波形分析在CAN总线系统故障中的应用——以B7L迈腾右侧前后两车窗玻璃

2023年12月9日发(作者：2013款丰田锐志)

波形分析在CAN总线系统故障中的应用——以B7L迈腾右侧前后两车窗玻璃同时出现升降故障为例

牟林;邓登云;周华新

【摘 要】以2012年款B7L迈腾副驾驶员侧前后两车窗玻璃同时出现升降故障为例讲解CAN总线系统的工作及组成,以及波形分析在总线系统故障中的应用.

【期刊名称】《装备制造技术》

【年(卷),期】2017(000)007

【总页数】3页(P204-205,216)

【关键词】CAN总线;B7L迈腾;车窗玻璃升降;故障;波形分析

【作 者】牟林;邓登云;周华新

【作者单位】广西水利电力职业技术学院汽车工程系,广西南宁530023;广西水利电力职业技术学院汽车工程系,广西南宁530023;广西水利电力职业技术学院汽车工程系,广西南宁530023

【正文语种】中 文

【中图分类】U206.35

电气控制技术在现代汽车上的应用越来越广泛，众多的控制器与控制器之间的数据交换量越来越大，导致线束越来越膨大，由此催生了汽车总线协议。但是，这也给广大汽车电气维修技术人员提出了新的要求。这里仅以2012款迈腾B7L右侧车窗玻璃升降故障为例，通过波形分析与处理的过程作简要介绍与交流。 1.1 故障现象

一辆2012款B7L1.8T自动挡迈腾轿车，行驶里程为13.56万公里，用户反映该车已有几天车门窗的升降不正常，故障现象是：操作左前车门上的右后车窗升降器按钮E714和右前车窗升降器按钮E715时，右侧两车窗玻璃都不能升降；但是操作右边两车门上的的车窗升降器开关E716和E713时，右侧前后两车窗玻璃能正常升降，其他车窗按钮操控情况正常。

1.2 故障分析

根据2012款迈腾B7L的电路图可知，该车的右前窗和右后窗的控制原理如图1所示[1]。根据图1分析可得出2012款迈腾B7L的右侧两门窗玻璃的左前车门上的右后车窗升降器按钮E714和右前车窗升降器按钮E715发出的电压信号，由左前车窗控制单元J386通过CAN到达右侧前部车窗控制单元J387，再由LIN线控制右侧后部车窗控制单元J927.单独操作右侧车门上的车窗升降器按钮E713或E716时，玻璃能正常升降，说明右侧车窗控制单元J387和J927及其供电电路、右侧两车窗升降器电机V148和V472、搭铁电路、右边两个车窗升降器按钮（E713、E716）及电源线路均没有故障；而且左侧两车窗控制完好，基本排除左侧车窗控制单元J386引起故障的可能性。于是，故障原因聚焦在：CAN总线系统，即右侧前部车窗控制单元J387及左侧车门控制单元J386的通讯线路上。

CAN总线系统是德国博世公司为解决现代汽车中众多的控制器与控制器之间的大量数据交换而开发的一种通信协议，它可以采用双绞线、同轴电缆及光导纤维作为导线。CAN总线技术的采用，使得汽车改变传统的点对点之间的连接而导致线束越来越膨大的问题得以瘦身。在迈腾轿车中CAN-BUS系统可以分为：动力CAN系统、舒适CAN系统、信息系统、仪表系统及诊断系统五个局域网系统。为提高信号的稳定性，CAN总线系统多使用双绞线，即分为CAN-H线和CAN-L线。静态时两导线的电位均为2.5 V，此状态逻辑表示为“1”，通常称为“隐性位”；当CAN-H比CAN-L电位差分电压为2 V时，逻辑表示为“0”，称为“显性位”，此时电压值通常为：CAN-H为3.5 V和CAN-L为1.5 V.

CAN总线多采用串行数据多路传输方式，数据将以高达1 Mb/s的速度在双线中传输。当CAN总线上的某个节点需要发送数据时，它将以报文形式广播给网络中所有节点。对于每个节点而言，无论数据是否是自己所需要的，都对其进行接收判断。当多组数据进行传输时，每组报文开头的11位标识符定义了报文的优先级。在同一系统中这些标识符是唯一的，即不会出现有两个节点发送具有相同标识符报文的情况。在几个节点同时竞争总线数据时，这种配置十分重要。

CAN总线系统主要由K线、控制单元、CAN构件以及收发器等组成。其中K线为CAN系统自诊断的通信线，用于与外界诊断仪进行连接；控制单元接收、处理来自于各类传感器信号，并将信号发送给对应执行元件，并接收执行元件反馈信号及产生相应故障代码；CAN构件用于控制单元间数据交换；收发器就是一个发送接收放大器，在发送时将逻辑电平转换成传输电平，在接收时将传输电平转换成逻辑电平。

2012款迈腾B7L的车窗玻璃由舒适CAN系统来控制，其中：CAN-H颜色为橙/绿、CAN-L颜色为橙/棕，具有单线工作能力。由图1可知CAN系统中还存在LIN总线系统。这里的LIN线，只是舒适CAN总线的局域网子系统，LIN线采用的是单线制度，成本低、占用空间少，由于舒适系统中的传感器和控制单元比较多，一般来说数据传递速率要求比较低的传感器和控制单元，厂家还是选择用LIN线来控制。但LIN总线在汽车上的使用正在不断缩小。

为了排查舒适CAN系统的故障，经常使用波形对比的方法来判断其故障类型，下面介绍舒适CAN系统的常见故障。

3.1 单线断路

单线断路故障有CAN-L断路和CAN-H断路两种常见故障，其电压波形如表1所示[2]。

（1）CAN-L断路波形分析。CAN-L的电压为0 V，有一个其他控制单元应答信号；CAN-H波形正常。

（2）CAN-H断路波形分析。CAN-H的电压为0 V，有一个其他控制单元应答信号；CAN-L波形正常。

3.2 单线短路

单线短路故障主要有CAN-L与电瓶正极或负极短路两种常见故障，其电压波形如表2所示[2]。

（1）CAN-L对电瓶正极短路波形分析。这时CAN-L的电压为电源电压（12 V），CAN-H波形正常。

（2）CAN-L对电瓶负极短路波形分析。这时CAN-L的电压为0V，CAN-H波形正常。

3.3 两线短路或交叉连接

这里有CAN-H与CAN-L两线短路和CAN-H与CAN-L两线交叉连接两种常见故障，其电压波形如表3所示[2]。

（1）CAN-L与CAN-H两线之间短路波形分析。两线电压波形一模一样。

对J387的T20h/8到J386的T20g/8间的CANH线，及J387的T20h/9到J386的T20g/9间的CAN-L线进行波形检测，经分析与表1中CAN-L断路波形相似，由此判断J387的T20h/9到J386的T20g/9间的CAN-L线有断路故障。经修复导线后副驾驶员侧前后两车窗玻璃升降正常，故障排除。

CAN总线在现代汽车中用得越来越多，导线功能已经不再单一化，掌握CAN系统的控制原理，采用合适的检测方法尤为重要，在维修工程中遇上CAN总线系统存在故障采用波形检测的方法能够到达事半功倍的效果。 （2）CAN-L与CAN-H交叉连接波形分析。其电压波形是互为反相波的。

【相关文献】

[1]大众迈腾Magotan_B7L电路图册[Z].2012.

[2]李臻.动力驱动CAN总线故障诊断测试与分析[J].汽车实用技术，2015（4）：56-60.