汽車CAN總線系統(tǒng)故障診斷概述

【摘要】CAN總線技術(shù)是一種有別于傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)連接的新型信息通信方式，它的結(jié)構(gòu)、原理、故障形式和檢修方式都有著自身的特點。本文主要分析了汽車CAN總線系統(tǒng)的故障及檢測方法。

【關(guān)鍵詞】汽車；CAN總線；原理；故障；診斷

一、汽車CAN總線技術(shù)概述

CAN的全稱是ControllerAreaNetwork，也就是俗稱的控制器局域網(wǎng)，是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的電控模塊（ECU）之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行通信協(xié)議。CAN總線將汽車上多個控制器整合在網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線上的每個節(jié)點都有自己的地址，CAN總線控制器的數(shù)據(jù)資料是由控制單元提供的，CAN收發(fā)器從CAN控制器處接收到數(shù)據(jù)資料，并將這些數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)化為信號發(fā)送至數(shù)據(jù)總線?？刂茊卧獜臄?shù)據(jù)總線上接收數(shù)據(jù)，并對接收到的數(shù)據(jù)進行檢測，判斷是否屬于該控制單元所需，如果是此控制單元所需要的，那么就被認可和接收，反之則不被認可和接受，從而完成數(shù)據(jù)的整個傳輸過程。

二、CAN總線技術(shù)的結(jié)構(gòu)

CAN總線技術(shù)主要是由線、收發(fā)器、控制器和終端電阻組成的?？刂破骶钟蚓W(wǎng)控制器的作用主要是接收控制單元內(nèi)微處理器發(fā)出來的數(shù)據(jù)資源信息，并對這些數(shù)據(jù)信息進行處理，然后發(fā)送給控制器局域網(wǎng)收發(fā)器。同時CAN控制器也對接收收發(fā)器收到的數(shù)據(jù)資源信息進行處理并傳給微處理器?？刂破骶钟蚓W(wǎng)收發(fā)器是一個發(fā)送器和接收器的組合體，它將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信號，并將信號通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去，同時它也接收總線數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息傳到CAN控制器。終端電阻實際上也就是一個數(shù)據(jù)傳遞終端，其主要作用是避免數(shù)據(jù)信息傳輸完成反射回來，產(chǎn)生反射波而使數(shù)據(jù)遭到破壞。

CAN數(shù)據(jù)總線是用來傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，分為CAN-High和CAN-Low數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)在沒有指定接收器時，數(shù)據(jù)信息默認的通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給各控制單元，各控制單元接收到數(shù)據(jù)后進行計算。為了防止外界電磁場的干擾和向外輻射，CAN總線采用兩條線纏繞在一起，兩條線上的電位是相反的。通過這種方法，控制器局域網(wǎng)總線得到很好的保護，而且不受外界電磁場的干擾。

三、汽車CAN總線系統(tǒng)的故障

（一）汽車電源系統(tǒng)引起的故障

汽車信息傳輸系統(tǒng)的核心部分是電控模塊，電控模塊的正常工作電壓在10.5～15.0V的范圍內(nèi)。假如汽車電源系統(tǒng)提供的正常工作電壓低于此值，就會造成一些對工作電壓要求高的電控模塊出現(xiàn)停止工作的狀態(tài)，從而使整個汽車多路信息傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)短暫的無法通訊。通過對故障代碼的分析和了解可以得出故障的原因和處理方法。

（二）節(jié)點故障

節(jié)點故障屬于電控模塊故障，也就是信息傳輸系統(tǒng)中的故障。節(jié)點故障包括軟件故障和硬件故障。軟件故障即傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突，從而使汽車多路信息傳輸系統(tǒng)通訊出現(xiàn)混亂或無法工作，這種故障一般成批出現(xiàn)，且無法維修。硬件故障一般由于通訊芯片或集成電路故障，造成汽車多路信息傳輸系統(tǒng)無法正常工作。因此對于節(jié)點故障，一般只能采用替換法進行檢修。

四、汽車CAN總線的檢修

（一）波形測量

運用示波器可以同時測量CAN-Hig和CAN-Low的示波器可以同時測量CAN-Hig和CAN-Low的波形，通過使用示波器兩個通道在同一界面下同時顯示CAN-Hig和CAN-Low的同步波形，能很直觀地分析系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問題。

（二）終端電阻的測量

為了避免信號反射，在兩個CAN總線用戶上分別連接一個120Ω的終端電阻。這兩個終端電阻并聯(lián)，并構(gòu)成一個60Ω的等效電阻。當測量的結(jié)果為每個終端電阻大約120Ω，而總值為60Ω時，可以判斷連接電阻是正常的，但是并非所有車輛都在CAN總線上有終端，有的終端電阻也不一定就是120Ω，其結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的阻值依賴于總線的結(jié)構(gòu)，具體類型可以根據(jù)相應(yīng)的電路圖查找。此外，單個電阻可以各自分開測量。把一個便于拆裝的控制單元從總線上脫開。然后在插頭上測量CAN-Low導(dǎo)線和CAN-High導(dǎo)線之間的電阻。如果總的阻值被測量后，將一個帶有終端電阻的控制單元插頭拔下，顯示阻值發(fā)生變化，這是測量的一個控制單元的終端電阻阻值。當在一個帶有終端電阻的控制單元插頭拔下后測量的阻值沒有發(fā)生變化，則說明系統(tǒng)中存在問題，可能是被拔下的控制單元終端電阻損壞或是CAN-總線斷路。如果在拔下控制單元后顯示的阻值變化無窮大，則可能是連接中的控制單元終端電阻損壞，或是該控制單元的CAN-總線出現(xiàn)故障。測量時應(yīng)注意在拆下電瓶的電壓線時，等待約5min直到所有的電容器充分放電后再開始進行。

（三）讀取測量數(shù)據(jù)塊中的CAN通訊狀態(tài)

通過專用檢測儀讀取某控制單元數(shù)據(jù)塊，可以觀察有些控制單元與之發(fā)生信息交流以及工作狀態(tài)是否正常。例如在VAG5054上如果某控制單元顯示1，表示正在被執(zhí)行自診斷的控制單元上接收信息；如果顯示2，則表示正在被執(zhí)行自診斷的控制單元沒有從該控制單元上接收信息。原因可能是到組合儀表之間的連線斷路或沒有安裝該控制單元。

參考文獻

[1]康拉德·萊夫.BOSCH汽車電氣與電子[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2014.

[2]楊慶彪.大眾車系新電器培訓(xùn)教程[M].北京：北京中國勞動社會保障出版社，2009.

作者簡介：陳明（1985.08—），男，漢族，河南南陽人，助教，研究方向：汽車檢測教育。