福特汽車車載CAN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與故障診斷

  一、什么是CAN?
    控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）是為了將“智能”設(shè)備以及同一系統(tǒng)或子系統(tǒng)內(nèi)的傳感器和執(zhí)行器連成網(wǎng)絡(luò)而特別開發(fā)的串行總線系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：成本低廉，能夠在復(fù)雜的環(huán)境下工作，有高速實(shí)時(shí)處理能力，使用方便。CAN的數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)每秒1兆位，并且具有卓越的錯(cuò)誤檢測(cè)和限制能力。CAN是一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，被列入了ISO 11898（高速應(yīng)用）和ISO 11519（較低速應(yīng)用）。許多主要半導(dǎo)體制造商都能夠生產(chǎn)成本低廉的CAN控制器和接口設(shè)備成品。
    CAN是按照優(yōu)先順序傳輸信息的。每個(gè)發(fā)送器向所有CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條信息（廣播）然后每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的標(biāo)識(shí)符，確定是否應(yīng)當(dāng)處理該信息。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)將要或已經(jīng)同時(shí)接入總線時(shí)，該標(biāo)識(shí)符還可以確定收取信息的優(yōu)先順序。CAN協(xié)議的其中一個(gè)突出特點(diǎn)是高度的傳輸可靠性。

    二、CAN總線上通信故障可能是下列原因：
    LCAN Low或CAN High通信線斷路或者短路；
    2．插頭連接損壞（觸頭損壞、污垢、銹蝕）；
    3．車用電源系統(tǒng)中的故障電壓（例如由損壞的點(diǎn)火線圈或接地連接引起）；
    4．某個(gè)控制單元中的通信部件故障。

    三、故障案例
    故障現(xiàn)象：有1輛福克斯AT轎車，行駛里程3.4萬(wàn)km.肇事修復(fù)后無(wú)法啟動(dòng)，啟動(dòng)機(jī)沒(méi)反應(yīng)。經(jīng)過(guò)多位技師的維修診斷無(wú)果后，請(qǐng)我查找故障。
    維修過(guò)程：首先先驗(yàn)證故障，確實(shí)是無(wú)法啟動(dòng)，啟動(dòng)機(jī)沒(méi)有反應(yīng)，儀表無(wú)公里數(shù)顯示，機(jī)油燈不亮，PATS燈閃爍，三角形的故障警示燈點(diǎn)亮，顯示的內(nèi)容是自動(dòng)變，速器故障”。
    由于經(jīng)過(guò)多位技師的診斷維修，車身電路已經(jīng)被翻得亂七八糟，所以先用“紅盒子”故障診斷議檢測(cè)。連接“紅盒子”故障診斷議，但是無(wú)法與PCM形成通信，結(jié)合上述故障現(xiàn)象和檢測(cè)內(nèi)容，首先可以排除是“紅盒子”的自身問(wèn)題，因?yàn)?ldquo;紅盒子”在其它車上是可以通信的。結(jié)合故障現(xiàn)象分析，可能原因就只有以下幾點(diǎn)了：一是PCM有問(wèn)題損壞；二是PCM的電源搭鐵有問(wèn)題；三是高速網(wǎng)絡(luò)有問(wèn)題；四是ABS有問(wèn)題損壞（以前在肇事車上遇到過(guò)）；五是儀表有問(wèn)題損壞；六是TCM有問(wèn)題損壞。
    先從第1條開始分析。PCM損壞的可能性不大，因?yàn)橥庥^沒(méi)有撞擊的痕跡和進(jìn)水的可能，但是也不排除人為因素造成的損壞。先分析后幾條：第2條，因?yàn)樵诖蜷_點(diǎn)火開關(guān)的時(shí)候，節(jié)氣門電機(jī)是有動(dòng)作的，節(jié)氣門是在關(guān)閉狀態(tài)，基本上可以排除是第2條的可能了。第3條，如果是高速網(wǎng)絡(luò)的CAN＋和 CAN－對(duì)正極短路，CAN＋對(duì)地短路，或者是CAN＋與CAN－之間短路，還有CAN＋和CAN-在某處斷路，都有可能會(huì)造成高速網(wǎng)絡(luò)無(wú)法通信。所以第3條的可能性是比較大的。第4條和第5條、第6條的可能性跟第1條是相同的，暫不排除也不肯定。
    先從簡(jiǎn)單的高速網(wǎng)絡(luò)查起，斷開蓄電池的正負(fù)極及在高速網(wǎng)絡(luò)上的模塊插頭，用萬(wàn)用表測(cè)量CAN+和CAN－對(duì)地、對(duì)火是否有斷路、搭鐵、短路時(shí)，發(fā)現(xiàn)CAN＋有斷路現(xiàn)象。結(jié)合電路圖逐一排查，把斷路點(diǎn)縮小到了BJB上的C90插頭到C111插頭之間的灰紅色的CAN＋線上，試著在C90的15號(hào)腳與保險(xiǎn)盒到0111插頭方向的CAN＋線上接1根導(dǎo)線，裝復(fù)模塊和蓄電池，試著打開點(diǎn)火開關(guān)啟動(dòng)，此時(shí)PATS燈不再閃爍，儀表也有了公里數(shù)顯示，啟動(dòng)順利著車。看來(lái)問(wèn)題就是CAN+線斷路引起的了。
    拆開保險(xiǎn)盒的下護(hù)罩，仔細(xì)檢查C90插頭上的高速網(wǎng)絡(luò)線的連接情況和走向，發(fā)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)線在經(jīng)過(guò)BJB后要往EHPAS模塊方向布線，節(jié)點(diǎn)一直延伸到EHPAS模塊附近后，再往BJB方向，穿過(guò)BJB一直到C111插頭，再到儀表，繞了一大圈。我想這么做的目的應(yīng)該是為了在CAN網(wǎng)絡(luò)上減少干擾，提高抗干擾能力，保障通信能力不受外部因素影響。
    最后發(fā)現(xiàn)CAN＋是在左前大燈下方的BJB到EHPAS模塊方向的節(jié)點(diǎn)這段線路上斷路，且是由于肇事撞擊造成的，只是線束外面包裹的塑料護(hù)罩沒(méi)有損壞，所以不容易被發(fā)現(xiàn)。接好斷線，順利著車，自此故障排除。
    總結(jié)：此車從開始維修到找到故障點(diǎn)，也就花了1個(gè)小時(shí)左右時(shí)間，而修理廠的維修技師，差不多用了半個(gè)多月的時(shí)間還沒(méi)解決問(wèn)題。再一次證明了迅速準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，是建立在專業(yè)的技術(shù)知識(shí)儲(chǔ)備和完整清晰的診斷思路基礎(chǔ)上的。只有這樣才能少走彎路，節(jié)約時(shí)間，提高一次修復(fù)率。