CAN网络系统故障解析

一、CAN总线系统的测量数据块读取

使用DSO检测CAN数据总线系统非常直观，但DSO不能显示总线的信息内容和处于通信状态下的所有控制单元，这时就需要使用VAS 5051读取测量数据块。

如奥迪A4的数据总线诊断接口的地址码为19，进入数据总线诊断接口后，再进入读取数据块功能，输入相应的组号即可读取对应测量数据块中的信息。如下图所示为VAS 5051。

使用VAS 5051读取测量数据块，从测量数据块中可以读到控制单元相互之间的CAN通信状态、CAN工作状态类型（“单线”或者“双线”）和从另一个控制单元的CAN输入信号等。

读取测量数据块中的CAN通信状态

使用VAS 5051读取测量数据块，进入数据总线诊断接口后，再进入读取数据块功能，输入组号125，可以看到下图所示的界面。

上图中表示电器网络控制单元在读取测量数据块125中数据，该数据为电器网络控制单元接收从转向柱模块和中央舒适电器系统的数据信息。0表示正被执行自诊断的控制单元没有从指定的控制单元接收数据信息。图中0表示电器网络控制单元没有从组合仪表和拖车连接系统获得数据信息，可能是电器网络控制单元与组合仪表之间的连线断路或者没有安装该控制单元导致的。

二、CAN总线系统故障存储

可以使用VAS 5051读取测量数据块的工作状态，从而确定CAN总线系统是处于“单线”还是“双线”工作状态。

奥迪车系只有CAN舒适/信息总线有单线工作能力，CAN驱动总线没有单线工作能力。当CAN舒适/信息总线“单线工作”时，CAN的通信传递仅能通过一条CAN总线的电压电位传送数据值。

在“单线工作”的显示区存在三种显示状态：

1.常显示“双线工作”（系统正常）；

2.常显示“单线工作”；

3.“单线工作”与“双线工作”显示交替变换。

对于奥迪车系而言，在CAN总线所有系统置于单线工作情况下，显示始终为“单线”；在CAN总线局部系统置于单线工作情况下，显示为“单线”和“双线”交替变化。

短路和断路的两种故障形式可以通过常显示和交替变化显示来确定。

如果CAN总线显示始终为“单线”，则可能是由于CAN-High线与CAN-Low线之间短路、CAN-High线对正极短路、CAN-High线对地短路、CAN-Low线对正极短路或CAN-Low线对地短路。

如果CAN总线通过连接电阻后对地或正极短路，需要根据电阻值的大小确定是否有“单线”显示。

如果CAN总线显示为“单线”和“双线”交替变化，则可能是由于连接到控制单元的CAN-High线断路或CAN-Low线断路。

使用VAS 5051读取测量数据块，进入数据总线诊断接口后，再进入读取数据块功能；

输入组号131，可以看到左下图所示的界面，图中椭圆部分表示CAN舒适总线处于单线工作模式；

输入组号141，可以看到图右下图所示的界面，图中椭圆部分表示CAN信息总线处于单线工作模式。

4．读取测量数据块通过CAN总线的输入信号

可以使用VAS 5051读取测量数据块通过CAN总线的输入信号。

三、CAN总线的8种常见故障

由于车辆的机械振动，必须考虑可能出现的绝缘故障、电缆断路及插头触点故障。

当CAN数据总线系统检测到错误信息时，系统会记录可能的故障存储，故障信息将通过数据流或故障码的形式出现。

驱动总线出现功能故障时，发动机没有反应，系统将中断发动机控制单元同组合仪表之间的通信联系，取消防盗止动器的访问，同时组合仪表自诊断故障存储记录为驱动总线故障。

CAN舒适/信息总线系统具有“单线工作功能”。

当出现功能故障时，系统会自动进行单线工作，同时组合仪表自诊断故障存储纪录为舒适/信息总线故障。

输入电路

当CAN总线出现故障或数据传输异常时，往往会出现多种奇怪的故障现象。

如仪表板显示异常，车辆无法启动，启动后无法熄灭，车辆动力性能下降，某些电控系统功能失等。这是因为相关数据或信息是通过CAN总线传输的，如果传输失败，那么会产生多种连带故障，甚至造成整个网络系统瘫痪。

在检修过程中，首先应查看具体的故障症状，根据故障症状和网络结构图来初步分析有可能是哪些原因造成的，然后使用相关的诊断仪器进行诊断，根据诊断结果制订相关检修方案，做到心中有数，目标明确。接着查找具体的故障部位和原因，同时结合相应的检测方法和测量结果找到故障点，从而彻底排除故障。

CAN故障通常的原因

CAN线短路

对电源短路

对地短路

相互接反

（一）CAN-H对电源（正极）短路

当出现CAN-H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当出现CAN-H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CAN-H电压电位被置于12V，CAN-L线的隐性电压被置于约12V。实际测量电压，若CAN-H电压为12V，CAN-L电压被置于约为11V，则说明出现此类故障。

故障原因：如果不是CAN-H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。

（二）CAN-H与CAN-L短路

当CAN-H与CAN-L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。

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。

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。

（三）CAN-L对地短路

当出现CAN-L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CAN-L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，但从诊断现象来讲，会影响网络传输速度。

此时CAN-L电压约为0V。CAN-H线的隐性电压被降为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CAN-L对地短路的容错特性较好原因。CAN-L对地短路的总线波形如下所示。

实际测量CAN导线电压，若CAN-L电压为0V，CAN-H为1V左右，则说明出现此类故障。

故障原因：如果不是CAN-L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。

（四）CAN-H对地短路

当出现CAN-H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。CAN-H的电压位于0V，CAN-L电压也位于0V，可是在CAN-L导线上还能够看到一小部分的电压变化。CAN-H对地短路的总线波形如下所示。

实际测量电压，若CAN-H和CAN-L电压均约为0V，且非断路问题，则说明出现此类故障。

故障原因：如果不是CAN-H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。

（五）CAN-H断路

当某个控制模块CAN-H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CAN-H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。CAN-H断路的总线波形如下所示。

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CAN-H与CAN-L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。

（六）CAN-L对电源（正极）短路

当出现CAN-L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网无法通信的情况或产生相关故障码。

由于CAN-L对电源短路，因此CAN-H电压也被置于12V。CAN-L对电源短路的总线波形如下所示。

实际测量CAN导线的电压，若CAN-L和CAN-H导线电压都约为12V，则说明出现此类故障。

故障原因：如果不是CAN-L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。

（七）CAN-L与CAN-H导线互相接反

当出现CAN-L与CAN-H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。CAN-L与CAN-H导线互相接反的示意图如下图所示。

（八）CAN-L断路

当某个控制模块CAN-L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CAN-L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CAN-H与CAN-L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。