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1、浅析公交客车CAN总线动力网常见故障及排除方法李 跃 华公交保修一厂摘要随着公交客车的飞速发展，一些关键技术已达到了国际水平。这就迫切要求客车使用和我们维修人员更新观念，尤其近几年CAN总线技术被大量运用于公交客车。其分为动力CAN总线控制网络（高速总线）；多媒体CAN总线控制网络（中速总线）；车身CAN总线控制网络（低速总线）三部分。为了适应CAN总线维修需要，在我们大脑中要形成一种空间网络的概念，形成一个车辆的控制局域网。在以理论为基础，实践相结合，对动力网的一些常见故障加以剖析、分解。合理的将网络故障引起的客车问题排除掉。关键词公交客车；CAN总线；动力网络；维修1.转变维修理念，跟上时
2、代发展随着现代公交客车的飞速发展无论从原理、结构上，还是客车的使用与维修上均与传统客车有着很大的区别。传统的客车电路维修方法已远远不能适应客车CAN总线的发展，因此迫切要求客车使用和我们维修人员更新观念，主动来适应客车CAN总线维修的需要。显然，常见故障检修与排除方法分析是一种快速掌握客车CAN总线维修技术的很好途径。我根据这两年的实践和理论基础对一些CAN总线常见故障及排除方法加以分析，为自己今后分析CAN总线问题、解决问题的思路和方法奠定了良好的基础。客车CAN总线故障虽然不像传统客车电路故障一目了然，但仍有规律可循，只要依据其基本工作原理，按照一定的检测程序去查找故障所在，问题便迎刃而解
3、。为了使自身快速掌握CAN总线维修技术，达到举一反三、触类旁通的目的，提高分析故障、排除故障的能力。自己对现在的CAN总线动力CAN总线控制网络（高速总线）常见故障及排除方法进行了主观和片面的一个总结。2.明确概念，掌握网络基本原理2.1动力网络层定义车辆CAN总线分为：动力CAN总线控制网络（高速总线）；多媒体CAN总线控制网络（中速总线）；车身CAN总线控制网络（低速总线）三部分。我所说的CAN总线系统是目前北京公交客车普遍采用的动力CAN总线控制网络（高速总线）和哈尔滨威帝开发的三级车身CAN总线控制网络（低速总线）系统，加以剖析。目前公交客车采用的哈尔滨威帝开发的三级总线，采用SAE1
4、939协议。终端电阻分别在仪表模块和后控模块各120欧姆。传输媒介采用双绞屏蔽线并接，网线电阻为60欧姆左右。其中威帝包含两种网络即 CAN网和LIN网，我们公交内部通常将威帝CAN总线称为客车网络的内网或B网络；其中发动机与自动变速器之间的通信网络，并通过桥模块与车辆B网络连通。我们称这套为外网或A网络动力J1939网。该论文主要以外网动力网络的常见故障为主，结合内网加以剖析。如图2.1 2.2动力网在新型公交客车上的应用随着公交客车的不断发展，新技术的不断应用。如美国康明斯欧三、欧四电控发动机。意大利NEF共轨欧四、Cursor8 欧四电控发动机。玉柴单体泵及欧四共轨发动机。德国ZF自动变
5、速器和美国艾里逊自动变速器，电控铰接和ABSASR等新技术的运用，这就对各总成之间的信息交换提出了更高的要求。为了高效率的传输电控总成之间的信息和降低生产成本，现在大部分公交客车都采用美国汽车工程学会SAE在2000年正式推出J1939协议，并成为客车和货车等大型汽车中应用最广泛的控制器局域网的应用标准。J1939协议种类数量众多，定义灵活，对于厂家的特殊设备支持灵活，允许厂家自行定义符合自身需求的协议数据单元。J1939协议对汽车中应用到的各类参数都进行了规定，并符合ISO11992标准。例如水温、油压、车速、发动机转速等参数的规定。 J1939界面接法分为三类即：节点型接法、通过型接法和骨
6、干网终端型接法。如图： 图2 2.1(J1939界面接法1-节点型) 图2.2.2(J1939界面接法2-通过型)图2.2.3(J1939界面接法3-骨干网终端型)公交客车动力网的接法一般采用节点型接法或通过型接法。我觉得掌握了对动力网的信息传输工作原理和基本布线规律及网线的相应接法。遇到通信故障时才能头脑清晰，将故障解决掉。3理论联系实际，排除CAN总线动力网常见故障动力网一般常见故障为网线断路和短路故障、终端电阻异常引起的传输铰路故障、节点故障等等。3.1CAN总线动力网出现断路故障时的检修网络断路故障，案例车型为XMQ6118G该车型。配置为康明斯欧三发动机、艾里逊第四代自动变速器和威帝
7、车身CAN总线控制网络。该车是拖回我们保修厂的。司机师傅反应，车辆行驶途中突然机油压力报警，发动机转速、机油表、水温表无指示。他马上熄火对发动机机油和冷却液进行了初步检查，一切正常。司机师傅基于对车辆的安全考虑，熄火停车拖回了我们保修厂。那么我们要想解决这种故障，首先要对该车型整个信息传输路径非常的了解。通过以下（图3.1.1）XMQ6118G车型整个网络原理图得知机油压力、水温及发动机转速等指示信息是发动机电脑通过各个安装在不同部位的传感器获得。然后通过发动机电脑在往动力网（A网络）上发送，该部分信息通过动力网线传输给桥模块，最后由桥模块传输到B网络上，仪表模块来显示该部分指示及报警信息。传
8、输的大体路径清楚了我利用自己平时积累的经验首先更换了桥模块，但故障并未排除，看来故障并不像自己想象的那么简单。目前关键的第一步是要先分清是哪一套网络引起的无法传输该部分信息。首先按常规思路断开了桥模块插件测量桥模块至动力主干网，（图3.1.1 C点位置）电阻为60欧姆左右在正常范围内。1939+和1939-对地电阻也正常。测量C点位置可以判断出桥模块至主干网的网线是否正常，如果测量阻值无穷大或测量出120欧姆，说明该段网线和动力主干网有开路处。如果测量值过小，说明网线短路。由此可直接区分出是哪套网络引起的故障 。通过实际测量，网线电阻60欧姆正常，1939+和1939-对地电阻也正常.证明桥模
9、块至1939网线路正常，间接性的判断出1939网也正常。通过对图5的仔细分析，该车型采用的是节点型接法。问题现在应集中在D点插件和发动机电脑及F点插件上。如果自己的观点是对的，那么从理论上讲自动变速器TCM也应同时出现通信故障。我又调取了变速器的故障代码（因为我们知道其中发动机转速信号对自动变速器是很重要的，如果是动力网络自身引起，它也将失去该信息报故障。）故障代码为U0100和U0115与发动机失去通信，使用默认油门数据。通过读取故障代码含义，完全与自己的观点吻合。通过以上两步的结论综合分析，CAN总线内网和自动变速器TCM同时失去了发动机ECM的相关信息，而动力主干网线及终端电阻也在正常范
10、围。此时问题基本锁定在动力网分支(D点位置)和发动机控制模块及插件（F点位置）上，是发动机控制模块没有收到该部分信息，还是ECU收到了信息因为动力网线有问题发送不出来。因为发动机运转正常且无故障代码，所以第一种可能基本可以排除。那么只有第二种可能发动机电脑收到了信息由于动力分支网络有问题发送不出来。于是我找来了同车型发动机电脑进行了同车型互换测试，故障依然存在。问题不再发动机电脑上。此时故障范围又缩小了一步，将电脑引起的通讯故障排除在外了。是不是自己对该车型还不够了解。于是自己又找来了XMQ6118G车型整车线束图，对动力网布线进行了仔细分析. 明白了信息的传输路径和客装厂布线特点综合以上信息
11、，B网和自动变速器TCM同时收不到发动机ECM信息，而测量动力网线又是正常的，且发动机电脑也更换过了。图3.1.1 XMQ6118G车型整个网络问题应该出在发动机ECM89针插件（F点位置）到动力网主干线分支上（图3.1.1D位置和F位置）。带着自己的疑问，拔掉了发动机ECM89针插件，进行反相测量。利用大头针对89针插件的53针和52针（1939+、1939-插针位置）进行测量，电阻还是正常的，证明发动机ECM至动力主干网络是正常的，没有任何问题，重新插上插件，启动车辆，故障依旧。这时自己真的有点摸不着头脑了，该查的都查了，该换的也都换过了，问题没有解决。此时天色已晚，其他同志早下班了，自己
12、现在也摸不着头脑，于是带着问题回了家。把所有的发动机资料找了出来，进行仔细翻阅。其中发动机动力网线技术规范有一条引起了自己的注意。对网络线判断时，电阻测量是比较好的测量方法之一，因为它不用断开其他电控模块，只需断掉电源就可以了。但对于一些特殊性故障也可采用复杂一些的电压测量法。于是调出了康明斯ISBE发动机动力网信号电压规范，正常时1939+为4.5V左右；1939-为2.5左右。但该种方法要断开发动机ECM与主干网节点（D点位置分支插件）才能测量准确（因为其它电控模块也在发送着同样的信号电压，如果不断开很难测量准确）第二天到单位将主干网处分支插件（D点位置）断开，打开点火开关用万用表进行电压
13、测量，发现1939+高位线上没有信号电压，1939-低位线上的信号电压为2.5V左右，正常。可让自己又糊涂了，反相测量电阻时没有任何问题，发动机控制模块也换了，1939+高位线上信号电压怎么会没有呢？于是自己将发动机89针插件整个拆开，重点检查动力网线插针，发现1939+高位线的插针凸出位置明显高于其它插针位置，问题终于找到了。将插针插回原位，启动车辆，各个指示仪表正常，毛病终于修好了。此故障是由于发动机网线1939+插针退出，导致发动机ECM处1939+高位线与主干网络断路，最终导致的发动机转速、机油压力、水温等信号无法传输到动力网上，威帝内网收不到这几部分信息自然就没有显示了。通过整个的故
14、障排除过程来看，自己的维修思路基本没有太大偏差，绕了很大一个弯子才排除掉该故障，主要问题出在细节上。由于发动机电脑89针插件的针孔很小，自己选用了很长的大头针，即便插针退出它也可以很好的接触到，所以测量网线电阻时是没有问题的，而主电脑插针也就5左右。插上后造成发动机电脑插针与1939+高位线插孔接触不到，从而引发了该故障。这也给自己今后的维修工作提出了很好的警示细节决定于成败。其中一步出现偏差，将影响到自己的整个判断思路。3.2动力网出现短路时引起的故障案例车型为DD6160S03，该车型配置为依维柯欧四共轨电控柴油发动机，SCR后处理系统、艾里逊第四代自动变速器，哈尔滨威帝三级CAN总线。该
15、车司机回厂报修，车辆有时出现发动机转速、水温、机油压力表突然失灵指示不准确，空挡指示消失；同时自动变速器选档器出现“猫眼”无法挂入相应档位。自己接到报修单后断定该故障为车辆偶发性故障。通过表面现象和平时自己积累的经验分析，仪表显示不正常，自动变速器选档器出现“猫眼”一般为动力网络通信出现了故障。威帝CAN网（内网）失去了发动机和变速器的通讯，自动变速器TCM与发动机ECM的通讯也出现了异常。此时自己断定动力网可能出现了短路现象或某个电控模块内部出现了问题，带着自己的疑问来到车上，打开点火开关，此时故障并没有出现，为了让故障重现，进行路试。故障果然出来了，自己马上对1939+高位线和1939-低
16、位线上的信号电压进行了测量，发现1939-低位线上的信号电压偏低，与正常值偏差很大，只有0.70.8V左右，而正常值应为2.5V左右，问题应该出在1939-低位线上。于是灭车进行进一步的确定，断电后测量电阻1939-低位线对地电阻为900欧姆左右，存在着软性短路故障。故障原因确定了，下一步要重点排查是线路引起的还是电控模块所致，对于一部16米的公交客车来说查找线路故障是一件非常繁琐的事情，逐个断开电控模块又必须保证该故障不会消失，按常规思路还是对动力网进行一一排查。以下为该车型CAN总线原理图3.2.1首先断开前车与后车的网线插件（E点位置）测量1939-低位线对地的电阻，前车恢复了正常，后车1939-低位线对地的电阻依然是900欧姆左右，故障范围缩小到了后车上，那么自动变速器、桥模块、及前车网线引起的问题应该可以排除在外了，应重点检查后车动力网线束及发动机ECM电脑和后处理电脑和分支网线。
