提到不为人知的国六CAN网络模块，还要从新型传感器说起

伴随着法规的不断推进，新技术也在不断推陈出新。只有跟上新技术脚步，才能不被这个时代所淘汰。本期小轨就带大家去看看国六的新技术。

CAN网络是控制器局域网络的简称，由德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准，是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。随着CAN网络技术在国内商用车上应用的不断深化，国六系统中将有大量的传感器开始使用CAN进行信号传输，下面就带大家走进这些不为人知的国六CAN网络模块。

基于法规的要求，在所有的国六系统中，都需要对尿素质量进行检测，所以尿素质量传感器成为国六系统中的标配。

尿素质量传感器总成集成了尿素液位、尿素温度以及尿素质量传感器。尿素质量传感器检测浓度的原理为：超声波在不同介质，不同的液体浓度下具有不同的传播速度；以标准尿素32.5%浓度液体下超声波表现为基准，识别并将其它液体特性与之对比。

尿素质量传感器总成采用CAN网络通讯，采用标准CAN总线J1939格式传输数据，250K波特率数据传输。尿素质量传感器总成将尿素质量信号、尿素液位信号和尿素温度信号通过CAN信号传递给ECU，ECU得到具体信息后控制后处理系统运作。

在国六后处理系统中，需要的温度传感器较多，为了方便布局和信号传输，部分厂家(东风、锡柴)将温度传感器的信号打包集成在CAN网络控制模块内，其具体原理如下：

●将若干个温度传感器的信号（每个传感器2根物理线束）集成到一个控制单元SCU（Sensor Control Unit）；

●在SCU中各个温度信号进行转换（电压—温度）；

●然后将此若干个温度传感器的温度物理值打包通过CAN消息发给ECU（4根线束）。

该温度类型的CAN网络传感器目前所见的最多是在康明斯系统中。

3、宽域氧传感器

在国四、国五阶段，柴油机并没有加入氧传感器，在国六阶段，部分厂家（主要是轻卡和乘用车）将在排气管上加上氧传感器。氧传感器的主要作用是检测尾气中的氧含量，进而控制燃烧的空燃比和EGR率。

氧传感器的关键部件为一个平板传感器单元。该单元是基于能斯特传感器原理，并集成测量元件和加热器。氧传感器采用二氧化锆介质，该介质在高温下（约650℃）会进行氧离子电解传递，从而产生电压。

由于该特性，基于二氧化锆的氧传感器可以确定不同气体间的氧气体分压（氧浓度差）。氧传感器测量介质一侧暴露到尾气流中，另一侧暴露到参照物中，通常使用环境空气作为氧传感器的参照物。一般常见传感器通常直接或从单独气路将空气引到传感器，参照空气中可能会含有CO2、C0、水、油或燃料蒸汽等污染物的风险。

为解决以上问题，博世氧传感器通过使用信号模拟，在传感器内部密封空间中建立了一个虚拟的原氧气参照物，以满足传感器对参照物的需求。

对于国六轻卡，其氧传感器的安装位置如下：

通过氧传感器测量的氧含量对节气门和增压器进行闭环控制，进而精确控制进气量。

宽域氧传感器采用的是CAN网络的信息传输，在初始化时，氧传感器给ECU发送一个定值，当初始化完成并且加热也完成后，氧传感器才能够正常工作，这一点和NOx传感器很相似。

4、压差传感器

国六排放法规，不但要求颗粒物生产的总量（PM）有大幅下降，而且新增加对颗粒物个数（PN）的要求，这就导致必须使用DPF颗粒捕捉器，为了检测DPF的状态，在DPF的两端都加装有压差传感器。

在国六阶段对DPF的效率（PM排放）以及移除的监控要求可基于DPF两端的压差传感器实现；压差传感器在空载DPF状态（绿色empty DPF曲线）与处在PM OBD限制下的DPF状态（红色曲线）以及DPF移除状态（黄色曲线）这三种压力曲线存在明显区别。

所以说压差传感器可以用于PM监控以及DPF移除的监控。

对于压差传感器，不同的系统，采用的压差传感器的类型不同；如在博世国六系统中，DPF压差传感器采用的是三线式；而对于康明斯系统，DPF压差传感器采用的是CAN网络式。

在博世国六系统中，压差传感器不是用来计算烟度的累计值的，而是用来对DPF状态进行故障性检测。

注： 在目前的博世系统中，压差传感器只有两种类型，分别为sent协议类型和模拟型号类型。

5、节气门

在国六系统中，为了实现高效的燃烧，喷射量必须与发动机气缸内的空气供应量完全匹配。在发动机中，燃烧室内的空气供应量有电子节气门通过减少或增压节气歧管横截面进行调节。空气管理系统驱动电子执行器进行绝对精确的空气供应量调节。

在国六车中，都装配有DPF系统，节气门还可以通过开度，提高进入DOC中的废气温度，进而控制DPF还原的进行。

博世的节气门一般都采用非CAN形式，而对于大陆节气门现在有采用CAN网络的形式。

6、智能空气流量计

智能空气流量计又被叫做压差式空气流量传感器，是通过文丘里管原理，在进气端产生压差，通过压差来测量进气端的进气量。

该传感器也是通过CAN网络进行信号传输的。目前，重汽和锡柴在国六系统中匹配该类型的传感器。

7、PM传感器

PM传感器又叫做碳烟颗粒传感器，主要用来检测排放到大气中碳烟颗粒的含量。

可以用于12V和24V电压供电系统，其主要部件是由加热器、基质（包含电极）、控制模块等组成。

在传感器正常工作时，基质上的电极已经加电工作，这时在正负电极之间产生磁场，当有废气流过电极时，细小的颗粒物就在磁场力的作用下，被吸附在电机的两侧。

随着时间的推移，当正负电极间的颗粒物越积越多，正负电极之间被导通。

当正负之间被导通后，正负极之间产生电流，随着堆积物越来越多，电流也就越来越大，当电流达到某一个阈值时，完成一个检测循环。检测循环的时间的长短，可以判定尾气中碳烟颗粒的浓度。

PM传感器与氮氧传感器一样，也需要待露点释放后才能工作，当露点释放且有测试需求时，PM传感器先进行加热再生以燃烧前一个测试循环累计的颗粒物。

PM传感器也和NOx传感器一样是通过CAN网络传输信号的。

下图为国六的结构布局图，小轨就把国六的一些小知识点，给大家分享一下。

对于大型商用车，很少有厂家装配氧传感器，这是因为通过进气量的测算和燃油的精确喷射，就可以得到准确的空燃比；在确定的空燃比下，进行充分燃烧，就可以算出燃烧后所剩余的氧气量。但是对于轻卡和乘用车因为考虑到对EGR的闭环控制，会有部分厂家选择加装氧传感器。

对于上游NOx传感器，一般会选择安装在DOC的上游，这是因为在DOC内部，会发生NO转化为NO2反应，而NOx传感器对NO很敏感（测量准确），而对NO2不敏感，为了防止测量不准确，故会将上游NOx传感器安装在DOC的上游。

上面给大家讲解新型国六CAN网络模块，那这些CAN网络模块是如何进行信号传输的呢？

对于CAN网络通讯的传输采用标准帧（11位）和扩展帧（29位），在国六的系统中大都采用扩展帧（29位）。

下面就以尿素质量传感器给大家讲解CAN网络信号的传输。

对于尿素质量传感器总成的CAN ID有两个，分别为18FE9BA3和18FE56A3。

PGN为CAN信心编号，传输间隔为传输的间隔时间；开始字节为数据起始位置，“位”代表有效数据，其实例演示如下：

尿素液位

对于数据场内的第一位数9B（十六进制），查上述表格可知，其代表的为尿素液位信号，其转化关系如下表：

由表可以其最终的转化关系为：

●9B（十六进制）=155（十进制）

●尿素液位=（155*0.4%）+0=62 %

尿素温度

对于数据场内的第二位数据41（十六进制），查表可知，其代表的为尿素温度信号，其转化关系为下表：

由表可以其最终的转化关系为：

●41（十六进制）=65（十进制）

●尿素温度=（65*1）+（-40）=25℃

尿素液位高度

对于数据场内的第三位和第四位，查表可知其代表为尿素液位高度信息，其转化关系如下表：

由表可知其最终的转化关系为：

●第三位80（低8位）与第四位07（高8位）数据组合为0780(十六进制)=1920（十进制）

●尿素液位高度=（1920*0.1）+0=192mm

尿素浓度

对于另一个ID，其数据值为：

对于数据场内的第一位数80（十六进制），查上述表格可知，其代表的为尿素浓度信号，其转化关系如下表：

由表可以其最终的转化关系为：

●80（十六进制）=128（十进制）

●尿素浓度=（128*0.25%）+0=32 %

初始温度

对于start byte为4.1；bit为5；

●取第四位55H(十六进制)；转化关系如下：

0x55H=01010101(二进制) ；

●保留5位为01010（从左往右数）；

●01010（二进制）=0xA（十六进制）

本文特约作者：共轨之家

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一见到CAN线故障码就蒙圈？别急，老司机教你如何少走弯路

共轨导读

很多朋友经常问小轨CAN故障到底怎么检查？很多故障码都不知道说的什么“鬼”，讲的是哪个模块，别说去维修了，真的就是它认识我，我却不认识它。

现在国六又增加了很多带CAN的传感器比如：排温传感器、节气门、空气流量计、氧传感器和压差传感器等。但千万不要觉得这“太难了”，只有捋清思路，才能少走弯路。今天一起来分析一个案例，看完让CAN“不再难”。

故障案例

故障排查

1.读取故障码

诊断仪读取故障码，如下图：

2.故障码分析

CAN总线介绍：

类似于电脑之间通信的网线，可以实现ECU、DCU、CBCU、ABS、CAN仪表、氮氧传感器、CAN尿素泵等CAN设备之间信息共享。比如水温、机油压力等，只需要传感器信号接入到发动机ECU，而仪表再通过CAN线和ECU取得通讯，就能把当前测得的水温、机油压力实时传送给CAN仪表。所以当出现仪表这些都不显示时，首先需要考虑的是CAN线出问题了。

U0073“CAN A通讯中断”

对于EDC17CV44电脑版来说，有两组CAN线，分别是CAN-A和CAN-B，也叫CAN0和CAN1，所以故障码指的就是ECU输出的CAN-A线相关通讯故障。

如下图：

但这种故障通常并不是ECU本身问题，基本都是整车CAN网络电压异常、电阻异常以及其他CAN模块故障导致。

U0100“TCO1-CAN信号接收超时”

这个通讯故障说的就是仪表相关的通讯故障，所以一般先处理这个故障。

常见故障点：

仪表失效；

仪表的CAN线虚接或这组CAN线问题；

这组CAN线相连的其他CAN模块干扰；

仪表供电、地线和T15线异常（通常在CAN线电压和电阻测量正常后才考虑这个情况）。

3.故障点诊断

结合该车CAN网络示意图进行分析：

判断问题是否出在仪表上？

拔掉仪表，排除仪表的干扰后，再从仪表插头端测量CAN线对地电压：

正常标准：

CAN高电压在1.5-3.5V之间

CAN低电压在1.5-2.5V之间

CAN高+CAN低=5V左右

实际测量结果： 两CAN线电压都处于不断波动中，偶尔还会到20V以上

测量结果分析： CAN线电压不正常，可以排除仪表的问题。并且测量的电压偏高，所以下一步重点在：

CAN线和高电平虚接导致；

CAN模块的地线虚接；

CAN模块失效。

4.判断问题是否在其他CAN模块上

依次拔掉其他CAN模块来判断是否是其他模块失效导致CAN线异常（相对于直接查线，拔CAN模块更容易操作）。

拔CAN模块技巧：

拔CAN模块前断电源总闸

每拔一个测量一次CAN电压，测电压时可选择容易测量的点，比如在诊断口或者对应模块的CAN引脚。（在拔氮氧传感器，DCU和尿素泵时，建议在对应模块上测，并且上电线路也顺便测下）

选择性先拔

比如氮氧传感器、CAN通讯的尿素泵和后处理DCU，这些常年都暴露在外面故障率相对都较高，再去拔GPS、ABS等其他模块。

选择性后拔或不拔

因为驾驶室内的CAN模块，CAN线路出问题的概率相对比较小，而且对于模块较多的车，找模块和拆护板都是很耗时，耗力，回报率还低。除非报出了具体的模块故障或者其他都检查完了，再倒回来拔。

ECU最后拔

此故障是ECU报出的，ECU自身出问题概率很小。当ECU都拔掉之后：

若其他模块都拔掉的情况下，此时测CAN电压应该是0V

若还有其他模块没有拔掉，此时测CAN电压应该是在2.5V左右

判断方法

若拔掉某个模块，CAN电压恢复正常，则说明这个模块有问题或该模块的上电有问题。

若ECU都拔掉还是异常，说明问题点就是在线路上。

实际排查：

根据CAN网络示意图将CAN A相连的模块都拔掉了，ECU也拔掉了但是电压依旧异常，说明故障点就是在线路上，下一步就需要扒线、捋线。

5.CAN A 线路排查

捋线技巧：

重点检查各部件及转换插头是否进水腐蚀、虚接和退针。

检查CAN线束是否破皮、短路和断路。

CAN线是双绞线 ，所以捋线时主要捋双绞的线。

选择性先查 ：比如氮氧传感器、CAN通讯的尿素泵和后处理DCU，这些插头及线路故障率也是相对较高。然后就是在“黄金弯”，其次就是底盘线路，最后扒整车线。

（1）此车先查的是大梁这块线路，经检查CAN线和其他线路都没有破皮的地方，所以下一步重点就是检查后处理相关线路。

（2）后处理线路检查，在变速箱那块捋线时，发现一个插接件，上面写着“SCR电源接口”，并且捋线还能找到一个后处理继电器盒，就在尿素泵附近，如下图：

查找电路图后才知道这个继电器盒就是单独控制后处理部件电源的。其中包括氮氧传感器，尿素泵，DCU以及后处理加热部件的电源线。该继电器盒输出线引脚定义如下图：

故障猜想： 既然后处理相关部件的电源线都是来自这里，那么拔掉这个插头，就可以判断是不是后处理相关的电源线和CAN线虚接。

实际测量验证： 拔掉该插头后，在氮氧传感器插头这测量CAN线电压确实恢复到0V，再去插上ECU，测电压恢复到2.5V左右，说明问题就是出在后处理相关的电源线和CAN线上。

（3）为了再次验证这个故障点，再插上后处理继电器盒插头，分别测量氮氧传感器插头各引脚开路电压如下：

测量分析：

氮氧传感器供电异常跳动，经常跳到22V，并且CAN线电压也会偶发的跟随性变成22V。所以下一步除了检查CAN线故障，还需要处理氮氧传感器电源异常故障。打开继电器盒发现里面进水了，拔掉里面的继电器和保险，如下图：

（4）再去捋氮氧传感器线路发现确实有破皮短接电源线的地方，处理好线路。

（5）更换继电器盒总成，连接好各CAN模块试车问题解决。

知识拓展

CAN通讯的故障描述很多是让人摸不着头脑，但是知道具体说的是哪个模块之后，那么问题就解决了一半。下面总结了一些常见CAN故障，希望对师傅们有所帮助。

1.TSC1-PE超时类故障

对于这类故障码，特别是配在玉柴上时指的就是DCU这块的通讯故障。所以快速定位就在DCU的通讯上。

常见故障点：

a)DCU插头进水腐蚀，DCU进水失效（拔插头检查）

b)DCU供电线、地线和T15线问题导致DCU工作异常（大功率试灯测量）

c)ECU到DCU之间的CAN线问题，导致通讯异常(可进行飞线)

d)DCU数据问题或DCU有问题（刷写数据或更换DCU测试）

2.AT101/AT1I1/AT1G1故障

对于这类故障码说的是氮氧传感器的故障，只是AT101说的是下游氮氧传感器，AT1I1/和AT1G1指的是上游。

常见故障点：

a)插头虚接（拔插头检查或更换）

b)供电和地线虚接（大功率试灯测量观察试灯亮度）

c)CAN线电压和电阻异常（开路电压正常都在2.5v左右，电阻60Ω，部分车型会测到120Ω或40Ω）

d)氮氧传感器故障（使用诊断设备做测试或交换测试）

e)故障处理后试车故障灯若不能立马熄灭需要跑3-5个驾驶循环

3.国六CAN相关的传感器故障

虽然国六新增了很多带CAN线的传感器，但对于排查来说是更简单了，只要对氮氧传感器的故障会检查了，那对于这些CAN通讯故障检查就小菜一碟。原因有三：

通常也是4线为主：电源线、接地线、CAN高和CAN低，只是对应的针脚定义不一样；

拔掉对应的传感器，检查线路就跟检查氮氧传感器线路一样；

排除线路问题那就是CAN模块问题。

4.其他常见的CAN故障指向

既然CAN线电压不正常，那ECU怎么能读到CAN通讯故障码呢！不应该系统都进不去吗？

对于CAN通讯故障各位师傅还遇到过哪些有意思的？或者还有哪些好的排查方法？欢迎在下方留言区探讨。（文/卡家号：共轨之家）

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