谈谈汽车CAN总线故障及其检测维修技术

谈谈汽车CAN总线故障及其检测维修技术

宁宏锋

广东绿通新能源电动车科技股份有限公司523159

摘要：随着电子控制系统和通信系统在汽车制造中的广泛应用，如ABS防抱死系统、仪表系统、汽车底盘电控系统等等，另外，随着ITS技术的发展，对汽车的布线工作和信息共享提出了更高要求，增加了布线难度。CAN总线技术的运用，提高了汽车各单元的可靠性，降低了整车布线的成本，实现了电子装备间的资源共享，使各个单元之间的控制更加方便、协调。基于此，本文就围绕汽车CAN总线故障及其检测维修技术展开分析论述。

关键词：汽车；CAN总线；故障；检测维修

1、汽车CAN总线技术的概述

1.1汽车CAN总线技术的简介

CAN（ControllerAreaNetwork），也就是俗称的控制器局域网，是指将汽车上多个控制器整合在网络中。

汽车CAN总线技术拥有独立的特性，CAN总线符合国际标准，可以应用于不同型号控制单元的数据传输。控制单元对所传输的信息进行实时检测，检测到故障后存储故障码。如果数据扩展以增加新的信息，只需要将软件升级及可完成。

1.2汽车CAN总线技术工作原理

CAN―BUS数据总线包括控制单元、控制器、收发器、数据传输终端。控制单元是CAN―BUS数据总线主要计算器，将控制器传递来的信息进行运算，并将运算数据传递给控制器。控制器接收来自控制单元的信号，形成指令通过发送器传递总线。收发器接收总线数据，并将数据传送到CAN控制器。控制器通过接收器传递信号进行转换传递给控制单元。

1.3汽车CAN总线技术的功能

1.3.1多路传输功能。为了减少车辆电气线束的数量，多路传输通信系统可使部分数字信号通过共用传输线路进行传输，系统工作时，由各个开关发送的输入信号通过中央处理器转换成数字信号，该数字信号将以串行信号的形式从传感器传输给接收装置。

1.3.2“唤醒”和“休眠”功能。“唤醒”和“休眠”功能用于减少在关闭点火开关时蓄电池的额外能量消耗。当系统处于“休眠”状态时，多路传输通信系统将停止诸如信号传输和CPU控制等功能，以节约蓄电池的电能；当系统一旦有人为操作时，处于“休眠”状态的有关控制装置立即开始工作，同时还将“唤醒”信号通过传输线路发送给其他控制装置。

1.3.3失效保护功能。失效保护功能包括硬件失效保护和软件失效保护两种功能。当系统的CPU发生故障时，硬件失效保护功能使其以固定的信号进行输出，以确保车辆能继续行驶；当系统某控制装置发生故障时，软件失效保护功能将不受来自有故障的控制装置的信号影响，以保证系统能继续工作。

2、汽车CAN总线控制结构

CAN总线技术主要是由线、收发器、控制器和终端电阻组成的。

控制器局域网控制器的作用主要是接收控制单元内微处理器发出来的数据资源信息，并对这些数据信息进行处理，然后发送给控制器局域网收发器。同时CAN控制器也对接收收发器收到的数据资源信息进行处理并传给微处理器。控制器局域网收发器是一个发送器和接收器的组合体，它将CAN控制器提供的数据转化成信号，并将信号通过数据总线发送出去，同时它也接收总线数据信息，并将数据信息传到CAN控制器。终端电阻实际上也就是一个数据传递终端，其主要作用是避免数据信息传输完成反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。

3、汽车CAN总线的常见故障

3.1汽车电源系统引起的故障

汽车信息传输系统的核心部分是电控模块，电控模块的正常工作电压在10.5-15.0V的范围内。假如汽车电源系统提供的正常工作电压低于此值，就会造成一些对工作电压要求高的电控模块出现停止工作的状态，从而使整个汽车信息传输系统出现无法通讯的现象。通过对故障代码的分析和了解可以得出故障的原因和处理方法。由于故障代码具有间歇性，因此一次断定为这根电源线发生间歇断路故障。

3.2节点故障

节点故障属于电控模块故障，也就是信息传输系统中的故障，因此节点故障也就是电控模块的故障。节点故障包括软件故障和硬件故障。其中硬件故障一般是指芯片和集成电路的故障，造成汽车信息传输系统不能正常运行。软件故障主要是指汽车信息传输系统通讯出现故障，这种类型的故障一般成批地出现，并且不可维修。因此，对于节点的故障问题，一般只有采用替换的方法进行检测。通过对故障分析和读取故障代码，可以判断其故障的原因，用替换法试换安全气囊控制单元，故障得以排除。

3.3链路故障

汽车CAN总线的链路故障也就是通讯线路的故障问题。当汽车信号传输系统出现通讯线路故障时，会导致通信线路短路，通讯信号失真，还可能会引起电控系统错误动作。但是通过对故障的检测与排除，可以发现故障的原因，最终可以排除故障。

4、汽车CAN总线的检测维修技术

当CAN总线系统出现故障时，维修人员要在第一时间检测汽车多路信息传输系统是否正常，因为一旦汽车多路信息传输系统出现故障电控单元的数据接收和发出会受到影响，为故障的检测和排出带来困难。

4.1波形检测

维修人员可以利用示波器对CAN总线的CAN-High和CAN-Low两种波形同时进行检测分析，这样在同一个界面内对两种波形进行对比就很容易发现哪里出现问题。在检测时，示波器DSO1的正极连接CAN-High，DSO2的正极连接CAN-Low，两个通道的负极同时接地。同时利用二者的电压差对其波形进行分析判断，这样就可以准确发现总线系统的故障所在。

4.2终端电阻的测量

汽车整个多路信息传输系统的2个终端电阻分别处于2个控制单元中，因此这2个终端电阻是处于并联状态的。当CAN总线系统出现故障时，维修人员可以对终端电阻进行测量，当测量的结果为每一个终端电阻大约为120Ω，电阻总值约为60Ω时，就可以确定电阻处于正常的工作状态，。当拔下一个带有终端电阻控制单元插头后，显示出检测的电阻值没有发生变化，这种情况就可有说明CAN总线系统出现了一些问题，出现的问题可能是被拔下的终端电阻已经损坏或者出现了短路现象，如果电阻值的变化无穷大，可能是控制单元终端电阻损坏。

4.3测量数据块中总线CAN通讯状态

维修人员可以利用专业的检测仪，对各控制单元的工作数据块进行读取和分析，检测各控制单元之间的数据传输是否正常。如果某个控制单元工作状态在仪器上显示为1，这就表明该控制单元能够正常发出和接收信息，处于正常的工作状态；如果某个控制单元工作状态在仪器上显示为0，这就表明该控制单元发出和接收信息不正常，系统出现了故障，其原因可能是控制单元与网关之间的连接出现中断，或者该控制单元还没有进行安装。

4.4汽车CAN导线的维修

CAN总线系统的导线一般为双绞线，如果导线出现破损需要进行接线时，每段接线距离应小于5cm。如果在导线的中央接点处进行维修，不可以将接点打开，只能在距离接点10cm以外将导线断开重新进行连接。防止干扰源对传输信号干扰，还要在接线点处进行屏蔽处理。另外，为预防传输中信号出现失真，每条导线的长度不得超过5m。

结束语：

总之，随着信息技术的发展，汽车CAN总线技术还会越来越多地应用在汽车控制系统上，降低汽车布线难度，实现信息资源共享，提升汽车行驶安全性和操作稳定性。技术人员必须不断提升自身的技术水平，熟练操作CAN系统，为汽车故障的排除和汽车生产做出贡献。

参考文献

[1]黎永键.汽车CAN总线故障诊断检测及方法[J].硅谷，2010.

[2]李俊玲.汽车CAN总线控制系统故障诊断探讨[J].现代商贸工业，2012.