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1、CAN总线故障原因及常见故障排除CAN线介绍及诊修思路什么是CAN?CAN:全称“ControllerAreaNetwork”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN被设计为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置之间交换信息,形成汽车电子控制网络。CAN发展史20世纪80年代,开始研究用于汽车的串行总线系统;1986年,BoSCh在汽车工程人员协会大会上提出了CAN;1987年,Intel推出了第一片CAN控制芯片一82526;1993年,CAN的国际标准NoI国98公布;21世纪初高档乘用车应用逐步推广到普通乘用车;2017年-至今,在商用车上逐步推广,到国六
2、后大量应用。车辆常见CAN模块T-BOX,TelematicsBOX车载无线服务控制器;TDR,TravelingDataRecorder,行驶记录仪;BCM,BodyControlmodule,车身控制模块;ACU,AirbagControlUnit,安全气囊控制单元;ABS,AntilockBrakingSystem,防抱死系统;EBS,Electronicbrakingsystem,电子制动系统;ICU,InstrumentciusterControlUnit,组合仪表控制单元;OBDLOnboarddiagnosticinterface车载诊断接口;PMS,Particulatemat
3、tersensor,颗粒物传感器;NOxS,NOxsensor,氮氧传感器;ECUElectronicControlUnit,电子控制单元;TPMS,TirepressureMonitoringSystems,胎压监测系统;CAN诊断接口定义时代汽车诊断接口通常有两组CAN线,分别为“通讯/诊断CAN”和“标定CAN”。诊断接口中的6号和14号孔位分别为通讯/诊断CAN的CAN_H和CAN_L线,3号和11号分别为标定CAN的CAN_H和CAN_L线。有此图,诊修CAN线还用担心找不着线吗?CAN线诊修参考技术参数时代汽车的CAN总线有两个120C的终端电阻(大部分车型集成在ECU和仪表中,而
4、福康动力车型则集成在仪表和线束中),因此在CAN网络中测量CAN_H和CAN_L线间的电阻为60C(两个120C的电阻并联后就成了60)o通常情况下,CAN_H线对地电压在2.5V-3.5V左右,CAN_L线对地电压在1.5V-2.5V左右,同一组CAN线的CAN_H和CAN_L电压相加在5V左右。CAN线常见8种故障诊修思路OlCAN-L断路故障表现:某个模块的CANL导线断路时,此模块将无法通信,但其它模块通信正常。诊修思路:若出现故障的模块带有终端电阻,则可通过测量电阻判断,此时诊断接口测得的CANH与CANL间的电阻若为120,则说明有一个终端电阻断路。若出现故障的模块不带终端电阻,则
5、测量无法通信模块导线的导通性或检测此模块。02CAN-H断路故障表现:当某个模块的CANH导线断路,此模块同样无法通信,但其它模块通信正常。诊修思路:若出现故障的模块带有终端电阻,则可通过测量电阻判断,此时诊断接口测得的CANH与CANL间的电阻若为120,则说明有一个终端电阻断路。若出现故障的模块不带终端电阻,则测量无法通信模块导线的导通性或检测此模块。03CAN-H对电源(12V/24V)短路故障表现:当CANH对电源短路时,整个CAN网络无法通信。此时CANH电压等于蓄电池电压(或因线路压降,测得电压略低于蓄电池电压),CANL的电压则“略”低于CANH电压(差值VlV)。诊修思路:诊断
6、时,若实际测量CANH电压与CANL电压符合上述故障表现,即可判定为CANH对电源短路。04CAN-L对电源(12V/24V)短路故障表现:当CANL对电源短路时,整个CAN网络无法通信。此时CANL电压等于蓄电池电压(或因线路压降,测得电压略低于蓄电池电压),CANH的电压则“略”低于CANL电压(差值VIV)。诊修思路:诊断时,若实际测量CANH电压与CANL电压符合上述故障表现,即可判定为CANL对电源短路。故障表现:CANH与地短接时,整个CAN网络无法通信。CANH电压0V,CANL电压约为0.1V。诊修思路:诊断时,CANH为0V,CANL电压0.1V(略高CANH),且无断路问题
7、,则说明“CANH与地短接”故障。CAN网络无法通信。诊修思路:诊断时,CANL为0V,CANH为0.5V(略高CANL),且无断路问题,则说明“CANL与地短接”故障。07CAN-L与CAN-H短接CANH/CANL与地电压在2.5V左右,数字万用表的读数基本不变化。诊修思路:通过插拔CAN总线上的控制模块(节点),可以判断是模块故障引起短路还是导线故障引起的短路。逐个断开模块,若电压恢复正常,则说明该模块有问题。若断开所有模块后电压还没有变化,则说明是线路问题。其它模块则通信正常小技巧。诊修思路:诊修时.,可通过测量无法通信模块的电压,判断是否存在该故障。本文总结1、测量CAN线与地电压,
8、可:准确判断出CANH或CANL是否存在与地短接,或与正极短接;辅助判断除短接外的其他情况;2、测量CANH与CANL间电阻,可准确判断出带终端电阻的模块是否断路,或CANH与CANL是否短路,或是否存在虚接(线路内阻较大);3、可通过仪表显示(主要观察仪表通过CAN信号展现的故障灯及表针状态),判断CAN线是否存在问题。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IMbit/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
9、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.Lo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之间应有6062欧电M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
10、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
11、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。将管脚与模块断开后测量。然后是测量线路是否有输出。将模块和管脚连接后检查。2、模块的基本检查包括对电源线、地线、唤醒线、CAN线的检查电源的检查:模块上一般有4根左右的电源线,在模块正常工作时,每个电源都应该有24v的电压。地线的检查:模块上一般都有2到3根地线,在模块工作时,这些地线都要和全车的地线接触良好。唤醒线的检查:每个模块都要有1根唤醒线,在模块工作时有24v的电压。CAN线的检查:CAN线在工作时都是2.4v左
12、右的电压。三、汽车CAN总线故障原因CAN总线系统中拥有一个CAN控制器、一个信息收发器、两个数据传输终端及两条数据传输总线,除了数据总线外,其他各元件都置于各控制单元的内部。分析CAN总线系统产生故障的原因一般有以下三种:1.汽车电源系统引起的故障:汽车电控模块的工作电压一般在10.5-15.0V,如果汽车电源系统提供的工作电压不正常,就会使得某些电控模块出现短暂的不正常工作,这会引起整个汽车CAN总线系统出现通信不畅。2 .汽车CAN总线系统的链路故障:当出现通信线路的短路、断路或线路物理性质变化引起通信信号衰减或失真,都会导致多个电控单元工作不正常,使CAN总线系统无法工作。3 .汽车C
13、AN总线系统的节点故障:节点是汽车CAN总线系统中的电控模块,因此节点故障就是电控模块的故障。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CAN总线系统通信出现混乱或无法工作,这种故障一般会成批出现;硬件故障一般是电控模块芯片或集成电路故障,造成汽车CAN总线系统无法正常工作。四、CAN总线系统的检测1.终端电阻值测量注意:电阻测量过程中应注意:先断开车辆蓄电池的接线,大约等待5min,直到系统中所有的电容器放完电后再测量,因为控制单元内部电路的电阻是变化的。终端电阻测量结果分析:带有终端电阻的两个控制单元是并联的。单独测量一个终端电阻大约为120C,总值约为60C时,据此可以判
14、断终端电阻正常,但是总的电阻不一定就是60C,其相应阻值依赖于总线的结构,如SG2、SG3内部的电阻,因此,我们可以测量总阻值时,将一个带有终端电阻的控制单元插头拔下,观察总阻值是否发生变化来判断故障,当拔下个带有终端电阻的控制中.元插头后测量的阻值没有发生变化,则说明系统中存在问题,可能是被拔下的控制单元电阻损坏或是CAN-BUS出现断路。2.电压的测量测量CAN-L或CAN-H的对地电压。(1)PT-CAN的CAN-L对地电压大约为2.4V,CAN-H对地电压大约为2.6V;(2)K-CAN的CAN-L对地电压大约为4.8V,CAN-H对地电压大约为0.2V。这些接近的值根据总线负载可能有
15、大约IoOmV的偏差3 .CAN总线系统的波形测量CAN总线正常波形是CAN-High和CAN-Low电压相等、波形相同、极性相反,通过使用博世FSA740综合检测仪测量波形可以轻松判断故障。测量方法:将仪器第一通道的红色测量端子接CAN-High线,第二通道的红色测量端子接CAN-LOW线,二者的黑色测量端子同时接地。此时,可以在同一界面下同时显示CAN-High和CAN-Low的同步波形。波形分析:(1) CAN-High对地短路:CAN-High的电压置于OV、CAN-Low的电压电位正常,在此故障下,变为里线工作状态。(2) CAN-High对正极短路:CAN-High的电压大约为12
16、V、CAN-Low的电压电位正常,在此故障下,变为单线工作状态。(3) CAN-LOW对地短路:CAN-Low的电压置于OV、CAN-High的电压电位正常,在此故障下,变为里线工作状态。(4) CAN-LOW对正极短路:CAN-LOW的电压大约为12V、CAN-High的电压电位正常,在此故障下,变为单线工作状态。(5) CAN-High对正极通过连接电阻短路:CAN-High线的隐性电压电位拉向正极方向,正常值应为大约OV,受连接电阻所影响,电阻越小隐性电压电位越大,在没有连接电阻的情况下,该电阻值位于蓄电池电压。(6) CAN-High通过连接电阻对地短路:CAN-High的显性电位移向
17、接地方向,正常值应为大约4V,受连接电阻所影响,电阻越小,则显性电压越小,在没有连接电阻的情况下短路,则该电压为0V。(7) CAN-LOW对正极通过连接电阻短路:CAN-LoW线的隐性电压电位拉向正极方向,正常值应大约为5V,受连接电阻所影响,电阻越小则隐性电压电位越大,在没有连接电阻的情况下,该电阻值位于蓄电池电压。(8) CAN-LoW通过连接电阻对地短路:CAN-LoW.的隐性电压电位拉向OV方向,正常值应大约为5V,受连接电阻所影响,电阻越小则隐性电压越小,在没有连接电阻的情况下,该电压值位于为OV电压。(9) CAN-High与CAN-LOW相交:两线波形呈现电压相等、波形相同、极
18、性相同。4 .读取测量数据块使用博世FSA740综合检测仪或其他专用检测仪读取某控制单元数据块,如果显示1,表明被捡控制单元工作正常;如果显示0,则表明被捡控制单元工作不正常。其原因可能是线路断路或该控制单元损坏。五、常见问题举例CAN线常见8种故障诊修思路块通信正常。诊修思路:若出现故障的模块带有终端电阻,则可通过测量电阻判断,此时诊断接口测得的CANH与CANL间的电阻若为120,则说明有一个终端电阻断路。若出现故障的模块不带终端电阻,则测量无法通信模块导线的导通性或检测此模块。02CAN-H断路故障表现:当某个模块的CANH导线断路,此模块同样无法通信,但其它模块通信正常。诊修思路:若出
19、现故障的模块带有终端电阻,则可通过测量电阻判断,此时诊断接口测得的CANH与CANL间的电阻若为120,则说明有一个终端电阻断路。若出现故障的模块不带终端电阻,则测量无法通信模块导线的导通性或检测此模块。03CAN-H对电源(12V/24V)短路故障表现:当CANH对电源短路时,整个CAN网络无法通信。此时CANH电压等于蓄电池电压(或因线路压降,测得电压略低于蓄电池电压),CANL的电压则“略”低于CANH电压(差值VlV)。诊修思路:诊断时,若实际测量CANH电压与CANL电压符合上述故障表现,即可判定为CANH对电源短路。04CAN-L对电源(12V/24V)短路故障表现:当CANL对电
20、源短路时,整个CAN网络无法通信。此时CANL电压等于蓄电池电压(或因线路压降,测得电压略低于蓄电池电压),CANH的电压则“略”低于CANL电压(差值VIV)。诊修思路:诊断时,若实际测量CANH电压与CANL电压符合上述故障表现,即可判定为CANL对电源短路。CANL电压约为0.1V。诊修思路:诊断时,CANH为0V,CANL电压0.1V(略高CANH),且无断路问题,则说明“CANH与地短接”故障。CAN网络无法通信。诊修思路:诊断时,CANL为0V,CANH为0.5V(略高CANL),且无断路问题,则说明“CANL与地短接”故障。07CAN-L与CAN-H短接故障表现:CANH与CANL短接在一起时,会导致CAN网络关闭,测得CANH/CANL与地电压在2.5V左右,数字万用表的读数基本不变化。诊修思路:通过插拔CAN总线上的控制模块(节点),可以判断是模块故障引起短路还是导线故障引起的短路。逐个断开模块,若电压恢复正常,则说明该模块有问题。若断开所有模块后电压还没有变化,则说明是线路1月题。08CAN-L与CAN-H导线接反故障表现:当H与L互相接反时,通常接错的那个控制模块将无法通信,其它模块则通信正常小技巧。诊修思路:诊修时.,可通过测量无法通信模块的电压,判断是否存在该故障。