中国汽车技术论坛_CAN数据传输系统的原理与故障诊断

汽车CAN总线系统技术及故障诊断发布时间：2021-12-21T03:04:59.846Z 来源：《中国科技人才》2021年第26期作者：王刚陈志强王晋星[导读] 随着汽车技术的不断发展，汽车电子控制系统的应用已经越来越广泛，电控元件之间的信息传递的可靠性也变得尤为重要，这给汽车维修人员带来了一定的考验。

现代汽车CAN总线系统是基于现代信息传输技术来使用的，其组成部分、结构和原理对其性能都具备很大联系。

通过对现代汽车CAN总线系统的掌握，分析故障的诊断对策，保证能进一步为现代汽车CAN总线系统的诊断工作提供保障，促进汽车行业的进步与发展。

鉴于此，文章对汽车CAN总线系统的技术原理和故障诊断措施进行了研究，以供参考。

北方自动控制技术研究所山西太原 030006摘要：随着汽车技术的不断发展，汽车电子控制系统的应用已经越来越广泛，电控元件之间的信息传递的可靠性也变得尤为重要，这给汽车维修人员带来了一定的考验。

现代汽车CAN总线系统是基于现代信息传输技术来使用的，其组成部分、结构和原理对其性能都具备很大联系。

通过对现代汽车CAN总线系统的掌握，分析故障的诊断对策，保证能进一步为现代汽车CAN总线系统的诊断工作提供保障，促进汽车行业的进步与发展。

鉴于此，文章对汽车CAN总线系统的技术原理和故障诊断措施进行了研究，以供参考。

关键词：汽车CAN；故障分析；诊断技术1 CAN总线系统概述CAN（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网，是将汽车上所有控制系统中的电子控制单元连接在一起的网络，以便于实现电控单元之间的信息传递。

根据系统对于传输速率的要求，将CAN总线系统分为三类，即驱动CAN总线系统、舒适CAN总线系统和信息娱乐CAN总线系统。

CAN总线系统由各电子控制单元、数据传输导线以及数据传输终端组成。

其中数据传输线用的是双绞线，应用系统不同导线的颜色也不同。

驱动系统CAN-H为橙黑色，CAN-L为橙棕色；舒适系统CAN-H为橙绿色，CAN-L为橙棕色；信息娱乐系统CAN-H为橙紫色，CAN-L为橙棕色。

汽车CAN总线技术及故障分析随着汽车电子技术的飞速发展，汽车CAN总线技术的应用越来越广泛。

CAN总线技术是一种用于控制汽车电子系统的通讯协议，它可以让各个汽车电子模块之间进行数据交换，从而实现汽车各种功能的协调与控制。

由于汽车CAN总线系统复杂，故障问题也较为常见。

本文将就汽车CAN总线技术及故障分析进行详细介绍。

一、汽车CAN总线技术概述CAN总线是Controller Area Network的缩写，即控制器局域网络。

它是一种用于控制设备之间通讯的串行总线标准。

CAN总线技术最早由德国的Bosch公司在1986年提出，从此以后就迅速发展并得到广泛应用，成为了现代汽车电子系统的核心通讯技术之一。

CAN总线技术的优势主要体现在以下几个方面：1. 高可靠性：CAN总线系统采用了差分信号传输以及位优先和消息权限等机制，保证了通讯的可靠性和稳定性。

2. 高速传输：CAN总线系统可实现高速数据传输，满足了现代汽车电子系统对于大数据处理和快速响应的需求。

3. 灵活性：CAN总线系统采用多主机通讯结构，可以实现多个设备之间的并行通讯，从而提高了系统的灵活性和通讯效率。

4. 简化布线：CAN总线系统可以通过一根双绞线连接各个控制器，减少了布线的复杂性和成本。

在现代汽车中，CAN总线系统主要分为两种类型：CAN高速总线和CAN低速总线。

CAN高速总线主要用于发动机控制、变速器控制、刹车系统等对实时性要求较高的控制模块之间的通讯；而CAN低速总线主要用于车门控制、座椅控制、仪表盘等对实时性要求不高的控制模块之间的通讯。

1. CAN总线通讯中断故障CAN总线通讯中断可能是由于CAN控制器硬件故障、CAN总线信号线路断路、接触不良引起的。

当汽车CAN总线通讯中断时，会导致汽车各个控制模块之间无法正常通讯，从而出现各种各样的故障表现，例如ABS系统故障、发动机无法启动等。

解决方法：使用诊断仪对CAN总线进行检测，查找故障的具体位置。

汽车CAN数据传输系统的原理及故障实例1)什么是数据总线一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。

以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线。

(2)为什么要采用数据总线我们知道，汽车两块电脑之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线(信号传输线的接地端可以采用公共回路)，例如，宝来轿车发动机电控单元J220与自动变速器电控单元J217之间就需要有5条信号传输线。

如果传递信号项目多还需要更多的信号传输线，这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。

(3)什么是CAN协议电子计算机网络用电子语言来说话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语言，这种语言称“协议”，汽车电脑网络常见的传输协议有数种。

宝来车装用博世公司产品，数据总线采用CAN协议，这个协议是由福特、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。

CAN是ControllerAreaNetwork(控制单元区域网络)的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。

(4)CAN数据传输系统的优点数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是：①将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。

②电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。

③如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。

④各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。

⑤CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。

2．CAN数据传输系统构成及工作原理(1)CAN数据传输系统构成CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器，一个CAN收发器；每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。

汽车CAN总线技术及故障分析随着汽车电子技术的不断发展，汽车电子控制系统在汽车中的应用越来越广泛，而汽车CAN总线技术在这一进程中扮演着重要的角色。

CAN总线是控制器局域网络的简称，它是一种串行数据总线系统，用于连接车辆各个控制单元之间的通信，为汽车电子控制系统提供了高效可靠的通信方式。

本文将介绍汽车CAN总线技术的基本原理，以及常见的故障分析和解决方法。

一、汽车CAN总线技术的基本原理CAN总线技术是一种多主机、分布式控制系统，它采用串行通信方式传输数据，具有高速、可靠、抗干扰等特点。

CAN总线系统由两根总线组成，分别是CAN-High和CAN-Low，它们通过电气电平差异来传输数字信号。

CAN总线系统采用差分信号传输方式，使得其在抗干扰能力方面要远远优于单端信号传输方式。

CAN总线系统采用分布式中断机制，各个节点之间发送和接收消息不需要中央控制器的干涉，这样可以大大提高系统的灵活性和可扩展性。

在CAN总线系统中，每个节点都有自己的唯一地址，通过地址来实现节点之间的通信。

当一个节点有数据要发送时，它会将数据打包成一个CAN帧，并附上目标节点的地址，然后通过总线发送出去。

其他节点在接收到这个CAN帧后，会根据地址信息来判断自己是否是目标节点，如果是则接收数据，否则则放弃。

二、汽车CAN总线的应用汽车CAN总线技术在汽车电子控制系统中有着广泛的应用，几乎所有涉及到控制单元之间的通信都离不开CAN总线。

比较典型的应用包括发动机控制单元、变速器控制单元、车载娱乐系统、仪表盘及车身控制单元等。

CAN总线系统使得各个控制单元之间可以进行高效可靠的通信，实现了各个系统之间的信息共享和协同控制，提高了汽车的整体性能和安全性。

三、汽车CAN总线故障分析及解决方法尽管CAN总线系统具有高可靠性和抗干扰能力，但在实际使用中还是会出现各种故障问题，主要包括通信故障、硬件故障和软件故障。

下面我们将分别对这些故障进行分析，并提出相应的解决方法。

CAN总线的原理及故障诊断概述我国当前多数轿车的控制系统之间的通信，还是采用模拟信号，相互间的通信需要一对一的导线连接。

随着新技术的发展，车上的控制系统越来越多，连接的导线大量增加，占用了轿车内有限的空间，消耗大量可贵的金属铜，而且系统的运算速度和精确度都很低，抗干扰能力也差，出现故障后在线束中查找非常困难，这些问题都严重的制约着车用计算机系统的发展。

有了数字信号和数字控制技术，ＣＡＮ总线网络通信技术使计算机系统间的通信成为现实，可靠性得到进一步提高，它仅用一条双绞线，即能连接全车所有控制系统，达到信息共享，减少布线，降低成本，提高总体可靠性的目的，它是电控自动化过程控制网络通信的新技术。

在国外汽车产业发达国家ＣＡＮ总线已处于比较成熟阶段，早些年，主要用于奔驰、宝马、凌志ＬＳ４３０等高档车。

在我国起步较晚，引进车型用于奥迪、宝来等中级轿车，近年由于成本降低，已用于经济型轿车，如菲亚特派朗、奇瑞Ａ５等。

ＣＡＮ总线网络通信技术必成为我们汽车行业电控维修技师学习的新技术，但是在专业的汽车局域网技术书丛中用了大量的网络与计算机的专业语言，一般汽车维修专业人员未学过这类知识，跨行业读书有一定的困难。

本文用通俗的语言，简单介绍它的一般工作原理及检修的基本方法，使读者学到ＣＡＮ总线的入门知识。

一、ＣＡＮ总线网络技术的构造和工作原理（一）ＣＡＮ总线简介ＣＡＮ总线是一种新兴的现场总线，ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）即控制器局域网络，在汽车行业中又称汽车局域网技术，它属于总线串行通信网络，通讯介质可以选用双绞线，同轴电缆和光纤。

在汽车网络中，许多汽车制造商都使用专用双绞线，由于该系统采用了许多新技术和独特的设计，使得基于ＣＡＮ总线构建的系统具有优良的特点：如良好的故障隔离能力，可靠性高，实时响应性能好，通信速率高，还有较好的检错措施，使数据传输的出错率降至极低。

由于具有这些特点，非常适合在多个独立的计算机管理系统中作通信。

汽车CAN总线技术及故障分析一、汽车CAN总线技术概述CAN（Controller Area Network）总线是一种多控制器通信的串行通信协议，最早在20世纪80年代由德国BOSCH公司研发。

它主要用于汽车电子控制系统中的各个电子控制单元（ECU）之间的数据传输和通信。

CAN总线采用串行通信方式，通过两根数据线CAN_H和CAN_L传输数据，并且具有较高的传输速率和抗干扰能力。

它的数据帧格式包括起始位、标识符、控制位、数据位和校验位等，能够实现多路并行通信和数据广播。

二、CAN总线的优势和应用1. 高速传输能力：CAN总线的数据传输速率较高，可以达到每秒几百万位的速度，满足复杂的控制系统对数据传输的要求。

2. 抗干扰性强：CAN总线具有良好的抗干扰能力，能够在汽车电气系统中稳定工作，不受其他电子设备的电磁干扰影响。

3. 可靠性高：CAN总线采用分布式控制的结构，即使一个设备发生故障，也不会影响整个系统的工作。

4. 系统成本低：CAN总线使用简单的数据通信结构，减少了硬件和软件的开销，降低了系统成本。

5. 应用广泛：CAN总线广泛应用于汽车电子控制系统中，包括发动机控制、制动系统、车身电子等多个方面。

三、CAN总线故障分析方法在汽车CAN总线系统中，常见的故障有线路断开、短路和节点故障等。

为了及时发现和排除故障，需要采用一些故障分析方法。

1. 故障诊断仪：可以通过CAN总线故障诊断仪对整个CAN总线进行诊断和故障检测，通过读取错误码和故障信息，定位故障的具体位置。

2. 信号强度测试：可以使用接收信号强度指示器（RSSI）等测试工具，对CAN总线上的信号强度进行测试，以判断是否存在线路断开或短路等问题。

3. 隔离测试法：将CAN总线系统分成几个部分，逐一检测，以确定具体是哪个节点出现故障，并进行修复或更换。

4. 故障仿真法：通过电脑模拟软件对CAN总线系统进行故障仿真，模拟故障情况，快速定位故障节点。

汽车CAN总线系统故障诊断概述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。

本文主要分析了汽车CAN 总线系统的故障及检测方法。

标签：汽车；CAN总线；原理；故障；诊断一、汽车CAN总线技术概述CAN的全称是ControllerAreaNetwork，也就是俗称的控制器局域网，是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换而开发的一种串行通信协议。

CAN总线将汽车上多个控制器整合在网络中，CAN总线上的每个节点都有自己的地址，CAN总线控制器的数据资料是由控制单元提供的，CAN收发器从CAN控制器处接收到数据资料，并将这些数据资料转化为信号发送至数据总线。

控制单元从数据总线上接收数据，并对接收到的数据进行检测，判断是否属于该控制单元所需，如果是此控制单元所需要的，那么就被认可和接收，反之则不被认可和接受，从而完成数据的整个传输过程。

二、CAN总线技术的结构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個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。

CAN数据总线是用来传输数据的双向数据线，分为CAN-High和CAN-Low 数据线。

数据在没有指定接收器时，数据信息默认的通过数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收到数据后进行计算。

为了防止外界电磁场的干扰和向外辐射，CAN总线采用两条线缠绕在一起，两条线上的电位是相反的。

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。