汽車CAN線原理及診斷

徐 培

（杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

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汽車CAN線原理及診斷

徐 培

（杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)代汽車各電控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸多采用數(shù)據(jù)總線-CAN線，通過總線連接很好地解決了原來復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸問題，為汽車制造及診斷維修提供便利。但有的維修人員對于CAN線不甚了解，下面我就簡單介紹一下CAN線傳輸原理，CAN線診斷方法。論文中的故障實(shí)例多為本人親身體會，現(xiàn)總結(jié)歸納，為各位同行借鑒，如有不妥提出寶貴意見。

數(shù)據(jù)總線；傳輸原理；故障診斷

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.061

CLC NO.: U472.4 Document Code:A Article ID: 1671-7988 (2016)06-173-02

1、數(shù)據(jù)總線-CAN線傳輸原理

目前汽車上的 CAN總線連接方式主要有兩種，一種是用于驅(qū)動系統(tǒng)的高速 CAN總線，另一種是用于車身系統(tǒng)的低速CAN總線。當(dāng)然對于中高級轎車還有一些如娛樂系統(tǒng)或智能通訊系統(tǒng)的總線，它們的傳輸速率更高。高速 CAN總線主要負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)控制單元、ABS控制單元、安全氣囊控制單元、組合儀表等這些與汽車行駛直接相關(guān)的數(shù)據(jù)交換。這些系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)傳遞量較大而且對于數(shù)據(jù)傳遞的速度有很高的要求，需要高速 CAN總線來滿足其信息傳遞的需要。車身系統(tǒng)的CAN總線主要負(fù)責(zé)中控鎖、電動門窗、后視鏡、車內(nèi)照明燈等對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的車身舒適系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交換。CAN線數(shù)據(jù)傳輸速度越高成本越高，所以為了降低成本根據(jù)電控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸速度的不同，選擇與之匹配的CAN線種類。

圖2　

就拿動力系統(tǒng)的CAN線來說（如上圖2所示），它用兩根相互纏繞的相交線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。動力系統(tǒng)中的各電控單元并接在這兩根相交線上。這兩根相交線一根是 CAN-H（高線），另一根是CAN-L（底線），它們在數(shù)據(jù)傳輸中波形是相反的，這樣由于它們的波形相反各自產(chǎn)生的電磁場相反而相互抵消，不會對其它線路造成干擾。它們的靜態(tài)電壓都是 5V，兩根相交線的終端各連接一個終端電阻(大約 120歐姆)，為的是防止數(shù)據(jù)傳輸過程中回波干擾。并接到總線上的電控單元有各自的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送器，它們在發(fā)送數(shù)據(jù)時，都是選擇總線空閑時發(fā)送，如果某個電控單元正在發(fā)送數(shù)據(jù)，那么其它電控單元發(fā)送器處于等待狀態(tài)，而接收器處于監(jiān)聽工作狀態(tài)判定是否是自己要接收的數(shù)據(jù)，如果是自己接收的數(shù)據(jù)則進(jìn)行接收，不是則不接收。所以一臺電控單元發(fā)送的數(shù)據(jù)可以多臺電控單元按需進(jìn)行接收。

下來我說一下網(wǎng)管，由于各種總線傳輸協(xié)議和傳輸速度不同，不同種類的總線之間有時也要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以從一種總線上傳到另一種總線上時必須在它們之間設(shè)立一個網(wǎng)管。網(wǎng)管的功能就是把一種總線的傳輸協(xié)議和傳輸速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成另一種總線一致的傳輸協(xié)議和傳輸速度，這樣不同總線之間才能互傳信息，它就像是一個翻譯（也是電控單元），不同種類的總線相互傳遞信息時，需要將它們通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行串聯(lián)。

使用總線時是有要求的，總線不能太長，信號會衰減，同時也影響傳輸速度?？偩€上不要有接頭，導(dǎo)線電阻要小?？偩€的兩根相交線的絞節(jié)長度也有要求，每一個絞節(jié)的長度不能大于1.5CM，每個電控單元與總線并聯(lián)時必須是焊接。CAN線上兩根相交線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是相同的，CAN數(shù)據(jù)總線為雙線制，如果有一條發(fā)生故障，CAN系統(tǒng)會轉(zhuǎn)為單線運(yùn)行模式，提高了整車的穩(wěn)定性。以CAN總線方式連接的控制單元中有一個發(fā)生故障，其它控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)，互不影響，只是發(fā)生故障的電控單元不能接收到其它電控單元的數(shù)據(jù)，或者不能發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。

汽車故障診斷儀一般連接到高速數(shù)據(jù)總線上（有時是通過網(wǎng)管連接），它可以與所有總線上的電控單元互通信息，我們了解了總線的基本知識就可以根據(jù)總線特點(diǎn)診斷總線故障。

我們在用故障診斷儀時，首先要通過OBDII插頭與汽車診斷插頭連接，然后進(jìn)入診斷系統(tǒng)。比如說不能進(jìn)入動力總線（高速數(shù)據(jù)總線）上的所有（有時只進(jìn)入幾個就可以了）電控單元，同時也不能進(jìn)入其它總線，這時首先懷疑診斷插頭是否出現(xiàn)問題，有時也可能是診斷儀出現(xiàn)問題，這時可以換個插頭在其它車輛上試一試，如果其它車輛正常，再拿回在故障車上試驗(yàn)一下，還是不能進(jìn)入檢查汽車故障診斷插頭，把插頭引腳撥動一下再重新連接，如果能進(jìn)入了說明插頭出現(xiàn)問題。故障依舊時，我要對診斷線連接的總線進(jìn)行檢測，用萬用表測量此總線的CAN-H和CAN-L兩根線的電壓，正常狀態(tài)時高線電壓應(yīng)當(dāng)大于2.5V，低線電壓應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.5V，兩者電壓相加應(yīng)當(dāng)正好5V，如果相加的值明顯大于5V說明總線有問題。如果兩根線電壓都是2.5V說明兩根線短路了，這時可用萬用表測量，在不斷開此總線上的所有電控單元時，如果測量值為60歐姆，說明兩根線沒有短路，為1歐姆一下時就是短路了。如果總線有問題我們也可以用波形分析的方法進(jìn)行故障診斷，有波形，且低線和高線波形對稱，則說明是正常的，正常波形如下：

圖3　

如果在診斷過程中不能進(jìn)入某一個電控單元，而其它電控單元進(jìn)入是正常的，說明此電控單元沒有工作（有時是沒有給此電控單元提供電源），也可能是此電控單元與總線連接出現(xiàn)問題，還有可能是發(fā)送和接收器損壞。

2、故障診斷一例

有一輛奧迪 A42012款轎車，車輛在行駛過程中車門不能自動上鎖，其它控制功能都正常。我們用診斷儀進(jìn)行診斷發(fā)現(xiàn)汽車行駛過程中車速為 0，車速是哪里傳輸給電控門鎖控制單元的呢？我們參看電路圖發(fā)現(xiàn)車速傳感器首先提供給防抱死控制單元，防抱死控制單元再傳到動力總線，再通過網(wǎng)關(guān)傳到舒適系統(tǒng)總線，然后提供給中控門鎖控制單元。我們進(jìn)入防抱死控制單元，結(jié)果不能進(jìn)入，發(fā)動機(jī)控制單元的車速在行駛中也為零，我們懷疑防抱死控制單元有問題。我們用萬用表測量其與總線連接部位均無發(fā)現(xiàn)問題，無奈情況下更換一塊防抱死控制單元故障排除。后我們推測可能是收發(fā)器損壞了。

3、總結(jié)

我們了解了總線的傳輸原理，我們就可以根據(jù)其特點(diǎn)，利用現(xiàn)代儀器對汽車故障進(jìn)行診斷及維修。故障診斷是在原理基礎(chǔ)上的深度開發(fā)，診斷故障的手段及方法是在被診斷對象原理及特性上發(fā)展而來的，所以要做一名高技術(shù)的汽車維修工不懂原理是不行的。

Principle and diagnosis of automobile CAN line

Xu Pei
( Hangzhou Wanxiang polytechnic, Zhejiang Hangzhou 310023 )

With the development of network technology, the modern automobile electric control system between the data transmission the can data bus line, connected by a bus to solve the original complex problem of data transmission, and provide convenience for the automobile manufacturing and diagnosis and maintenance. But some maintenance staff for the CAN line is not very understanding, the following I will briefly introduce the CAN line transmission principle, CAN line diagnosis method. Fault examples in the paper for my own personal experience, is summed up, for you to learn from peers, if not put forward valuable advice.

data bus; transmission principle; fault diagnosis

徐培，就職于杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

U472.4

A

1671-7988 （2016）06-173-02