汽车CAN总线技术及故障分析

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（）、CAN_L（）或CAN_L（）、CAN_H（）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WAKEUP

CAN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。

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CAN总线及其在汽车中发展与应用

作者：邵宏伟

来源：《科学与财富》2017年第09期

摘要：论文主要阐述CAN总线的产生发展，重点研究CAN用在汽车上的优越性及发展前景，讨论了在汽车上的总体设计方案，并通过其在汽车前照灯上的应用具体说明了CAN在汽车上的应用。最后。结合现状讨论了CAN在汽车上的应用前景。

关键词：CAN传输应用发展

一、CAN总线简述

（一）CAN总线产生与发展

控制器局部网（CAN-CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。

由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，1991年9月PHILIPS SEMICONDUCTORS制订并发布了CAN技术规范（VERSION

2.0）。该技术规范包括A和B两部分。2.0A给出了曾在CAN技术规范版本1.2中定义的CAN报文格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式。此后，1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具一数字信息交换一高速通信控制器局部网（CAN）国际标准（IS011898），为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路。

（二）CAN总线特点

CAN总线是一种多主总线，通信速率可达1MBPS。CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

（1）CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能。

（2）CAN总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其他校验措施，数据出错率极低。

必看⼁三个CAN⽹络故障分析

在8⽉23⽇的每周⼀课带领⼤家⼀起认识了什么是CAN通讯、CAN⽹络的⼯作原理、CAN⽹络的组成、简单介绍了CAN⽹络在卡车上的应⽤。

本期⼩轨将带领⼤家⼀起学习⼀下CAN⽹络的故障分析与排除。

CAN总线诊断基础

01

总线系统⼯作条件

★电源供给正常、⽆虚接

★地线正常

★唤醒电源正常

★CAN线正常

★终端电阻正常

★节点正常

★控制模块硬件正常

★控制模块软件正常

★各接插件、接触端⼦正常

02

哪些情况查CAN⽹络？

★报出CAN通讯相关、或者数据错误之类的故障

★仪表不显⽰、或显⽰混乱

★⽆法通讯

★车⾝灯光系统异常

★⽆法定位、⽆法起动

★其它CAN相关故障

03

节点的确认

★仪表不显⽰、或显⽰混乱 ➩ 仪表

★车⾝灯光系统异常 ➩ CBCU/灯光控制模块

★⽆法换档 ➩ TCU

★电动车窗⽆反应 ➩ 车门控制器

★⽆法起动 ➩ ECU/VCU/CBCU

★防盗开启 ➩ 防盗模块/GPS/GPRS

★空调⽆反应 ➩ 空调控制模块04指⽰灯

常见CAN故障码的分析CAN接受侦AT101超时错误（博世EDC17系统）

故障原理：1、NOx传感器通过CAN总线，将监测的氮氧浓度时时发送给ECU。如果ECU 超过0.5秒没有接收到NOx浓度信号，就会报出此故障；

2、没有接受到的原因⽆⾮是发送器、传输媒介、接收器故障。基本上都是：传输媒介故障导致，也就是NOx传感器的线束、接插件故障导致；极少数情况是，NOx传感器故障。

故障影响：

影响NOx浓度的监测；发动机故障灯点亮、发动机限扭。

常见原因：1、NOx传感器的4根线束开路、短路，或接插件故障：检查NOx传感器的接插件及4根线束，是否存在开路、短路故障，电压是否正常。其中NOx传感器接插件1号针脚是正极24V，2号针脚是负极0V，3号针脚是CAN低2.2V左右，4号针脚是CAN⾼2.8V左右。如电压不符，请排查原因；

2、极少数可能NOx传感器损坏： 也可能NOx传感器损坏，但NOx传感器售价较⾼，最后考虑更换测试。

CAN总线系统的故障案例分析

CAN总线系统是一种用于控制和通信的高性能总线系统，广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备等领域。但是在实际应用中，由于各种原因，CAN总线系统可能会出现故障，影响系统的正常运行。本文将从硬件故障、软件故障和网络故障三个方面进行分析，以便更好地理解和解决CAN总线系统故障。

硬件故障是CAN总线系统故障的主要原因之一、其中一个典型案例是节点故障。节点故障是指CAN总线上的一些设备或节点无法正确发送或接收数据。这可能是由于节点的电源故障、硬件损坏或连接不良引起的。例如，电源故障可能导致节点无法正常工作，硬件损坏可能导致节点无法发送或接收数据，连接不良可能导致数据传输错误。解决这类问题需要仔细检查每个节点的电源、硬件和连接，并进行必要的维修或更换。

软件故障也是CAN总线系统故障的常见原因之一、在CAN总线系统中，每个节点都需要运行特定的软件来实现通信和控制功能。因此，节点软件的错误或故障可能导致整个系统的故障。例如，节点软件可能存在编程错误、内存泄漏或死锁等问题，导致其无法正常工作。另外，由于CAN总线上的节点数量较多，节点软件之间的兼容性问题也可能引发系统故障。解决这类问题需要对节点软件进行仔细的调试和测试，并确保其正常运行。

网络故障是CAN总线系统故障的另一个主要原因。CAN总线系统中的节点通过物理网络连接，进行数据传输和通信。网络故障可能导致数据丢失、延迟或传输错误。例如，由于电缆损坏或连接不良，节点之间的通信可能无法稳定进行，导致数据丢失或错误。另外，由于CAN总线上的节点数量较多，网络带宽不足的情况也可能导致通信延迟或失败。解决这类问题需要检查物理网络连接、更换损坏的电缆，并确保网络带宽满足系统需求。

除了以上三个方面，还有其他一些因素可能导致CAN总线系统故障。例如，环境因素如温度、湿度等的变化可能导致节点故障或网络通信不稳定。另外，外部干扰如电磁干扰、电源噪声等也可能引发系统故障。解决这类问题需要采取合适的屏蔽措施，如使用屏蔽电缆、滤波器等。