CAN总线故障检测

汽车CAN总线概述及其故障诊断检测方式SILIC雾VAL汽车CAN总线概述及其故障诊断检测方式黎永键12(1.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室赵祚喜广东广州510642;2.华南农业大学工程学院广东广州510642)应用科攀[摘要]cAN总线普遍应用于汽车上,要紧用来实现车载网络各电控单元之间的信息互换,形成车载网络系统.由于cAN总线的技术特点,在当前的汽车总线网络市场上cAN总线占据主导地位.因此,介绍cAN总线的大体工作原理和典型的cAN总线应用实例.然后介绍经常使用的cAN总线故障诊断设备和常见的汽车cAN总线故障检测思路,并通过案例说明汽车cAN总线故障诊断方式.[关键词]汽车cAN总线故障诊断中图分类号:U463.602文献标识码:A文章编号:1671--7597(2020)OI20209—021汽车CAN总线应用概述CAN(Contr0llerAreaNetwork)即操纵器局域网络,是由国际标准化组织(ISO)概念的串行通信总线,要紧用来实现车载网络各电控单元之间的信息互换,形成车载网络系统.CAN是一种多主总线,通信介质能够是双绞线,同轴电缆或光导纤维,通信速度可达1Mb/s.通过CAN总线,传感器,操纵器和执行器由串行数据线连接起来.CAN在车上要紧有三种用途:①用于车身和舒适系统的低速CAN;②用于通信,导航,音频和视频的(AN;⑧用于发动机,变速器,ABS和ESP之间实时通信的高速CAN.CAN是RobertBosch公司在1986年ShE(美国汽车工程师学会)大会上第一提出.CAN总线在当前的汽车总线网络市场上占据主导地位,其短帧数据结构,非破坏性总线性仲裁技术和灵活的通信方式适应了汽车的实时性和靠得住性要求.各大汽车生产商均已开发了适应自身车型的CAN总线技术,例如最新奔驰~W220CAN-一BUS网络操纵,电脑之间数据通信采纳CAN数据总线,其中CAN上分为(ANB,CANC及光纤通信,传输数据量大,速度快,数据更平安[1].2CAN总线概述2.1CAN总线的工作原理2.1.1CAN传输系统组成.CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN操纵器,一个~CANI收发器;每块电脑外部连接了两条cAN数据总线.在系统中作为终端的两块电脑,其内部还装有一个数据传递终端(有时数据传递终端安装在电脑外部).2.i.2各部件功能.(1)CAN操纵器.cAN操纵器作用是接收操纵单元中微处置器发出的数据,处置数据并传给CAN以收发器.同时CAN操纵器也接收收发器收到的数据,处置数据并传给微处置器.(2)CAN收发器.c收发器是一个发送器和接收器的组合,它将CAN操纵器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去,同时,它也接收总线数据,并将数据传~JCAN:陉制器.(3)数据传递终端.数据传递终端实际是一个电阻器,作用是幸免数据传输终了反射回来,产生反射波而使数据受到破坏.(4)cAN数据总线.(AN数据总线是用以传输数据的双向数据线,分为CAN高位和低位数据线,别离表示为CA~ni和CAN—Lo.为了避免外界电磁波干扰和向外辐射,CAN总线采纳两条线缠绕在一路,两条线上的电位是相反的,若是一条线的电压是5v,另一条线确实是Ov,两条线的电压和总等于常值.通过该种方法,CAN总线取得爱惜而免受外界电磁场干扰,同时(AN总线向外辐射也维持中性,即无辐射.图l数据传递进程2.i.3数据传递进程.操纵单元向CAN操纵器提供数据用于传输.CAN收发器从(AN处接收数据,将其转化为电信号发出.所有与CAN数据总线一起组成网络的操纵单元成为接收器.操纵单元对接收到的数据进行检测,看是不是是其功能所需.若是所接收的数据是重要的,它将被除数认可及处置,反之将其忽略.CAN数据传递进程如图1所示[2].2.2汽车CAN总线应用实例公共Polo!轿车的CAN,总线系统通过ECU对车辆各类信号进行监测,依照设定程序对燃油泵继电器和车内灯等执行元件进行操纵.Polo!轿车中的汽油发动机有1个新的燃油供给操纵装置,用2个并联的继电器代替单个集成防撞燃油关闭装置的燃油泵继电器.这2个继电器是燃油泵继电器和燃油供给继电器,位于车载网络系统操纵单元继电器托架上,如下图.其工作方式:(1)打开驾驶员侧车门后,车门触点开关将信号发送到车载网络控制单元J519,J519操纵燃油供给继电器,并使燃油泵运行约2s.打开驾驶员侧车门后,车门触点开关F2将信号送NJ519,使燃油供给继电器J643接通.现在,燃油泵G6运行大约2s,见图2.(2)当驾驶员侧车门短暂开启时,J519通过其按时开关心断燃油泵继电器,燃油泵停止运转.(3)若是驾驶员侧车门开启超过30min,3519通过其按时操纵装置使燃油泵从头受控.(4)打开点火开关或起动发动机后,燃油泵通过燃油泵继电器J17,由发动机操纵单元操纵.F:f0.囵【铡2燃湖每之掩制.0,】5I9.1.救州络系统拄制单兀V2.:0(F2)?¨触点]荚JO43一油采继电器1JI7-油袋继电器2(一油艇3CAN总线故障诊断设备每一个汽车生产商或供给商都有它属于自己的专用诊断系统,而这些信息一般是保密的.原始的CAN信息能够通过示波器,一些扫描工具或CAN的分析仪进行观看,标准的设备如电压表和示波器在测量CAN和其它汽车网络的时候有局限性.CAN总线的数据传输不能反复地提供具有稳固信号的成心义的测量值,需要用到特殊的技术和设备来有效地设计和寻觅网络故障点[3].3.1利用万用表检测CAN总线.电压:怠速时,连接两根CAN线路的数字电压表将会测量0V一这是…1':CAN和的不同.这是怠速状_HiCANLo态.总线上有cAN报文,电压表就会提示可能0.5v或依照总线传输的特性确信.这是不同于总线的平均值,以避免响应的电压太高.这就会让电压读数在保护cAN方面几乎不起作用.应周科学VA巍电阻:电压表的欧姆档在检测cAN线路对地短接,电池短路方面起作用.典型的电阻在汽车的OEMs中有打印出来,而且取决于汽车ECM的数量和类型.车钥匙必需打到0ff档才能够测量出CAN总线的电阻值.3.2利用示波器检测CAN总线.无重复信号:许多总线上的网络传输(包括cAN)是不重复的,因此很难用示波器去触发观看.数字示波器用于观看波形.一般示波器依托于反复显现的图片,而这需要稳固的,重复的信号,才能有清楚,无抖动的显示.图3是从模拟示波器取得的模糊图像,图4是采纳一样数码采样坐标并存储的数字图像,不同清楚可见.图3模拟示波器的CAN输出图4数字示波器的CAN输出图3是许多CAN报文彼此重叠的结果,而且在不同的时刻里示波器的显示屏上覆盖了.图3是一次CAN报文的采样并存储在示波器的内存里,再显示出来.从图3能够找到有效的信息.能够看出总线的近似电压是正确的,而且信号显示出来,没有偏高或偏低的漂移,不能证明它们是CAN的组成部分.电路的缺点会致使波形显示这些问题.图4是11位CAN组成,带有010标识符和一个字节,值为55(16进制)的数据.它由一个型号HP54645,100Mllz的数字存储示波器捕捉取得.很容易看出整个波型是很清楚,有适当的电压和频率.3.3利用CAN分析仪检测CAN总线.标准的CAN总线分析器能够读取CAN传输数据,把用户指定的信息发送到总线上,并提供统计的信息,比如总线加载和总线的错误信息.图5GryphonCAN分析器图5是Gryphon.它直接连接到车上的OBDII接口并捕捉OBDII代码,但也会捕捉类似于图18所示的专用报文.合格的CAN分析器会显示带有标识符的CAN报文和任何数据值.许多分析器会针对一些特定的CAN报文显示其缩写,图6给出了一些例子.不单单是显示标识符,数据值和时刻,同时也显示一些有效标识符的缩写.图6CAN分析仪显例如子4汽车CAN故障类型及诊断方式41CAN—BUS网络系统故障现象.CAN—BUS网络系统发生故障时一样都有一些明显的故障特点.故障现象有以下三种:(1)整个网络失效或多个操纵单元不工作或工作不正常.(2)在不同的系统,不同的地址同时表现出不同的多个故障,且故障现象的之间没有任何关联.(3)个别操纵单元或多个操纵单元在接上专用诊断仪后无法与诊断仪通信.4.2故障缘故.(1)汽车电源系统引发的故障.汽车多路传输系统的核心部份是含有通信Ic芯片的电控模块ECM,电控模块ECM的正常工作电压在10.515.OV的范围内.若是汽车电源系统提供的工作电压低于该值,就会造成一些对工作电压要求高的电控模块ECMtB现短暂的停工,从而使整个汽车多路信息传输系统显现短暂的无法通信.(2)汽车多路信息传输系统的链路故障.节点是汽车多路信息传输系统中的电控模块,因此节点故障确实是电控模块ECM的故障.(3)汽车多路信息传输系统的节点故障.当汽车多路信息传输系统的链路(或通信线路)显现故障时,如:通信线路的短路,断路和线路物理性质引发的通信信号衰减或失真,都会引发多个电控单元无法工作或电控系统错误动作.43CAN—BUS网络系统故障诊断步骤.通过对以上三种CAN总线故障的分析,能够总结出该系统一样诊断步骤为:(1)了解汽车车载网络系统的大体结构,最好能画出其网络结构大体框图.(2)了解该车型的汽车多路传输系统特点,包括:传输介质,几种子网及汽车多路信息传输系统的结构形式等.(3)汽车多路信息传输系统的功能,如:有无唤醒功能和休眠功能等.(4)检查汽车电源系统是不是存在故障,如:检查蓄电池电压,各接头连接情形,相关熔丝,发动机与车身的接地情形:交流发电机的输出波形是不是正常等.(5)检查汽车多路信息传输系统的链路是不是存在故障,可采纳替换法或采纳跨线法进行检测.(6)若是是节点故障,只能采纳替换法进行检测.(7)利用CAN系统的故障自诊断功能[4].5汽车CAN总线诊断案例2002款上海波罗(Polo)轿车电动车窗不工作故障排除.51故障现象.一辆上海公共波罗(Polo)轿车,配备手动变速器和两前门电动窗,无中控门锁,在某装饰部加装一套防盗器和中控门锁后,显现电动车窗无法工作现象.5.2故障检测与排除.第连续接V.A.G1552故障阅读仪,输入09地址码(车载网络治理系统操纵单元),利用02功能(查询故障存储器)读取故障码,取得两个偶发性故障码:一个是电源电压太低;一个是CAN网络线断路.利用O5功能(清除故障存储器)清除故障码后,再利用O2功能(查询故障存储器)读取故障码,没有故障码存在.利用06功能(终止输出),再输入19(数据总线操纵单元),利用02功能(查询故障存储器)读取故障码,没有故障码.再输入46(舒适系统),利用02功能(查询故障存储器)读取故障码,读得的故障码是01330,含义是:Convenience SyscontralUnit-T93PowerSupplyTooSmal1(舒适系统中央操纵单元T393电源供给过小).利用05功能(清除故障存储器)清除故障码后,再利用02功能(查询故障存储器)读取故障码,没有故障码存在.按压车窗开关,没有反映.再输入og地址码读取电脑版本为:f面一丽辩撼.l嘶…～…一………;}L量整一篓壁一!垡麴…～…～一……j发觉电脑编码不对,该车的电脑编码应该是17566,而读得的结果为09216.利用v.A.G1552故障阅读仪进入07(编码),输入17566.退出再进入l9读版本,发觉数据总线编码为00014,是正确的.退出后输入46地址码读取电脑版本为:丽赢r——]L毽_嘎壁越蹙:塑照一——;发觉该编码也不对,该电脑编码应该是00067,而读得的结果为01024.利朋v.A.G1552故障阅读仪进入07(编码),输入00067.退出系统,按压电动车窗开关,电动车窗工作正常.6结语目前,汽车CAN总线技术具有优越特点,在现代汽车中应用日趋广泛.深切把握汽车CAN总线技术的结构组成,工作原理,故障特点及诊断排除方式,汽车修理人员才能快速,准确地排除装配有CAN总线的汽车故障.参考文献:[1]朱建风,李国忠,常见车系CAN—BUS原理与检修,北京:机械工业出版社,2007.[2]饶运涛,邹继军,郑勇芸,现场总线CAN原理与应用技术,北京:北京航空航天大学出版社,2003.[3]RobertBoys.CAN:ControllerAreaNetworkIntroductionandPrimer[4]李东江,张大成,汽车车载网络系统(CAN—BUS)原理与检修,北京:机械工业出版社,2005.作者简介:黎永健(1983一),男,广东清远人,硕士研究生,就职于华南农业大学工程学院,研究方向为:汽车诊断与检测;赵祚喜(1968一),男,教授,博士,就职于华南农业大学工程学院.。

CAN总线检测方法1、车辆无法启动。

（1）首先观察无法启动时车辆的状态，主要是仪表。

观察仪表是否有电，因为从仪表上可以看到车上其他模块的工作状态。

如果仪表没有电可按下面的方法查起。

首先，要检查仪表没电时的状态。

因为仪表的显示受前控模块和顶控模块的控制。

同时后控模块也影响仪表。

当打开电源开关后，按下ON档开关。

看车上总线相连的开关是否有电。

如有电说明是前控的问题，这里指根前控相关的所有问题。

包括前控的线路问题。

如没有电说明是后控的问题。

这时可以通过另一种方法简易判断。

即打开电源时仪表是否有电通过。

有电就是前控的问题。

没电则是后控的问题。

（2）当车上的仪表有显示时可以通过仪表的液晶显示屏进行观察。

方法如下，按动仪表下方的上翻键或下翻键可以找到模块在线界面。

当车辆不启动时，有可能是桥模块、后控模块或前控模块掉线引起的。

观察是否在线可以轻松的判断。

同时，桥不在线时仪表下面的挡位指示灯不亮，后控不在线时档位灯亮。

若仪表下方N灯不亮，则发动机也无法正常启动，可检查发动机与变速箱通信线是否短路、断路。

（3）起动机可以转动，但是就是起动不着。

这是由于发动机的电脑故障或者是供油系统的故障引起的。

排除的方法如下：首先检查模块的保险是否烧毁。

其次检查车辆线束上的接插件是否牢靠。

最后是检查模块上的接线是否有退出的。

2、发动机的信号无法传入总线这一般是由于发动机和总线的接口出现了问题。

在车上一共有三个接口。

一个在前部电线束里，一个在后备电箱中，另一个在发动机上面铁盒边，都是屏蔽线的自锁接头。

查找这些插头，看看是否有问题。

3、仪表气压表显示不一致：气罐压力传感器是通过检测气罐中的压力，传感器输出一个模拟电阻信号传输到中控，再由中控到总线（气罐压力传感器线号72对应中控针角4-17，负极搭铁信号线为76，另一个气罐压力传感器线号74对应针角4-18负极搭铁线号为77），由总线转为数字信号通过仪表模块显示气压，电阻越大则显示气压越高，当负极搭铁线掉后或针角线虚后，电阻变为无限大，则仪表压力将顶到顶部。

一、CAN总线简介CAN总线即控制器局域网，为串行通信协议，能有效的支持具有很高安全等级的分布实时控制,在汽车电子行业中,使用CAN连接发动机控制单元,传感器,防刹车系统等等,其传输速度可达到1Mbit/S。

1、CAN总线数据生成CAN总线的数据分为模拟信号与数字信号，模拟信号是由传感器检测得到,并将得到的信号进行转换(A/D),变成数字信号,送给MCU,由MCU将生成的CAN报文发送到总线上。

模拟信号一般显示在指针表上,如气压1,气压2等。

数字信号相对简单,可直接由MCU 接收,然后将报文发到CAN总线上,如发动机诊断,刹车片磨损等等,一般显示在仪表上。

2、CAN信号线CAN传输的两条信号线被称为CAN_H 和CAN_L。

通电状态：CAN_H（2.5V）、CAN_L（2.5V）或CAN_L（3.5V）、CAN_H（1.5V）断电状态：CAN_H、CAN_L之间应该有60～62欧电阻值，两个120欧分别在仪表模块和后控模块中,并联后是60欧姆左右。

☞友情提示:用万用表是测不准CAN_H或CAN_L电压的,因为通电后CAN线上的电压在不停变化,而万用表的响应速度很慢,所以测得的电压是并不是当前电压而是电压的有效值。

3、唤醒线WAKEUPCAN总线所有模块都有两个WAKEUP引脚，模块内部是连接在一起的，前控模块为WAKEUP输出，其它模块为WAKEUP的输入，连线时总线各模块的WAKEUP都必须与前控连接在一起，当前控电源正常、钥匙1档（ACC档）开时，前控正常工作，WAKEUP输出（输出电压值约等于当前电源电压），总线其它模块收到WAKEUP 信号，模块被唤醒，在电源正常的情况下，各模块开始工作。

二、线路和模块的基本检查1、线路的基本检查分为输入和输出线路。

对输入线路的检查：首先，要找到输入的管脚（各种车的管脚定义不同）；然后将输入的管脚与模块断开；最后对线路是否有信号输入进行检查。

对输出线路的检查首先，确定输出的线路是否断线或搭铁。

AUTO AFTERMARKET | 汽车后市场汽车CAN总线系统故障检测浅析曹向红天津交通职业学院 天津市 300110摘 要： 本文通过研究CAN总线在汽车中的应用类型，并分析其特点，针对典型故障案例进行剖析，总结归纳常见的汽车CAN总线故障类型以及各汽车电控单元之间的数据传输，采用数据流与波形分析、故障自诊断等手段找到故障的解决办法，提出一套适用于CAN总线系统故障的处理与检测有效方案。

供汽车维修工作人员进行参考，提高工作效率，能够准确的进行故障排除。

关键词：CAN总线　波形分析　故障排除1　CAN总线在汽车中的应用汽车上电子控制单元越来越多，为减少汽车线束，同时降低整车成本，CAN总线技术应用越来越广泛。

汽车CAN总线大致有两种连接方式，一是高速CAN总线，速率可达到500kb/s。

另一种是用于车身系统的低速CAN总线，速率为100kb/s。

目前，CAN总线技术已被国内外汽车企业广泛应用。

结合信号重复率等情况，CAN 数据总线系统共有五种类型：第一类驱动CAN数据总线。

数据传输速率是500kb/s，属于典型的高速CAN总线，利用驱动系统内控制单元中的应用来建立网络。

第二类是舒适CAN数据总线。

数据传输速率是100kb/s，属于低速CAN总线，利用舒适系统控制单元中应用来建立网络。

第三类是信息娱乐CAN数据总线。

传输速率是100kb/s，属于典型的低速CAN总线，利用导航系统中应用来建立网络。

第四类是组合仪表CAN总线。

它也是低速CAN总线之一，传输速率是100kb/s。

第五类是诊断CAN总线。

它是高速CAN总线之一，传输速率是500kb/s。

2　CAN总线的组成与特点2.1　CAN总线系统的组成对于CAN数据总线来说，它主要有三个方面，一是ECU，即电控单元，二是传输介质双绞线，三是终端电阻。

1.电控单元CAN总线连接的电控单元，就是我们所说的CAN总线节点，从理论来看，这一总线能够与很多节点相连。

C目前汽车各大系统基本都由模块统一控制，相同类别的模块组建成一个局域网络，例如发动机、变速器、ASB,气囊就使用CAN总线连接构成了一个驱动CAN。

各局域网之间的通信速率不一样，协议不一样，相互不能直接通信，需要一个网关来协调各个局域网之间的通信（下图）。

▲局域网之间的物理关系网络出现故障，总结起来就是模块本身故障、总线虚接、总线开路、总线之间相互短路、总线对地短路、总线对正极短路。

出现故障的表现就是单一模块不通信、总线瘫痪。

下面针对较常见的故障来讲解维修方法。

Ol单一模块不通信故障检修单一模块不通信是指在一个局域网上所有的模块基本都能通信，且可以读出故障码，但都会报与某一个模块失去通信的故障码。

例如，在驱动CAN总线上面有发动机电脑、自动变速器电脑、ABS电脑，ABS故障灯点亮，使用解码器扫描全车模块，发现发动机电脑、自动变速器电脑有故障码，ABS电脑无法通信。

根据总线通信的原理可以分析出以下信息：驱动CAN总线没有对正极或负极短路，否则驱动CAN总线便瘫痪了。

如果ABS电脑内部有终端电阻，则不考虑ABS电脑的CAN总线开路。

否则驱动CAN总线便瘫痪。

如果ABS电脑内部没有终端电阻，则可能是CAN总线瘫痪了。

ABS电脑的电源可能会出现故障，因为ASB电脑的电源有故障，那么ABS电脑就无法正常开机工作，所以电脑无法通信。

ABS电脑本身故障，如果电源是完好的，总线也是完好的，则ABS电脑本身故障。

下面看一下准确的检修捕捉步骤：根据电路图检查电脑的电源部分，如果有故障修复即可。

根据电路图找到电脑的总线，然后拔掉插头测量CAN-H和CAN-L的电压,看是否在合理范围内。

一般只会得到以下两个结果：正常的；一根线没有电压，另一根线正常，或者两根线都没有电压，没有电压的即开路。

如果确定了电脑的电源是完好的，CAN总线电压也是合理的，此时便可以更换电脑了。

02总线瘫痪检修总线瘫痪就是总线上所有的模块都不能通信了，且是持久不能通信，不是偶发的。

汽车CAN总线技术及故障检修庆元县康达小车修理厂周远锦【摘要】汽车CAN总线技术是一种全新的汽车电控系统信息通信方式，是为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换的一种串行通信协议，适应汽车恶劣的工作环境和通信速度要求，在信息传递资源共享方面有着独特的优势，并可有效减少线束的长度和节点数量；同时汽车CAN总线也有着自身独特的结构、工作特性以及相应的故障特点，对其性能的故障及检修排除方法。

【关键词】汽车CAN总线原理技术检修引言随着电子技术的不断发展，现代汽车上应用电控系统越来越多，为了使各电控系统之间实现信息共享，减少传感器及导线的数量，一种基于CAN总线的技术在汽车上广泛采用。

CAN总线技术是一种有别于传统电气系统连接的新型信息通信方式，它的结构、原理、故障形式和检修方式都有着自身的特点。

一、汽车CAN总线技术应用的原因随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制；从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统；从电源管理到为提高舒适性而做的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶控制。

另外，随着近年来的发展，以GPS、蓝牙、远程诊断为代表的新型电子通讯产品的出现，对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。

从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。

据统计，1辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000m电气节点达1500个，而且根据统计，该数字大约每10年增长1倍。

无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。

从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、行驶稳定系统、废气再循环控制、巡航系统和自动空调系统等。

为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。

但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。