CAN-BUS汽车多路传输系统故障诊断ok

10.16638/ki.1671-7988.2020.08.046浅析汽车CAN-BUS的故障诊断孙保海（运城职业技术学院，山西运城044000）摘要：CAN总线（CAN-Bus）以其可靠性、实时性及灵活性的特点，在汽车ECU（Electrical Control Unit）通信中占据越来越重要的角色。

Can-Bus实现车内互联系统由传统的点对点互联向总线式系统的进化，在很大程度上降低了车内电子系统布线的复杂度。

然而在降低布线复杂度的同时，也给检测带来了一定的困难。

总线上传递信号，而检测信号的仪器首选示波器。

但汽车用示波器价格昂贵、使用的理论基础比较高。

对此，文章针对CAN总线的检测提出使用万用表的方式进行检测，为CAN-Bus的检测提供快速、方便的检测方法。

关键词：CAN-Bus；检测；电平信号；故障诊断中图分类号：U472.42 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)08-147-03Brief Analysis to Fault Diagnosis of Automobile CAN-BusSun Baohai( Yuncheng polytechnic college, Shanxi Yuncheng 044000 )Abstract: Can bus, with its characteristics of reliability, real-time and flexibility, plays an increasingly important role in the communication of automobile ECU (electrical control unit). Can bus realizes the evolution of interior interconnection system from traditional point-to-point interconnection to bus system, which greatly reduces the complexity of interior electronic system wiring. However, while reducing the complexity of wiring, it also brings some difficulties to the detection. The signal is transmitted on the bus, and the oscilloscope is the preferred instrument for detecting the signal. But the auto oscilloscope is expensive and has a high theoretical basis. To this end, this paper puts forward the method of using multimeter to detect can bus, which provides a fast and convenient detection method for CAN bus detection.Keywords: CAN-Bus; Testing; Level signal; Fault diagnosisCLC NO.: U472.42 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)08-147-03前言CAN-Bus（Controller Area Network-Bus）协议最早是由德国BOSCH公司提出，用于汽车内ECU之间的可靠通信。

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-BUS系统故障排除实例：奔驰W220轿车驾驶员侧的门控系统功能部分全部失灵故障排除1 故障现象一辆奔驰W220轿车，停放一个月后，发现驾驶员侧的门控系统功能部分居然均失灵了。

包括3个副电动窗不能调节、右后视镜不能调节、座椅不能调节且操作钮没有照明，就连车外后视镜背面的转向灯也不亮。

2 故障诊断与分析根据故障现象，首先连接原厂故障检测仪STAR Diagnosis 进行故障检测，结果显示“！”符号。

表示系统无法连接。

从原理上讲，只要有电源，故障检测仪STAR Diagnosis就应该能进入该系统进行故障检测诊断。

根据该思路，首先检测电源系统。

检查熔丝L5，没有熔断；打开车门内饰板，测量控制单元的电源也正常。

用示波器单独测量左前门的门控电脑N69/1（图1）的CAN B信号。

拔下1号插头将3脚的CAN—BL和4脚的CAN—BH 线（分别是白线和绿线）取出，插上电源插头。

将示波器探头一端搭铁，一端连接到3脚或4脚，在拨动某个开关时应该有数据指令信号传出，而检测结果是没有数据指令信号传出。

至此，基本可以判定此故障是由于门控电脑CAN BUS数据网络不能接受或输出指令，从而造成门控电脑和其他电脑不能对话造成的。

图1 车门控制单元部分电路电路图要想弄清楚故障原因，还需要对该车的CAN BUS系统有足够的了解。

新款奔驰W220轿车所有的电路均以CAN （Controller Area Network即控制单元局域网）网络连接，简称CAN BUS。

其系统中有H和L线路即高位CAN线和低位CAN 线，其传输速率可达10Mbps。

CAN BUS系统由车上安装的电脑的故乡通讯的数据总线、每个系统的控制单元和收发器等元件组成，同时接受某个控制单元发出的命令，个别处理、分析及接受输入信号，并根据指令去控制输出组件。

在奔驰W220轿车的CAN BUS网络中，分为CAN B和CANC两个相对独立的数据系统，气冲冲CAN B为中等速度网络，CAN C为高速网络。

ＣＡＮ－Ｂｕｓ系统的故障诊断与维修作者：王忠启王敬华李佳妮来源：《中国新技术新产品》2009年第10期摘要:CAN-Bus是Controller Area Network-Bus的缩写,称为控制单元的局域网,是控制单元通过网络交换数据,它是车用控制单元传输信息的一种传送形式。

CAN-Bus系统的控制单元连接方式采用铜缆串行方式。

关键词:汽车;信息传输1 引起CAN-BUS系统的故障的原因汽车电源系统不良引起的CAN-BUS故障汽车信息传输系统的核心部分是含有通信IC芯片的电子控制单元(ECU),ECU被设计的正常工作电压大都在10.5~15.0V的范围内。

如果汽车电源供给系统提供的工作电压低于该值时,就会造成一些对工作电压控制和要求较苛刻的ECU出现短暂的停止工作,从而使整个(或自身系统)汽车信息传输系统出现短暂的通信中断。

这种现象就如同用电脑故障诊断仪在未启动发动机时,就已经设定好要检测的传感界面,但当发动机启动时,往往电脑故障诊断仪又回到初始界面一样汽车信息传输系统的节点不良引起的CAN-BUS故障节点是汽车信息传输系统中的电子控制单元,因此节点故障就是电子控制单元ECU的故障。

它包括软件故障,即传输协议或软件程序有缺陷或冲突,从而使汽车信息传输系统通信出现混乱或无法工作,这种故障一般成批出现,且无法维修。

硬件故障一般由于通信芯片或集成电路故障,造成汽车信息传输系统无法正常工作。

对于采用低版本信息传输协议,即点到点信息传输协议的汽车信息传输系统,如果有节点故障,将会出现整个汽车信息传输系统无法工作的情况。

汽车信息传输系统的链路不良引起的CAN-BUS故障当汽车信息传输系统的链路(或通信线路)出现故障时,例如:通信线路的短路、开路,以及线路物理性质引起的通信信号衰减或失真,都会引起多个电子控制单元无法工作,或者电子控制单元错误动作,而使信息传输系统无法工作。

判断是否为链路故障时,一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪,通过仪器观察通信数据信号是否与标准通信数据信号相符。