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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.。
汽车can总线工作原理汽车CAN总线工作原理。
汽车CAN总线是一种用于汽车电子系统之间进行通信的现代化技术。
CAN总线系统可以实现各种汽车电子控制单元之间的高速数据传输和通信，使得汽车各个系统可以实现协调工作，提高了汽车的整体性能和安全性。
CAN总线系统采用了一种串行通信的方式，它可以在一个总线上连接多个控制单元，通过总线上的数据帧进行通信。
CAN总线系统还具有较高的抗干扰能力，可以在汽车的恶劣环境下稳定可靠地工作。
CAN总线系统的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数据帧格式，CAN总线系统的数据传输采用了数据帧的格式，每个数据帧包括了ID、数据、控制位等部分。
ID用于表示数据帧的优先级，数据部分用于传输实际的数据信息，控制位用于控制数据帧的发送和接收。
2. 帧的发送和接收，CAN总线系统采用了基于时间的帧发送和接收机制，通过在总线上发送和接收数据帧来实现控制单元之间的通信。
发送控制单元首先会检测总线上是否有其他数据帧正在发送，如果没有则发送自己的数据帧，如果有则等待一段时间后再次检测。
接收控制单元会在总线上接收到数据帧后进行解析和处理。
3. 网络拓扑结构，CAN总线系统可以采用总线型、星型、树型等不同的网络拓扑结构，使得多个控制单元之间可以进行灵活的连接和通信。
不同的拓扑结构对于汽车电子系统的布局和连接都有一定的影响。
4. 通信速率，CAN总线系统可以支持不同的通信速率，通常情况下可以分为低速CAN和高速CAN两种，分别用于不同的汽车电子系统之间的通信。
高速CAN通常用于发动机控制单元、变速器控制单元等需要高速数据传输的系统，而低速CAN则用于车身控制单元、娱乐系统等低速数据传输的系统。
总的来说，汽车CAN总线系统通过数据帧格式、帧的发送和接收、网络拓扑结构以及通信速率等多个方面的工作原理，实现了汽车各个电子控制单元之间的高效通信和协调工作。
这种先进的通信技术为汽车的性能、安全性和舒适性提供了强大的支持，是现代汽车电子系统中不可或缺的重要部分。
汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。
CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。
CB311CAN总线的结构如图1所示。
图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。
CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。
2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。
它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。
同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。
3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。
两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。
通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。
4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。
CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。
汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。
can总线第二章can总线系统原理CAN总线是一种串行通信总线，广泛应用于汽车电子系统、工业自动化和航空航天等领域。
CAN总线的设计目标是提供高可靠性、实时性和可扩展性的通信解决方案。
本文将详细介绍CAN总线的系统原理。
CAN总线系统由以下几个主要组成部分构成：CAN控制器、CAN收发器、CAN总线和节点。
CAN控制器负责管理和控制通信过程，而CAN收发器则负责将控制器发送的数字信号转换为电压信号，并将接收到的电压信号转换为数字信号。
CAN总线是连接各个节点的物理介质，节点则是CAN 总线上的设备或系统。
CAN总线采用差分信号传输，即通过两条线分别传输正负两个信号。
这种差分传输方式可以减小干扰对信号的影响，提高通信的可靠性。
CAN 总线使用非归零码(NRZ)编码方式，即不使用0和1两种信号电平来表示数据，而是使用高低电平的变化表示数据位的变化。
CAN总线采用了CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)的工作方式。
在CAN总线上，每个节点都可以发送和接收数据。
当一个节点要发送数据时，它首先监听总线上是否有其他节点正在发送数据。
如果没有冲突，则该节点发送数据；如果发现冲突，则停止发送数据，并等待一个随机的时间后再次尝试发送。
CAN总线支持广播和点对点通信。
广播是指一个节点向所有其他节点发送相同的数据，而点对点通信是指一个节点向另一个节点发送特定的数据。
广播通信可以实现消息的快速传播，而点对点通信可以实现节点之间的私密通信。
CAN总线提供了多种帧类型，包括数据帧、远程帧和错误帧。
数据帧用于传输实际的数据，远程帧用于请求其他节点发送数据，而错误帧用于传输错误信息。
每个帧都包含标识符、控制位、数据和校验字段。
标识符用于唯一标识每个帧，控制位用于指示帧的类型，数据字段用于存储实际的数据，而校验字段用于检测数据传输过程中是否发生错误。
CAN总线具有很高的实时性和可靠性。
它支持多个节点同时发送和接收数据，并且可以在微秒级的时间内完成数据传输。
汽车CAN总线系统原理汽车CAN总线系统是一种用于车辆内部通讯的网络结构，它是一种串行通讯协议，用于在车辆的各个电子控制单元（ECU）之间进行信息交换。
CAN总线系统的应用使得车辆的电子系统能够更加高效地进行通讯和协作，从而提高了车辆的性能和安全性。
首先，我们来了解一下CAN总线系统的基本原理。
CAN总线系统采用了一种差分信号传输方式，即在两根导线上传输相互互补的信号。
这种方式可以有效地抵抗电磁干扰，保证信号的可靠传输。
此外，CAN总线系统还采用了一种分布式控制的网络结构，每个节点都可以独立地发送和接收信息，从而实现了高效的并行通讯。
在CAN总线系统中，每个节点都有一个唯一的地址，用于在网络中进行识别和通讯。
当一个节点需要向其他节点发送信息时，它会将信息封装成数据帧，并通过总线发送出去。
其他节点在接收到这个数据帧后，会根据帧中的地址信息来判断是否需要处理这个信息。
这种分布式的通讯方式使得CAN总线系统具有了较高的抗干扰能力和稳定性。
此外，CAN总线系统还采用了一种优先级机制来保证通讯的顺序性。
在CAN 总线系统中，每个数据帧都有一个优先级标识，优先级高的数据帧将会在总线上占据更长的时间，从而确保了重要信息的及时传输。
这种机制使得CAN总线系统能够满足车辆电子系统中对实时性和可靠性的需求。
总的来说，汽车CAN总线系统的原理是基于差分信号传输、分布式控制和优先级机制的网络通讯系统。
它通过这些原理实现了车辆内部各个电子控制单元之间的高效通讯和协作，为车辆的性能和安全性提供了良好的支持。
随着汽车电子技术的不断发展，CAN总线系统也在不断地进行着创新和改进，为车辆的智能化和互联化提供了强大的支持。
汽车can总线系统原理、设计与应用汽车CAN总线系统是一种用于车辆内部通信的网络系统，它通过CAN总线将车辆的各个控制单元（如发动机控制单元、制动系统控制单元、仪表板控制单元等）连接起来，实现互相之间的信息交换和协调操作。
CAN（Controller Area Network）总线是一种串行数据通信协议，使用2线制（CAN-H和CAN-L）进行通信。
它具有高可靠性、高抗干扰性和高实时性的特点，适合于车辆等复杂电子系统的通信。
CAN总线系统的设计基本原理是基于分布式控制的思想，即将车辆的不同功能单元分别连接到CAN总线上，通过CAN总线传输信息，实现分散处理和集中协调的功能。
在CAN总线系统中，每个控制单元都有一个唯一的标识符（ID），用于识别发送和接收的数据包。
当一个控制单元发送数据包到总线上时，其他控制单元可以根据ID识别出该数据包是否为自己所需要的，并进行相应的处理。
汽车CAN总线系统的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 整车控制：CAN总线系统可以将车辆中的各个控制单元连接起来，实现整车的协调控制，如发动机控制、制动系统控制、驾驶辅助系统控制等。
2. 诊断系统：CAN总线系统可以提供车辆的实时监测和故障诊断功能，通过CAN总线传输相关数据，实现对车辆各个系统的故障检测和排除。
3. 仪表显示：CAN总线系统可以将车辆各个系统的信息传输到仪表板上，实现实时的车辆状态显示，如车速、转速、油量等。
4. 多媒体系统：CAN总线系统可以将音频、视频等多媒体数据传输到车载娱乐系统，支持车载娱乐功能的实现。
总而言之，汽车CAN总线系统在车辆的控制、诊断和通信方面发挥着重要的作用，提高了车辆的性能和安全性，同时也提升了车辆的可靠性和可维护性。
