一辆行驶里程仅有6000km,发动机号为5AR-HO39807的丰田凯美瑞轿车。启动该车发动机,怠速运转时VSC(车身稳定控制系统)、ABS(防锁死制动系统)、EPS(车身电子稳定系统)以及驻车系统指示灯亮起,无法熄灭,发动机转速在0~500r/min之间来回波动。
故障诊断:连接GTS诊断仪,选择自动连接模式,无法通信,诊断仪无法进入系统。通过手动模式选择“ASV”车型进入,依然无法建立通信连接,通过手动模式选择“KEYREGIST”进入,检测到的系统为:智能进入和启动系统,但其电子控制单元(ECU)状态显示为未知,即当前ECU通信存在,但通信不稳定。而诊断仪中,组合仪表检测有时会出现,但背景色为黄色,说明组合仪表有时会建立通信,但当前未通信。根据以上现象及确认结果,分析可能故障原因为:OCAN(控制器区域网络)总线主线存在短路或开路故障;②CAN通信系统连接的各相关ECU或传感器故障;③CAN总线终端电阻器故障;④CAN通信信号干扰,导致通信错误;⑤CAN总线支线存在短路开路故障;⑥其他相关故障。
从故障现象来看,如发动机转速在0~500r/min之间来回波动等现象,可以进一步推断是信号干扰带来的结果。车主最近在一家汽车美容店加装了数字电视,可能与故障有关。
发动机型号为5AR-HO39807的凯美瑞的CAN采用了2种不同类型的CAN总线,CAN是一种针对实时应用的串行数据通信系统。它是1个车辆多路通信系统,具有高通信速度并且能够检测故障。通过将CANH和CANL总线配对,CAN根据差分电压进行通信。CAN V总线和副总线2为HS-CAN总线,其工作速度为500kb/s,CAN副总线1为MS-CAN,其工作速度为250kb/s,每条CAN总线均配有2个准确判断通信所必须的终端电阻器,主车身ECU(多路网络车身ECU)和网关ECU具有网关功能,前者用于CAN V总线和CAN副总线1之间传输数据,后者用于CAN V总线和CAN副总线2之间传输数据,具体连接如图1所示。
由于DLC并联在母线上,可以在DLC相应端子上进行总线电阻值测量,但是应注意进行电阻值测量时,应先断开蓄电池的负极并等约30s的时间(将电路中的电容带电量放掉),否则测量值有很大的差异。在测量电阻前,不要对车辆进行任何操作并且等待至少1 min,不得操作点火开关、其他开关或车门。操作点火开关、任意其他开关或某个车门会触发CAN上的相关ECU和传感器通信。此通信将导致电阻值发生变化。
(1)检查CAN总线是否有故障
根据CAN总线系统图(见图1)分析,可以确定排除故障入手点为V总线,检查主总线是否断开,总线中是否存在短路。
当总线良好时,在DLC的6号、14号端子之间测量电阻,电阻值应该略小于终端电阻的一半(因为在母线上还并联了其他的电控模块,各电控模块的收发电路电阻很大)。
断开蓄电池负极端子或将点火开关转到OFF,如图2所示,检查DLC3(*16)诊断接口6号和14号脚之间的电阻为65.3Ω(标准值为54~69Ω)。 69Ω或更高,说明CAN总线主线中存在开路;低于54Ω,说明CAN总线主线中存在短路,电阻值正常不一定说明总线良好,当总线与搭铁短路或与电源短路时,在6号端子和14号端子之间测量电阻时是无法判断的。
CAN总线采用了差分处理技术,当点火开关转到ON时,高线与低线的电压之和应该等于5V。因此,可以借助DLC诊断接口的6号端子对4号端子、14号端子对4号端子处测量电压值,来判断CAN通讯故障。
当CAN总线良好时,高线的电压应高于2.5V,实测值约为2.6V,低线的电压值应低于2.5V,实测值约为 2.4V。
(2)检查CAN总线中是否存在对电源短路
若CAN总线与电源短路,在DLC诊断接口的6号端子与14号端子之间测量电阻,其电阻值应接近终端电阻的一半,高线与搭铁(6号端子对4号端子)电压值为12V,低线与搭铁(14号端子对4号端子)的电压值应接近12V。
断开蓄电池负极端子或将点火开关转到OFF,检查DLC3诊断接口6号和16号脚之间的电阻大于6kΩ,14号和16号脚之间的电阻大于6kΩ,说明v总线不存在对电源短路的故障,电压也在正常范围内。
(3)检查CAN总线中是否存在对地短路
若高线与搭铁短路,在DLC诊断接口的6号端子与14号端子之间测量电阻,其电阻值应接近终端电阻的一半,高线与电源(6号端子与16号端子)电压值为0.1v,低线与搭铁(14号端子对4号端子)的电压值应接近0。
断开蓄电池负极端子或将点火开关转到OFF,如图2所示,检查DLC3诊断接口6号和4号脚之间的电阻大于200Ω,14号和4号脚之间的电咀大于200Ω,说明v总线不存在对地短路的故障;电压也在正常范围内。
(4)检查发动机ECU和组合仪表总成之间是否有故障
将万用表调到电阻档位,测量发动机A13 CANH插脚到组合仪表B16 CANH插脚、发动机A16 CANL插脚到组合仪表B15CANL插脚之间导通良好,说明CAN总线线路没有故障。ECU与组合仪表的电路图如图3所示。
如果发动机ECU没有得到电源或搭铁,那么CAN通信系统不会工作,于是首先检查发动机ECU有没有得到电源或搭铁。先对发动机ECU的电源线进行检查,如图4所示,将万用表调到电压档,打开点火开关,分别对发动机的Al 1(STP)端子、A24(ST1-)端子、A37(IGSW)端子进行测量,电压正常。