地短路
    当车载网络系统连接线路中数据总线的两根导线中的某一根导线与地之间出现短路现象时，如果连接上故障诊断仪进行故障诊断，则将会出现无电子控制单元与之进行数据通信现象。
    3．数据总线的导线对电源短路
    当车载网络系统连接线路中数据总线的两根导线中的某一根导线与电源之间出现短路现象时，将会造成整个网络系统全部失效故障。
    4．数据总线的某一根导线开路
    当车载网络系统连接线路中数据总线的两根导线中的某一根导线出现开路现象时，如果连接上故障诊断仪进行故障诊断，则系统仍然可以进入数据链接诊断（DATA LINKDIAGNOSTIC）的菜单，并可以进行诊断测试。
    5．数据总线的二根导线均开路
    当车载网络系统连接线路中数据总线的两根导线均出现开路现象时，如果连接上故障诊断仪进行故障诊断，则系统将无法进入数据链接诊断（DATA LINK DIAGNOSTIC）状态，无法进行故障诊断与测试。
    不过，在网络的一个分支上的两根导线均开路时，只有断点后面的电子控制单元无法与故障诊断仪进行数据通信。
    6．需要说明问题
    从大量的维修实例来看，数据总线出现的二根导线均开路现象大都发生在靠近数据诊断连接器的连接处，应重点先对该处进行检查。
    7．数据总线的二根导线均与地线短路
    当车载网络系统连接线路中数据总线的两根导线均与地线之间出现短路现象时，将会造成整个网络系统全部失效。此时，各个电子控制单元均进入“故障工作”模式。车辆虽然可以启动或行驶，但电子控制单元只能使用和其直接连接的传感器信号。

    （三）车载网络系统连接线路常见故障的检修方法
    1．重点检查线束连接器端口与连接头处的情况
    当怀疑车载网络系统连接线路中数据总线的某两个控制单元之间的CAN总线有问题时，可以采用万用表对这两个电子控制单元之间的CAN总线进行检查，应重点检查线束连接器端口与连接头处的情况，观察有无松脱（接头侧与线束侧）、弯曲或损坏现象。
    2．诊断座处检查故障较方便
    对车载网络系统连接线路中数据总线的对地短路故障时，对于诊断接口也采用了CAN总线的车辆，则就在诊断座处检查故障较为方便。                                                                                                                                                                                                           
    3．利用终端电阻判断故障部位
    在对车载网络系统连接线路进行检查时，也可以利用两个数据传输终端电阻来对CAN总线线路故障大概部位的判定。具体方法如下：
    （1）找到CAN总线端脚
    在系统正常的情况下，断开电源，拔下整个CAN数据传输系统中除作为CAN数据传输系统终端的两块电子控制单元外的其他电子控制单元，在拔下电子控制单元后的线束上找到CAN总线端脚。
    （2）测量方法
    采用万用表的电阻挡，测量线束侧的两个CAN总线之间的电阻值，均应约为两个数据传输终端电阻并联后的电阻值，如为高速CAN数据传输系统，则该电阻值一般约为60Ω左右。如测得的电阻值相差较大，则就说明CAN线路，或作为CAN数据传输系统终端的两块控制单元本身有问题。
      （3）判断方法
    检查作为CAN数据传输系统终端的两块电阻控制单元的数据传输终端电阻，如无问题，则就可以判断为CAN总线连接线路方面的故障。

    九、汽车车载网络系统节点故障的检查方法
    车载网络系统节点就是车载网络系统中的电子控制单元，故节点故障就是控制单元的故障，主要包括硬件故障与软件故障两个部分。
    （一）车载网络系统节点硬件故障的检查方法
    1．节点故障的特点
    车载网络系统节点硬件故障一般多为通信芯片或集成电路有问题，致使车载网络系统不能正常工作。对于采用低版本信息传输协议或点到点信息传输协议的车载网络系统，当出现节点故障时，整个车载网络系统就无法进行工作。
    2．检查节点故障的常用方法
    在检修车载网络系统节点故障时，采用逐一脱开的方法来判断故障的大概部位，十分有效。所谓脱开检查，就是逐一把有怀疑的电子控制单元从总线上断开。当脱开某一电子控制单元后，总线系统恢复了正常，则问题就出在被脱开的电子控制单元上，进一步只要对该电子控制单元进行检查，故障一般就会很快被排除。
    3．数据传输终端电阻器的检查
    车载网络系统的CAN数据总线中每一个电子控制单元内部电路多数是由一个CAN数据接收与发送器、一个CAN信号处理器共同构成的，作为CAN数据传输终端的两个电子控制单元，它们的内部还各集成了一个数据传输终端电阻器，在采用高速数据传输系统中，该终端电阻器的电阻值通常为120Ω，故在采用脱开的方法查找车载网络系统节点硬件故障时，应先对这两只电阻器的电阻值进行检查，可以采用万用表电阻挡进行检查。
    4．必须注意的问题
    在采用脱开的方法来检查车载网络系统节点故障时，在脱开某一电子控制单元之前，要确认被脱开的电子控制单元内部没有集成终端电阻器，否则会造成误判。因为当某一终端电阻器被脱开后，即使总线系统原来是正常的，终端被脱开后，整个总线系统就无法正常工作。

    （二）车载网络系统节点软件故障的检查方法
    1．软件故障特点
    车载网络系统节点软件故障多为传输协议或软件程序有缺陷或冲突等，从而造成的车载网络系统通信出现混乱或不能工作现象。
    2．软件故障的检查
    车载网络系统节点出现的软件故障一般只有送到原汽车生产厂家进行处理或更换新的电子控制单元。但在更换新的电子控制单元以后，还要对电子控制单元进行相应的重新编（Recoded）。对电子控制单元进行编码时，可以采用原生产厂家提供的专用诊断仪来进根据显示屏出现的菜单进行相应的操作。

    十、汽车CAN总线系统采用故障代码检查故障的方法
    采用车载网络系统的车辆，都具有故障自诊断功能。不过，由于CAN总线不同于普通K线的传输方式，对故障诊断仪器的要求较高，也就是说，普通的故障诊断仪无法满足CAN总线数据传输系统的诊断要求，但具有CAN数据传输系统诊断功能的解码器（或称为故障诊断仪）往往可以兼容K线传输的系统故障诊断。
     （一）CAN总线系统故障诊断仪的选择方法
    上面已经说过，用于诊断采用车载网络系统车辆的CAN总线故障时，对诊断仪有一定的要求，一般要满足以下一些要求。
    1．能够自动识别被检测车辆车型电子控制单元的型号与版本
    对于需要采用人工选择车款、车型、诊断插座类型等信息的故障诊断仪，由于使用方法繁琐，不便于使用。要选择那些能够自动识别被检测车辆车型电子控制单元的型号与版本的故障诊断仪，这类仪表使用方法简单，只要识别了ECU的型号，相应的故障码、清除代码的方法、数据流内容、执行元件、特殊功能等就都确定了。
    2．能够按照车辆诊断通信协议进行访问
    汽车生产厂家在进行车辆设计时，对自诊断系统的功能往往预留了许多供外部诊断仪器访问的存储单元。这些存储单元中预先存放了很多与车辆运行有关的数据。外部诊断仪器必须要能够访问这些存储器，并能按照车辆的诊断通信协议所有的通信方式进行相互访问。
    3．能够显示各种正常的数据
    所选择的故障诊断仪器，要不失真地显示出所诊断车辆电子控制单元中存储的数据。因为每一项数据都有一定的显示格式，例如：对应不同的数据，其显示的整数位、小数位、单位及空白位置等都有明确的规定。所使用的诊断仪只有满足了诊断通信协议后，才能获得诊断数据，并按照原生产厂家设定的要求显示出不会失真的数据。
    4．其他方面
    所选择的故障诊断仪器，要能够满足以下几个方面的要求：
    （1）数据的读取与清除
    ①要能够准确无误地读取电子控制单元存储器中存储的故障代码，维修后要能够清除故障代码。
    ②要能够准确无误地读取电子控制单元存储器中存储的动态数据流分析数据，并能够执行元件测试功能。
      （2）满足一定的专业功能
    对于特定的车系或车型，应能够提供诸如系统基本调整功能、自适应匹配（含防盗控制单元及钥匙匹配等）、编码、单独通道数据、登录系统、传送汽车底盘号等专业功能。
    （二）CAN总线系统故障可以识别的故障代码
    车载网络系统中的CAN总线故障自诊断系统可以识别的故障代码一般有以下4个方面。
    1．断路故障
    车载网络系统中的CAN总线故障自诊断系统可以识别一条或两条数据线断路、两条数据同时断路故障。
    2．短路故障
    车载网络系统中的CAN总线故障自诊断系统可以识别数据线对地线（也就是搭铁）或对供电电源正极之间出现的短路故障。
    3．电子控制单元故障
    车载网络系统中的CAN总线故障自诊断系统可以识别一个或多个电子控制单元（ECU）出现的故障。
    4．需要说明的问题
    当电子控制单元（ECU）通信中断有故障码输出时，这种情况除了电子控制单元本身不良会引起外，也有可能是连接器断开造成的，如图12所示，还有可能是通信总线断路引起的，如图13所示。

    由于车载网络总线的自诊断系统具有自诊断功能，并将监测到的故障转换成故障代码的方式存储起来，维修时，只要调出故障代码，对故障部位的定位与快速检修很有好处，应充分利用这一功能。下面列举几种实际车型的车载网络总线的自诊断系统的故障诊断方法。

    十一、车载网络系统常用的电压检查方法
    （一）车载网络系统的示波器电压检查方法
    车载网络系统的网关彻底损坏时犷将会导致整个网络失效。出现这种故障时，网络系统进入保护状态，车辆处于故障模式。这是PCM功率模块的一种缺省运行模式，以保证网络系统出现问题时，能够允许发动机与变速器以限定的能力继续进行工作。
    1．找出CAN总线的端脚
    采用测量电压的方法检查车载网络系统CAN总线电压时，先在相应的电子控制单元上找出CAN总线的两个端脚。
    2．检测方法
    采用多通道示波器测量CAN总线高位，即CAN-High（图中通常简写为CANH）数据线和CAN总线低位，即CAN-Low（图中通常简写为CANL）数据线上的电压波形。正常情况下，CAN总线高位（CANE）与CAN总线低位（CANL）数据线上的电压波形的电位应为相反，如图14所示。也就是说，CAN总线的这两根导线上的电压，正常时一个为高电位（5 V）时，另一个则应为低电位（0V），两条导线上的电压和总等于一个常数。

    根据CAN总线的这两根导线上电压的这种特点，判断总线工作是否正常时，就可以不必考虑在测量电压时，CAN总线此时正在传输什么信息，而只要观察这两条线路上的电压波形是否均为0-5 V的方波，两者电位是否相反即可，如属于这种情况，就说明总线工作基本正常。
 

    3．故障分析
    如果测量时发现某一条线路上的电压为0 V，则故障多为该线路断路或与地线发生了短路现象。
    如果测量时发现某一条线路上的电压为12V，则故障多为该线路与车辆上的蓄电池正极上的电压发生了短路现象。

    （二）车载网络系统的万用表电压检查方法
    采用万用表测量车载网络系统的CAN总线电压判断故障的方法与采用示波器测量电压波形的方法基本相同。当采用万用表测量CAN总线高位（CANE）与CAN总线低位 （CANL）上的电压时，应对地分别进行测量，也就是分别车辆CAN总线高位（CANH）与CAN总线低位（CANL）与地线之间的电压，正常情况下，两条导线上的电压之和也等于5V。一般有以下一些规律。
    1．总线高位电压范围
    一般CAN总线高位（CANE）导线上的电压，在2.5～3.5 V之间。
    2．总线低位电压范围
    一般CAN总线低位（CANL）导线上的电压，在1.5～2.5 V之间。
    3．必须说明的问题
    无论CAN总线上的两根引线上的电压怎么变化，但两者的电压之和应始终等于5V。
例如：CANE导线上的电压为3.1 V，则CAN总线低位（CANL）导线上的电压就应为1.9V，两者之和就应等于5V，否则就说明CAN总线有问题。

    十二、汽车车载网络数据总线的波形检查
    汽车车载网络数据总线出现的有些疑难故障，采用一般的检测仪表往往容易误判或无能为力，采用示波器测总线数据信号的波形，则较为有效。
    （一）汽车常用示波器的基本特点
    在检修车载网络总线系统故障时，采用简单的诊断仪和扫描工具对信号的判断有很大的局限性，对于超范围的信号往往会错误地认为是正确的，或者是由于“假信号”发生太快，扫描工具不能同步捕捉信号而无法显示。汽车示波器确可以弥补上述不足，这类示波器是针对汽车故障维修时为快速、准确地判断故障和原因而开发出来的，为了满足汽车各种检测的需要，设置了多种专用的测试模式，并配置了各种不同的辅助接头、线缆等供各种场合使用，故完全可以满足对车载网络总线、传感器和执行器等的在线检测。
    （二）检测车载网络总线系统故障之前的准备
    在检测车载网络总线系统故障之前，一定要在保证所有与数据总线连接的各个电子控制单元无功能性故障。
    1．功能性故障的含义
    所谓功能性故障是指不会直接影响数据总线，但会影响某一电子控制单元工作的故障。例如：发电机转速传感器损坏以后，数据总线中就没有该传感器信号进行传输，其结果可能导致自动可调不能制冷等，但不影响数据总线的工作，仅影响数据总线上那些需要转速传感器信号的电子控制单元正常工作。
    2．检修功能性故障，排除故障码
    在检测车载网络总线系统故障之前，如发现有功能性故障，应先排除该故障并消除其故障代码后，再进入下一步的CAN总线检测工作。

    （三）车载网络总线系统正常波形的基本特点
    1．总线确认数据的方法
    在车载网络总线系统中，信息的传输主要是通过2个二进制逻辑状态1（隐性）和逻辑状态0（显性）来实现的，每一个逻辑状态均对应于相应的电压值。电子控制单元利用2条总线上的电压差来确认数据是否正常。
    2.  CAN总线工作状态
    CAN总线上只有2种工作状态，胜隐性电压逻辑状态1时，两者电压值很接近；在显性电压逻辑状态0时，CANH线上的电压值上升，而CANL线上的电压值下降，但两者的电压差值约为2.5 V，而且有100 mV的波动。
    3．总线正常波形
    上海大众公司生产的轿车动力系统CAN总线的典型连接方式如图15所示，在系统通信状态正常，总线处于完好状态时，正常的CAN总线数据的标准波形如图16所示，从图中可以看出，CANH与CANL的电压波形基本是对称的。

    （四）车载网络总线系统故障波形的基本特点
  仍然以上海大众公式生产的轿车动力系统CAN总线为例，来说的车载网络总线系统常见故障的波形特点。
    1．总线CANL与地短接故障的波形特点
    当动力系统总线CANL与地之间出现短接故障时，就会出现如图17所示的异常波形，从该波形中可以看出，CANH线上的电压波形与标准波形基本正常，而CANL电压波形与标准波形相比，幅度很小，也就是说，幅度变化极小。由此说明，CANL线上没有信号传输。对此，应重点检查、排除CANL线与搭铁短路的部位。

    2．总线CANL与CANH之间短接故障波形特点
    当动力系统总线CANL与CANE之间出现短接故障时，就会出现如图18所示的异常波形，从该波形中可以看出，由于CANH线与CANL线2条总线之间出现短接，故此时示波器上显示的电压波形进行了重叠。对此，应重点查找、排除CANH与CANL2条总线之间出现的短接部位。

    3．总线CANL与电源正极短接故障的波形特点
    当动力系统总线CANL与电源正极之间出现短接故障时，就会出现如图19所示的异常波形，从该波形中可以看出，示波器上显示的CANL线与CANE线上的电压波形均为最大峰值电压，且为一条直线。对此，应重点检查、排除CANL线与电源正极短路的部位。

    4．总线CANH断路故障波形特点
    当动力系统总线CANE出现断路故障时，就会出现如图20所示的异常波形，从该波形中可以看出，CANH线上的电压波形在有信息传输时出现断路现象。对此，应重点检查、排除CANE线断路的部位。

    5．总线CANL断路故障的波形特点
    当动力系统总线CANL出现断路故障时，就会出现如图21所示的异常波形，与总线CANE出现断路故障情况相似，从该波形中也可以看出，CANL线上的电压波形在有信息传输时也出现断路现象。对此，应重点检查、排除CANL线断路的部位。

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