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有关数据流在汽车CAN总线控制系统故障诊断中的应用

作者:2017-02-04 15:58阅读:文章来源:未知
  过去汽车维修以机械维修为主,现在汽车电子和电控系统故障更为常见,汽车维修已经进入高技术时代。现代汽车中常引入很多电子技术来支持其更多的功能,一辆普通汽车有20个以上的微处理器相互配合运行,每个微处理器都有由数千行代码组成的软件控制关键系统。CAN(即控制器局域网络,全称ControllerAreaNetwork)是现场总线的新一代局域通信网络。由于汽车CAN总线控制系统经常切换数据信号而变得非常重要,利用数据流判断汽车CAN总线控制系统是否正常也非常必要和有效。
  一、汽车CAN总线数据构成及工作原理
  汽车CAN总线是在原有的电控单元内增加了CAN接收器、转发器和处理器,在原电控系统各控制器间增加了2条双绞线,减少了很多的线束。其分为动力系统网络、舒适系统网络和信息娱乐系统网络3套网络,有总线型结构和环形结构2种。其主要采用网关控制器来协调高低速网络之间的数据通信。
  CAN总线主要包括数据传输与节点2部分,节点又主要包含了控制单元与总线辅助设施2种。控制单元的组成相对比较简单,是由控制器、数据传输终端以及收发器这3部分构成。与普通的汽车控制系统相比,增加了总线接口,配备了与之相对应的通信标准作为支撑。传感器和执行器等均作为总线辅助装置当中的一部分,一个或者几个辅助装置和控制器相结合就形成了节点。
  某一个节点所指的是对应的传感器上的节点。控制单元的主要工作就是把传感器信号转换成总线可识别的数据并且利用串行通信的途径传送至网络,信息单位以帧计,而且通过固定的周期进行发送。以奔驰汽车点火开关节点(N73控制单元)为例,其节点的功能就是把点火开关信号传送到网络上。
  实际上现场总线当中的任一传感器以及执行器均能和控制器相组合形成节点。而在现实工作当中,最常用的就是将现场里几个传感器、执行器以及控制单元3者相互组合构成节点,由此形成一个总线模块,然后,利用数据线把每个节点都相连接组成现场总线系统。
  二、引起汽车CAN总线故障的原因
  1.由汽车的电源系统而引发的故障。
  汽车CAN总线的核心部分是电控模块ECM,其正常工作电压是10.5~15.0V。如果汽车电源系统提供的电压过低或过高会导致整个CAN总线系统出现无法通信的故障。
  2.CAN总线控制系统发生链路故障。
  当汽车CAN总线的通信线路出现断路、短路及物理性质引起的信号衰减或失真,都会引起电控单元不能工作或错误动作。
  3.网络信息传输系统发生节点故障。
  节点故障分为软件故障和硬件故障2类,都会导致整个CAN总线系统无法正常工作。
  三、CAN总线故障诊断工具与方法
  在进行诊断分析时,需要将个人经验与诊断工具有机的结合。
  1.可以使用万用表来检测CAN总线故障。判断CAN数据总线常见故障一般都可用V.A.S5051万用表功能进行排查,有时还有一些故障需要通过V.A.S5051的数字存储式示波器功能来进行确定。
  2.可利用示波器将CAN总线一般常见的问题以波形形式表现出来。根据所测波形与正确波形进行对比分析可以较快的锁定故障范围。
  3.如果利用故障诊断仪调取不到故障码,最好读取数据流进行分析,往往可以通过数据流找到故障所在。
  四、数据流诊断法故障排除实例
  故障现象:有1辆2006款奥迪A4轿车,当打开自动空调系统的制冷功能时,出现只有自然风,没有冷风的现象。也就是说鼓风机运转正常,而空调制冷系统没有制冷。
  故障检测:首先通过使用V.A.G5053奥迪专用诊断仪调取该车发动机的控制系统故障码及空调系统故障码,结果没有故障码存储。进而怀疑是空调管路或空调压缩机出现故障,对空调管路及空调压缩机进行了仔细检查,结果发现其空调压缩机的电磁离合器没有吸合,怀疑是空调压缩机电磁离合器控制线路或是电磁线圈损坏,测量电磁离合器线圈电阻值,结果阻值正常;直接供电时电磁离合器可以吸合。返回来再次排查空调的电脑控制单元,使用V.A.G5053奥迪专用诊断仪测试汽车空调控制单元中的数据流,结果发现数据流中的发动机转速数值显示为“0”。但因为汽车发动机运行一切正常,因此可以判断出发动机控制单元与空调控制单元2者间的连接通信线路发生了连接故障,导致发动机转速信号传输不到汽车空调的控制单元中,使得空调控制单元始终认为发动机没有运转而不发出控制压缩机电磁离合器吸合的控制信号。经仔细检查,发现2者线路接头接脚发生变形,导致了链路断路,经过维修之后最终故障得到排除。
  本文通过对CAN总线的基本构成以及工作机理进行阐述,提出了应用数据流诊断CAN总线故障的方法,帮助解决有关CAN总线技术方面的难题。随着汽车新技术的运用,汽车维修人员不仅要能从诊断仪器中找到解决问题的数据,也要能真正把自己的知识和经验用于发现问题和解决问题。
 

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