丰田汉兰达CAN系统故障如何分析

故障现象：一丰田汉兰达SUV进厂维修，车主称仪表显示异常，多个警告灯常亮，且转向沉重，发动机转速表指针时常乱摆，车速表不能显示。故障是在某厂进行事故维修时检修过ABS灯亮后出厂不久出现的。

我们对客户所述故障现象进行了进一步确认，发现果如车主所述，起动发动机后松开驻车制动后，仪表板上仍有五个警告灯常亮，如图9-42所示，这五个警告灯分别是ABS警告灯、打滑警告灯、制动警告灯、动力转向系统故障指示灯和主警告灯。发动机转速表出现无规律摆回0位的现象。转向也显得沉重，多功能显示屏上也显示应检查转向系统、制动系统的相关信息，检查起步后车速表始终显示为0。

车辆和系统识别：进行车辆识别：2009款广汽丰田汉兰达SUV，VIN为LFMAREOC28×××××××。此车装用型号为1AR-FE发动机。

检修过程：

（1）目视检查与初步检查 目视检查发动机舱，发现此车的前部有碰撞后修复的痕迹，好像碰撞得还不轻，于是对外露的各线束接头进行了目视检查，重点检查蓄电池端子、搭铁线、发电机上的各插接器连接情况，结果连接正常。

由于多个故障同时出现，本着先易后难的原则，觉得系统电压过低或过高以及熔丝断路引起故障应首先检查。故用万用表和试灯进行初步检查。结果，蓄电池端电压正常，发电机发电量正常，发动机舱接线盒、仪表板接线盒内的熔丝均正常，大容量的熔断器也未见异常。

（2）用诊断仪诊断 连接丰田专用诊断仪IT-Ⅱ，此时发现不能检测到车辆特征，如图9-43所示。用手动方式也不能进入。

图9-42 汉兰达的仪表显示故障

图9-43 检测不到车辆特征

怀疑诊断仪与诊断接头连接处接触不良，又重新连接，发现还是不能检测。因以前维修诊断座带CAN通信线的车辆时曾出现过当一根CAN通信线接触不良时就会出现有时不能进行自诊断的现象，故又耐心地将发动机熄火重新起动与重新打开诊断仪，反复几次后，终于进入检测程序，进入发动机系统，读得一个故障码，显示如图9-44所示。

图9-44 Engine/DTC

清除故障码后，仍会出现当前故障码“P0335：曲轴位置传感器“A”电路”。因发动机运转平稳且能正常加速，故此故障码不应是主要矛盾，而且清除故障码后只要仪表上的发动机转速表没有摆回零位，故障码不时不会出现。看来此故障码与仪表显示有关，转速表上的信号是由发动机ECU送给仪表ECU的，而发动机ECU又是从曲轴位置传感器处得到发动机转速信号的，曲轴位置传感器本身以及其到时ECM的线路当然没有问题，否则发动机不可能平稳运转，那么只能是发动机ECU发送给仪表ECU时出错或仪表不良，结合此故障码，觉得前者更有可能，加上诊断仪检测困难，我们觉得故障应在CAN通信系统。

用诊断仪的“总线检查”功能对连接到总线的所有ECU进行检查，如图9-45所示。

检查结果如图9-46所示：只检测到发动机、空调、主车身和安全气囊ECU。

图9-45 “总线检查”功能

图9-46 连接到总线的ECU

CAN通信系统存在故障确定无疑！接着用诊断仪检测通信故障DTC，如图9-47所示，EPS系统有一个故障码，为“U0129：与制动系统控制模块失去通信”。发动机系统、巡航系统、空调系统、发动机停机系统、防盗警告系统、安全气囊系统、主车身电控系统、滑动天窗系统正常。

（3）分析CAN总线系统结构，排除故障 图9-48为此车的通信系统图，此多路通信系统使用三个通信协议（CAN、LIN和AVC—LAN），以实现流线型的线束配置。

图9-47 检测通信故障DTC

HS-CAN由V总线组成，MS-CAN由MS总线组成。带网关功能的主车身ECU（仪表板接线盒）用于在总线之间传输数据。采用了两种不同类型的CAN总线。根据典型通信速度的大小，CAN总线可分为两类。HS-CAN总线为高速通信总线，用于传动系统、底盘和某些车身电气通信。HS-CAN总线被称为“CAN1号总线”。其通信速度大约为500kbit/s。MS-CAN总线为中等速度通信总线，用于车身电气通信。MS-CAN总线称为“MS总线”，其通信速度大约为250kbit/s。

LIN（局域互联网）用于局域网，在局域网中系统的每个车身电气系统都各自拥有一条总线。AVC-LAN（音频/视频通信—局域网）仅用于AV（音频/视频）系统零部件之间的通信。

LIN网络通信系统使用了四条LIN总线，即空调总线、仪表总线、认证总线、车门总线。

图9-48 通信系统结构简图

如图9-49、图9-50所示，CAN1号总线的终端电阻器分别位于组合仪表和ECM中。MS-CAN总线的终端电阻器分别位于主车身ECU和认证ECU中。MS-CAN总线的电阻不能通过DLC3插接器测得。这些网络之间的通信由主车身ECU（CAN MS总线）进行处理，主车身ECU起网关作用。显然，问题应在高速通信HS-CAN总线（V总线）内，而不在MS-CAN总线、LIN总线及AVC-LAN上。而V总线上共连接有主车身ECU、ECM、动力转向ECU、中央气囊传感器总成、空调放大器、带执行器的防滑控制ECU、组合仪表、驻车辅助ECU、转向角传感器和横摆率和加速度传感器十个模块或部件。

这样可以通过在DLC3诊断座处测量电阻来判断V总线主线是否断路等。于是断开蓄电池负极，测量DLC3诊断座#6与#14端子之间的电阻，结果为60Ω左右，正常；测量其与搭铁之间的电阻为无穷大，说明故障不在CAN总线的主线线路上，组合仪表和ECM中的终端电阻正常。根据故障码及车速表始终显示为零的现象，故障应在带执行器的防滑控制ECU这一节点上或这一段CAN总线支线上。

图9-49 CAN1号总线系统

拔下带执行器的防滑控制ECU接头（A24），在A24#25CANH（黑色线）端子与A24#14CANL（白色线）端子之间测量电阻也为60Ω左右，说明此处的支线与CAN总线主线连接无断路。

此时接上蓄电池负极，在不连接A24接头的情况下起动发动机，发现故障明显好转，发动机转速表已恢复正常工作，用诊断仪检测也能顺利进入系统，且能读数据流了。重新连接，每次均能顺利连接上。用总线检查的功能检测，结果如图9-51所示，组合仪表等多个ECU都能正常检测到了，EPS系统与组合仪表系统均显示同一个故障码，为“U0129：与制动系统控制模块失去通信”。这当然在情理之中。

我们在判断是否车载网络系统中的控制模块损坏引起的网络系统故障时，常用到一个简单而实用的方法：将怀疑有故障的控制模块从网络系统中“摘除”，如果系统恢复正常，则被“摘除”的控制模块可能有问题。看来是带执行器的防滑控制ECU不良引起的故障，这个部件也不便宜，还得慎重呀！同时为了积累诊断CAN系统故障的经验，我觉得还是用多种方法对CAN总线进一步检测。(www.xing528.com)

接回A24接头，起动发动机后，在诊断座处用万用表测量CAN Hi与CAN Low同搭铁之间的电压，一条为2.7V左右，一条为1.6V左右；在此两线上连接双通道示波器，示波器时而显示基本正常的波形，时而显示不正常波形，不正常波形变化较大，并不稳定，某一瞬间如图9-52所示。

图9-50 MS-CAN总线系统

图9-51 不连接A24接头的情况进行总线检查

当拔下A24接头后再测信号波形，波形显示如图9-53所示。

图9-52 不正常的CAN通信信号波形

图9-53 拔下A24接头后的CAN通信信号波形

现在只要排除端子连接不良的可能就可以断定是防滑控制ECU故障了。由于接头A24的小号端子不好检测，且没有试验用的阳端子，于是决定先取出端子进行端子接触压力检查。先取出A24#25端子，再连接好A24，起动发动机，故障现象与前述一样，发动机转速表跳动。断开蓄电池负极与A24接头，又装回#25端子，取出#14端子，重新连接好A24，起动发动机，此时故障现象与完全断开A24接头一样。显然#14端子是起作用的，而#25接与不接一样，这说明其极可能接触不良。再一次取出#25CANH端子，用它与ECU的阳端子对接，发现没有接触压力，对其进行处理，使之恢复一定接触压力，再装好试验，发现故障消失。用万用表测量CAN-Hi与CAN-Low同搭铁之间的电压，一条为3.3V左右，一条为1.7V左右，它们之和约为5V；用示波器测得波形见图9-54所示，CAN-Hi显示为2.5～3.5V的方波，CAN-Low线显示为1.5～2.5V的方波。用诊断仪进行总线检查，显示如图9-55所示，这说明故障已排除。

图9-55 总线检查正常

图9-54 正常的CAN通信信号波形

结论：通过这次丰田汉兰达SUV车辆仪表显示错误故障的排除，使我对CAN通信系统的结构原理、故障现象、诊断方法有了进一步的理解，在检修CAN通信系统时，我们应充分发挥诊断仪的作用，运用故障码分析、总线检测等功能，并通过万用表检测、示波器检测、摘除法、连接器端子压力检查等方法，一步步缩小故障范围直至排除故障。本次检修最后确定故障是系统CAN-Hi线路在制动执行器防滑控制ECU插接器端子处出现接触问题而导致的断路故障。

维修体会：

（1）要弄清楚被修车辆的网络结构，画出其网络结构图 在车载网络系统的故障检测中，故障码、数据流和波形分析是判断故障的主要手段，但在进行故障具体检测和诊断中，维修技术人员要搞清楚被修车辆的网络结构，最好能画出其网络结构图，然后根据网络结构基本框图，分析网络中各个控制模块的相互关系，这对车载网络系统的故障排除非常有帮助。

（2）CAN通信系统故障的常见原因与故障特征　一般说来，引起CAN通信系统故障的原因有三种：①汽车电源系统引起的故障；②汽车多路信息传输系统的链路故障；③汽车多路信息传输系统的节点故障。

对于车载网络系统的故障，故障发生时一般都有一些明显的故障特征：第一个故障特征是“群死群伤”。这一点从该案例的故障现象中便可以发现，该系统要么不发生故障，要发生故障的时候，故障现象会同时表现在多个地方。第二个故障特征是故障现象“风马牛不相及”。故障现象上没有什么关联，甚至让人有点丈二和尚摸不着头脑。本例的“发动机转速表指针无规律摆动”“五个警告灯亮”“车速表不工作”等，没有任何规律。从这些故障特征上来看，仅仅根据故障现象便可以判定车辆的故障是否和车载网络系统有关。

（3）CAN通信系统故障检查诊断的一般程序

1）基本检查。检查蓄电池电压、各接头连接情况、相关的熔丝、发动机与车身的搭铁情况等。

2）连接专用诊断仪，运用“总线检查”功能对连接到总线的所有ECU进行检查，并读取故障码等。

3）如有故障码，按故障码提示进行检查。在CAN系统故障码与其他故障码同时出现时，应优先对CAN系统进行故障诊断。如诊断仪具有控制单元CAN系统诊断支持监视器功能，可充分利用该功能来帮助判断故障位置。

4）检查控制模块的电源供应及搭铁回路是否良好。

5）检查CAN-BUS数据总线的两根线路是否良好，最好用多通道示波器对其进行波形检测，如不正常再用万用表进行检查是否断路、短路。

6）拔下控制模块线束接头，对控制模块内的CAN-BUS数据总线接口两端的数据传递终端电阻进行检测，如不符要求，则控制模块内部不良。

7）在拔下控制模块线束接头，检查CAN-BUS数据总线接口的接触情况，并使该控制模块不接入车内网络系统的情况下，观察故障现象的变化，如故障消失，则控制模块硬件损坏、端子接触不良或内部软件故障如未进行相应编程、设定等。

8）先对该控制模块进行重新设定，如故障不能消失，则更换新模块再视情进行重新编程设定。

（4）万用表与示波器检测 万用表测量CAN-Hi与CAN-Low同搭铁之间的电压，CAN通信系统有故障时，这两根线上的电压之和通常不等于5V，而正常情况下为5V左右；用示波器检测CAN信号波形，正常的波形，CAN-Hi应为2.5～3.5V的方波，CAN-Low线应为1.5～2.5V的方波。CAN数据传输系统中每块电脑的内部有一个CAN控制器、一个CAN收发器，作为CAN数据传输系统终端的两块电脑，其内部还装有一个数据传递终端即一个电阻器，对于高速CAN数据传输系统来说，这个电阻通常为120Ω左右。所以有时在检查这两个终端模块时，可先对其内部的数据传递终端电阻进行测量。也可在诊断座#6与#14端子之间测量这两个数据传递终端电阻并联后的总电阻。

（5）摘除法与连接器端子接触压力检查 在判断是否车载网络系统中的控制模块损坏引起的网络系统故障时，有一个简单而实用的方法：将怀疑有故障的控制模块从网络系统中“摘除”，如果系统恢复正常或明显好转，则被“摘除”的控制模块有问题，当然这一步应在检测控制模块的电源及通信线路及端子接触情况均正常后。检查连接器端子是否存在接触不良的故障时，一定要进行端子接触压力检查，具体可参考下面的说明如图9-56所示。

图9-56 插接器端子接触压力检查

断开接头，目视检查接头端子上有无生锈或异物。检查端子销钉的位置上的松脱或损失情况。轻拉电气配线并检查它们有没有断开。检查插座的插孔的接合面，并将一插销分别插入每个插孔中。这时需要准备与原插头的插销相同的一个端子插销，以便于在测试中使用这个端子插销。用手握住插座，左右摆动它，并检查接受检查的端子是否由于它的重量而下沉。当看到插销被夹住，并有接触压力时方可判断为正常。如果没有测试有的端子插销，则可小心地取出阴端子与相应的阳端子进行接触压力测试。

值得注意的是现在各种车型的插接器端子都做得十分小巧，进行万用表检查时一定不要扩大端子插孔，而最好使用从端子背后用探针引出的方法。而有的维修人员在阴端子插孔接触压力不良后采用往内填细铜丝的方法排除故障，当下次断开此插接器时，铜丝脱出或走位使故障又一次出现，这是不可取的。

估计此车就是因事故维修后，检修过ABS灯亮这一故障时，导致这一故障的，但具体是端子制造质量问题还是检修人员检查时导致的原因导致端子接触不良就不得而知了。