李敏;蔡营;岳意娥
【摘 要】描述汽车上CAN总线报文通信丢失的故障排查思路,从信号源控制器、传输线路、信号目标控制器进行展开分析,并形成故障树分析方法.在实车上的故障案例中,根据该故障树分析可以及时准确地检测出报文通信丢失的原因.故障原因被成功到并能够被人为再现,充分表明故障树分析方法是高效正确的. 【期刊名称】《汽车电器》
【年(卷),期】2018(000)011
【总页数】3页(P74-76)
【关键词】CAN总线;通信丢失;Busoff;故障树
【作 者】李敏;蔡营;岳意娥
大蒜剥皮机【作者单位】东风汽车公司技术中心,湖北武汉430058;东风汽车公司技术中心,湖北武汉430058;东风汽车公司技术中心,湖北武汉430058
【正文语种】中 文
【中图分类】U463.6
近些年来CAN总线在汽车电子应用上越来越广泛，可以实现信息共享的同时减少了线束的数量。一般乘用车上的CAN网络节点有十几个，甚至二三十个，对这些节点之间进行CAN总线信号交换的可靠性要求很高，但是由于某些原因，比如整车环境 （如蓄电池电压不稳定或过低）、CAN节点故障、传输线束故障导致目标控制器接收不到源控制器的某个报文，从而出现某个报文通信丢失的故障，严重的会影响整车的性能和安全［1］。所以查通信丢失的故障原因很有必要，没有清晰的排查思路，很难快速高效地到故障点。根据我们实车排查的经验，形成了一套CAN报文通信丢失的故障树分析方法。 1 报文通信丢失判定机制
报文通信丢失分为两种情况：一种是收不到其它CAN节点的报文，一种是自身节点发不出
报文。在整车网络中，连续一定时间内未收到报文则被认为与某CAN节点通信丢失故障。Busoff是某CAN节点发送不出去报文，累计到一定数量则按照总线协议规定进入Busoff模式。
2 报文通信丢失的故障树排查方法
我们把通信丢失的报文称为特定报文，把发送特定报文的控制器称为源控制器，接收特定报文的控制器称为目标控制器。实时故障排查我们从源控制器、报文传输线路、目标控制器三大方面去排查。
2.1 历史故障排查方法
活性炭面膜根据实车故障排查经验，当诊断仪读到有报文通信丢失相关的故障码时：与某CAN节点通信丢失或者与某CAN节点Busoff，首先判断故障码为历史故障码还是实时故障码。如果为历史故障码，可能的原因有：①车辆非正常下电，比如人为拔掉过蓄电池负极电缆；②在非OFF挡更换过车上的控制器；③控制器插接件出现过进水、接触不良等问题；④外部设备引入故障码，比如数据记录仪、故障诊断仪、用户私自加装设备；⑤整车蓄电池电压不
稳定。历史故障码可以在查到问题原因后进行清除故障码操作，并根据可能的原因进行人为再现进行验证。
2.2 实时故障排查方法
当诊断仪读到有报文通信丢失相关的故障码时：与某CAN节点通信丢失或者与某CAN节点Busoff，如果为实时故障码，采用CANoe软件进行监测特定报文是否发出，如果源控制器的特定报文未发出，故障点有可能是：源控制器电压不稳定，过高或过低都会导致通信故障；线束问题、源控制器本身硬件或软件问题；其它控制器的故障导致总线负载率升高、错误帧增加，从而影响了源控制器的特定报文被超时发送，导致发生报文丢失的故障。
如果源控制器的特定报文已发出，排除了源控制器的故障嫌疑，如果此网段上没有发生其它报文通信丢失的故障，可以初步判断传输线路是良好，故障原因可以锁定在目标控制器上，有可能目标控制器的缓冲区溢出，误认为特定报文丢失。
当诊断仪读到Busoff故障，如果报文丢失所在的网段有错误帧，或者错误帧不断增多，可以从以下方面进行故障分析。制动减速度
1）CAN网络终端电阻不匹配：终端电阻不匹配会导致网络抗干扰能力差。整车需要在断电的情况下用万用表进行测量终端电阻，如果终端电阻不满足设计要求，则有可能是：某控制器的故障、CAN主干线上线束故障、CAN支线上的线束故障或插接件接触不良。
2）某个控制器的故障有可能导致整车网络节点Busoff，如某控制器的插接件接触不良、进水，硬件问题，软件问题。在整车上，可以采用逐个拆除控制器的方法进行排查，锁定嫌疑控制器，然后解析控制器的硬件或者软件。
上述故障分析法形成故障树，如图1所示，表1列出了故障树符号说明［2］。
图1 CAN总线报文通信丢失的故障树
表1 故障树符号说明类型故障事件符号逻辑门符合含义顶事件，故障树分析中所关心的结果事件，位于故障树的顶端中间事件，位于底事件和顶事件之间的结果事件基本事件，在特定的故障树分析汇总无须探明其发生原因的底事件未探明事件，原则上应进一步探明其原因但暂时不必或不能探明其原因的底事件或门：表示输入事件x1，x2…xn中只要有一个发生，就能使能输出事件Z发生
2.3 报文通信丢失案例分析
2.3 .1 案例1
故障车辆 车辆不能起动，节点1报通信丢失故障。
故障现象 车辆在ON挡时，总线分析软件检测网络报文，负载率升高，有错误帧，如图2所示，节点1有故障码：与节点2通信丢失。车辆检测系统
图2 总线负载率与错误帧
故障分析 总线分析软件检测网络报文，节点1的特定报文未发出 （其他报文正常发出），用万用表测试了蓄电池和节点1的电源均正常，节点1的线束接触正常，更换了节点1控制器，故障依然存在。初步判断是网段上其它控制器故障导致的干扰。采用逐个去掉控制器来进行排除，当去掉节点3控制器的时候，网络错误帧不再出现，故障也消失。为了进一步确认是节点3的问题，更换了节点3控制器，网络恢复正常。故障点锁定在节点3控制器，需进一步专业解析节点3控制器。
2.3.2 案例2
故障车辆 某用户的车辆在左反光镜碰撞后整车无法正常行驶，露天情况下，经历淋雨，车辆车窗电机部分出现明显烧糊现象。
故障现象 车辆在ON挡时，总线分析软件检测到此网络busoff，有错误帧。
故障分析 在整车断电的情况下，采用万用表测量CAN线电压和终端电阻，CAN线电压为0 V （正常值为2．5 V），CANH和CANL之间电阻为4 Ω左右 （正常值为58～64 Ω）。检查总线干线的线束连接正常，再将总线网络上的控制器逐个去掉，将ABS控制器拔掉后，CAN报文恢复正常，终端电阻恢复为59．0 Ω，CAN线电压恢复为2．5 V；初步判断ABS控制器或者ABS连接端线束异常，引起CAN总线网络异常。更换了ABS控制器，CAN总线通信恢复，错误帧消失，终端电阻和总线电压恢复正常。网络busoff问题点锁定在ABS控制器，需进一步专业解析ABS。
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3 结束语烘手机
本文从信号源控制器、传输线路、信号目标控制器进行展开分析，并形成故障树分析方法。此方法可以快速高效地到故障点，可以作为测试人员进行报文通信丢失的故障排查的指导，有较强的实用性。
参考文献：
【相关文献】
［1］ 何晔．CAN总线报文丢失故障及判定方法［J］．科技视界， 2015 （33）： 126．
［2］ GB 4888－2009，故障树名词术语和符号［S］．北京：人民出版社，2009．
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