客车CAN总线系统故障诊断与排除方法

1.结构组成及其工作原理

（1）总线系统结构CAN总线是英文Controller Area Network的缩写，即控制器局域网，就是某种信息交换技术的网络布置方法。CAN总线控制系统应用中主要使用两种控制模块：仪表MultIC模块和IOU控制模块。仪表MultIC模块安装在仪表台中，IOU控制模块分别安装在车辆前部、中部和后部，如图3-50所示。

仪表MultIC模块如图3-51所示，IOU控制模块如图3-52所示。

图3-51 仪表MultIC模块

图3-52 IOU控制模块

（2）总线系统原理 总线系统原理如图3-53所示。总线仪表MultIC总共分出两个网络：纵向的为“车身CAN总线网络”；横向的为“底盘J1939总线网络”。

图3-53 总线系统原理

车身CAN总线网络主要负责，总线仪表MultIC与输入输出模块IOU通信，接收车辆上的开关信号、模拟量信号输入和频率量输入，同时以这些信号作为依据，对各个负载供电。

J1939总线网络主要负责，总线仪表MultIC与发动机等带CAN接口的各类设备通信，接收并且处理从设备上传来的各种信息。同时根据这些信息，在仪表上做出显示。

（3）总线系统功能 CAN总线系统主要实现了以下功能：

1）底盘动力总成各部分之间通过J1939协议的总线式连接。

2）全车信号的总线式采集和处理。

3）车身和底盘电气负载的控制，如前部组合灯组的控制、后部组合灯组、发动机的起动和熄火以及刮水器的控制等。

4）车辆运转信息的实时显示，如冷却液温度、油压、电压、油量、气压、车速、发动机系统状态、ABS系统状态的显示等。

5）与CAN总线系统相连接的其他设备的工作状态显示。

6）全车与CAN总线连接的各总成（包括动力总成）以及电气设备发生故障时的实时报警指示和故障诊断检测信息显示。

（4）总线系统特点 CAN总线系统主要有以下特点：

1）总线系统自诊断，并在屏幕上实时显示状态信息和报警、故障诊断信息。

2）故障解除后，系统可自动恢复功能。

3）IOU模块防护等级为IP65，具有很好的防水、防尘、防振等性能，同时具有很好的抗电磁干扰能力，可在恶劣环境下正常工作。

4）智能倒车、车门监视器。

5）智能车门控制集成。

6）发动机故障中文诊断。

7）燃油经济性显示与指导。

8）车辆运输系统管理集成（非接触式IC卡售票系统、GPS调度系统等）。

2.总线仪表控制模块

仪表MultIC模块的效果图如图3-54所示。

图3-54 仪表MultIC模块的效果图

（1）仪表MultIC模块的特点

1）有完整的组合仪表。

2）7in彩色TFT液晶显示器。

3）视频显示功能，可接入4路视频信号。

4）6个步进电动机驱动的指针式仪表。

5）19个高亮的发光二极管符号显示。

6）整体式发光二极管背光显示。

（2）输入信号

1）24个低端开关输入（当触点闭合时为接地）。

2）4个高端开关输入（当触点闭合时为接电源正极）。

3）6个模拟量输入，也能用作开关输入。

4）2个脉冲信号输入，用于测量发动机转速或车辆速度。

5）2个系统唤醒信号低端输入。

6）2个系统唤醒信号高端输入。(www.xing528.com)

（3）输出信号 4个高端1A电源输出（24W持续功率），提供1个正电压到负载。

（4）通信接口

1）2个CAN 2.0B接口（ISO 11898标准），一个用于与其他CAN系统模块通信，一个用于与发动机ECU、ABS或其他符合J1939协议的设备通信。

2）1个RS232/J1708接口，可用于与ABS系统的通信。

3）1个ISO 14230接口。

3.总线I/O控制模块

（1）输入信号

1）6个低端开关输入。

2）1个高端开关输入。

3）2个唤醒信号低端开关输入。

4）4个电阻模拟量输入，可用于接燃油量传感器或温度传感器，电阻测量范围为50～10kΩ，也能用于低端开关输入。

5）2个电压模拟量输入，用于测量电压，测量范围为0～32V，也能用于高端开关输入。

6）3个脉冲信号输入，用于测量发动机转速或车辆速度。脉冲频率范围为0.5～2kHz，也能用于开关输入。

（2）输出信号

1）2个9A高端开关输出（216W持续功率），提供一个正电压到负载，可输出峰值电流35A（840W），持续时间为1s。

2）3个3.2A高端开关输出（77W持续功率），提供一个正电压到负载，可输出峰值电流8A（192W），持续时间为1s。

3）4个2A高端开关输出（48W持续功率），提供一个正电压到负载，可输出峰值电流8A（192W），持续时间为1s。

4）4个半桥9A高端/5A低端输出（216W/120W持续功率），用于作为半桥或全桥输出，例如控制一个直流电动机旋转；也能设置为高端输出提供一个正电压到负载，或设置为低端输出将负载接地。

5）2个半桥2A高端/2A低端输出（48W/48W持续功率），用于作为半桥或全桥输出，例如控制一个直流电动机旋转；也能设置为高端输出提供一个正电压到负载，或设置为低端输出将负载接地。

6）7个PWM（脉宽调制）输出，可以分级控制输出功率，以10%为1级，0%～100%共分10级，这一功能可用于控制一个直流电动机的速度。

（3）通信接口 1个CAN 2.0B（ISO 11898标准）接口。

4.故障诊断

彩色TFT液晶显示屏可以显示故障诊断画面。在这界面内会显示所有连接到总线系统的设备状态，检修人员可以根据各设备的状态提示，方便地进行故障诊断，确定故障原因。

（1）故障诊断的使用步骤

1）按下仪表底部的菜单功能按钮持续3s可以从正常显示画面切换到故障诊断画面。

2）按下仪表底部的调节加按钮和调节减按钮可以在不同诊断画面间进行切换。

3）在故障诊断画面时，按下复位按钮3s，可以对故障累计次数清零。

4）完成故障诊断后，再按下菜单功能按钮持续3s可以从故障诊断画面切换回正常显示画面。

（2）总线控制系统故障诊断 CAN总线控制系统具有自我诊断功能，可以实时对各控制模块的工作状态进行监控检测，可以对电气负载的短路和断路故障进行检测。如果发生故障，系统会实时显示报警信息，帮助驾驶人或维修人员及时排除故障，保证车辆的行驶安全。

CAN总线系统中故障主要为两类：电气负载故障和控制模块故障。电气负载故障主要是车辆上的电气负载设备发生故障或者连接电气负载设备的线路发生故障，比如各类灯光负载发生短路、断路，传感器或电气设备损坏等。控制模块故障是指CAN总线控制系统中控制模块本身发生的故障。

（3）常见故障及处理措施

在总线系统有电的情况下，如果屏幕显示不正常，则常见故障及处理措施见表3-71；如果屏幕显示正常，则常见故障及处理措施见表3-72。

表3-71 屏幕显示异常时总线系统常见故障及处理措施

表3-72 屏幕显示正常时总线系统常见故障及处理措施

（续）

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注：某些电器负载（LED灯或ECU）由于其电器特性是无法进行自动故障诊断的。