卡尔玛集装箱正面吊动力系统CAN总线及故障排查
转载 2015-10-31 09:44 卡尔玛 来源:卡尔玛CAN总线是一种多源信号的共同传输通路,其功能允许多个信息源分时传送给多个目标。CAN总线分为单向总线和双向总线,其中单向总线信息传输方向为固定从源头传向负载;双向总线信息传输方向可以改变,即总线各端的部件既可以是信息源又可以是传输目标。目前,CAN信号传输介质为双绞线,双绞线可抑制电磁感应干扰,被广泛应用于网络通信领域。应用CAN总线技术集装箱正面吊如果出现发动机不能启动或突然熄火、变速器不能换挡或者跳转到空挡等故障时,可能是其动力系统CAN总线存在故障。
1. 动力系统CAN总线
(1)连接方法
集装箱正面吊动力系统CAN总线,可使发动机控制器EDC和变速器控制器TCU互相协调。应用CAN总线,可使位于驾驶室的主控制器KCU(还有显示终端KID和信息终端KIT)与动力系统之间的线束使用量最少化,使线束安装方便快捷,并可更好地控制发动机和变速器、及时发现和排除其故障。卡尔玛集装箱正面吊动力系统通信电路接线如图1所示。
集装箱正面吊发动机控制器和变速器控制器与主控制器之间的CAN总线两端各并联1个120Ω终端电阻,若用万用电表测得通信电缆的电阻值为60Ω左右,说明电缆及其接头没问题。(用万用电表测量时必须关闭电源)。CAN总线通信电缆终端电阻连接方法如图2所示。
动力系统CAN总线通信电缆由CAN-high(高电平)线和CAN-low(低电平)线组成,可使用万用表来判断这2条电缆的属性,其方法如下:将黑色表笔接地、红色表笔搭在CAN总线的1条电缆上,若测出的电压值为2.0~2.5V,该线为CAN-low线,另外1条则为CAN-high线;反之,若测出的电压值为2.6~2.9V,该线为CAN-high线,另外1条则为CAN-low线。
(2)发动机CAN总线
集装箱正面吊发动机的CAN总线,除了诊断信号由J1708/J1587处理外,CAN J1939 连接控制器与主控制装置(KCU)之间的所有通信,如图3所示。集装箱正面吊通过CAN总线连接发动机控制器,同时也为其他使用CAN J1939协议的零部件提供数据和信息通道。
主机厂使用自行开发的控制器,均有处理CAN总线的硬件以及使用CAN J1939 的协议,只需提供与发动机和变速器通信的软件,然后连接通信传输线(双绞线)即可。如果通信有问题,应检查硬件即控制器、电缆线和接头。
(3)变速器CAN总线
卡尔玛集装箱正面吊变速器控制器的CAN 总线采用的是与发动机相同的传输方式,即与变速器的CAN 总线并联接入驾驶室中的主控制器。
2. 常见故障
(1)CAN-high线断路
通信电缆的CAN-high线断开,可造成低位脉冲电平正常,而高位脉冲电平为0V。此时只要使用万用电表测量通信电缆的2个电平值即可判断。CAN-high线断路如图4所示。
(2)CAN-low线断路
通信电缆的CAN-low线断开,可造成低位脉冲电平恒等于5.0V,高位脉冲电平等于0V。此时只要使用万用电表测量通信电缆的2个电平值即可判断。
(3)CAN-low线与蓄电池短接
通信电缆的CAN-low线与12V(或24V)蓄电池短接,可造成低位电平等于12V(或24V),高位脉冲电平正常。此时只要使用万用电表测量通信电缆的2个电平值即可判断。CAN-low线与蓄电池短接如图5所示。
(4)CAN-low线与地短接
通信电缆的CAN-low线与地相接,可造成低位电平等于0V,高位脉冲电平正常。此时只要使用万用电表测量通信电缆的2个电平值即可判断。
(5)CAN-low与CAN -high短接
通信电缆CAN-low线与CAN-high短接,可造成高、低位电平均等于0V,如图6所示。此时使用万用电表测量通信电缆的2个电平值即可判断。
3. 故障排查实例
(1)发动机不能启动
故障现象 1台DRF 450-60S5K型卡尔玛集装箱正面吊配置的沃尔沃TWD1240VE型发动机,在操作人员按启动程序启动时没有实现启动,观察显示屏显示故障代码为“22”,据查询卡尔玛集装箱正面吊的故障代码表,得知“22”为发动机CAN总线故障。
故障排查
首先,断开蓄电池电路,使用万用电表电阻挡测量主控制器与发动机控制器之间2条通信电缆(8芯)的电阻值均正常(60Ω);
其次,检查主控制器与发动机控制器之间2条通信电缆(8芯)外观,发现这2条电缆多处外皮破损。
再次,分析发动机控制电缆外皮破损后,会造成其8芯线之间短路,将导致短路导线电流过大,可致使发动机控制器CAN 总线通信不正常。
最后,更换这2条破损的通信电缆,试车时故障消失。
原因分析
正面吊显示故障代码为“22”时,一般为主控制器、发动机控制器的软件或硬件损坏。但是主控制器和发动机控制器软件或硬件损坏的可能性很小,因为上述控制器已经识别出通信不正常,并通过显示屏显示出故障代码。因此主控制器(KCU)与发动机控制器(EDC)之间的通信电缆破损、断路或者短路,以及8芯线接头接触不良的可能性最大。
(2)挂挡不能行走
故障现象
1台DRT450型卡尔玛集装箱正面吊,出现挂挡后不能行走故障,驾驶员反应该正面吊启动时曾出现故障代码“31”(主控制器供电电压异常)和“145/01”(变速器控制器供电电压过低)。现场检查时显示屏只显示故障代码“0”(主控制器不能正常通信传输)。
变速器结构
该正面吊配置的是Dana-HR 36435型自动变速器,共有前进/后退各4个挡位。变速器上安装了1个压力传感器、1个温度传感器、1个速度传感器、5个控制换挡的电磁阀。该变速器使用2路电源供电,通过变速器CAN总线收发主控制器的命令和发送变速器工况数据。
故障排查
首先,查看故障诊断菜单,发现换挡手柄有电流输入,但变速器控制器没有电流输出到挡位控制电磁阀;
其次,测量变速器控制器插头(X251)第20、21、45、60针脚电压均正常,检查变速器上的所有电磁阀及线路均正常;
再次,检查换挡手柄输入信号正常,而变速器控制器无输出,初步判断为变速器控制器信号接收异常;
接着,采用互换法将该变速器控制器安装到其他同型号正面吊上测试,该变速器控制器正常。
然后,启动发动机,显示屏出现故障代码“31”,启动后正面吊其它功能正常,但无法行走。
最后,使用电量充足的辅助蓄电池采用搭接方法启动发动机,故障代码“31”消失,正面吊可以行走,更换电量充足的蓄电池后试机,正面吊行走恢复正常。
原因分析
正面吊原蓄电池老化、电量变少,而发动机启动电流比较大,启动时造成变速器控制器供电电压过低、不能激活主控制器,造成其不能进行正常通信传输,故显示屏显示故障代码“0”。此时变速器控制器自我保护锁定在空挡位置,因此正面吊不能行走。