汽车CAN-BUS总线的认识与检测

1、广东省交通高级技工学校2010 年汽车维修高级技师论文汽车 CAN-BUS 总线的认识与检测李明海广东省交通高级技工学校2010.05.23目录摘要2（一）、关键词2、/. 前言三、 正文 2（一）、CNA简介 2（二）、CAN总线的结构 3（三）、CAN总线的故障 3（四）、CAN总线的检修4（五）、结论 .5参考文献 . 56汽车CAN-BUS总线的认识与检测广 东 省交通 高 级技 工 学 校 李 明 海摘要随着汽车电器设备和各种自动控制设备在现代汽车上的使用越来越广泛， 传统的点对点连 线通信方式已经不能满足现在的要求，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，在信息传

2、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， 介 绍了 CAN总线故障及检测和维修方法。、八前言关键词：汽车；CAN-BUS总线；检测随着汽车发动机电控装置（EECS）、防抱死制动装置（ABS、安全气囊装置（SRS、防 滑控制系统（ASR、牵引力控制系统（TRC、车辆稳定控制系统（VSC、巡航系统（CCS等 电子控制单元数量的增多， 同时伴随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，车上的电控 单元（ECU数量日益增多。在这种情况下，如果仍采用常规的布线方式，即电线一端与开关 相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目急剧增加， 使得电线的质量占整车质量 的 4%左右

3、，甚至更多。电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性，但随之 增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性，增加了维修的难度。为了有效整合车内信号传输通路， 减少不必要的传输线缆， 减少线束、 降低成本、 优化 结构，必须采用一种线束少、信息传输快、可控性强的信息传递系统，因而，一种新型的信息 传递技术CAN总线技术产生了。正文（一）、CAN简介CAN总线全称为“控制器局域网（CAN-CONTROLLERAREA NETWORKS上多个控制器（ECU整合在网络中，由各个计算机分担与分享信息以达成所要实现的功能。采用CAN-BUS大幅缩减电线的使用量，相对地也减少了许多线路上的 接点CAN总线

4、是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块之间的数据交换而开发的 一种串行通信协议。CAN总线的设计充分考虑了汽车的恶劣工作环境，可靠性高。因此CAN总 线在诸多现场总线中独占鳌头，成为汽车总线的代名词。目前，支持CAN协议的有英特尔、摩托罗拉、惠普、西门子等著名公司。欧洲大部分汽车制造商，如宝马、保时捷、劳斯莱斯、大众、沃尔沃、雷诺等都已经使用了CAN总线。奔驰公司生产的大部分轿车和载货汽车都使用基于 CAN的发动机管理系统。国产的很多汽车上也引入 了 CAN总线技术， 如大众途安、帕萨特、Polo、Palio、Siena、东风雪铁龙赛纳、东风标致 307、一汽大众宝来等车型。CAN

5、总线的特点：(1) 、如果数据扩展以增加新的信息，只需升级软件即可。(2) )控制单元对所传输的信息进行实时检测，检测到故障后存储故障码(3) 、使用小型控制单元及小型控制单元插孔可节省空间。(4) 、使传感器信号线减至最少，控制单元可做到高速数据传输。(5) 、CAN总线符合国际标准，因此可应用不同型号控制单元间的数据传输。(二)、CAN总线的结构CAN总线由导线、控制器、收发器和终端电阻组成。控制器对收到和发送的信号进行翻译。 收发器负责接收和发送网络上共享的信息。目前汽车上的网络连接方式主要采用两条 CAN 一条用于驱动系统的高速CAN速率达到 500 kb/s，主要连接对象是发动机控制

6、器(ECU,悬架控制系统、制动防抱死控制系统(ABS、 牵引力控制系统及ASR控制系统，它们是汽车运行的核心部件，都是控制与汽车行驶直接相关 的系统，对时间响应要求严格；另一条用于车身系统的低速CAN速率是100kb/s，主要连接 对象是4门以上的中控门锁、电动车窗、后视镜和车厢内照明灯等。有些先进的轿车除了上述 2条CAN总线外，还会有第3条CAN总线，它主要负责卫星导航及智能通信系统。 在2条独立 的总线之间设置“网关”，即在各个CAN之间搭桥，以实现资源共享，如图1所示。发动机悬架控制ABS牵引力控制AS1；4 -亠:E咼总线低速总线3-二中控门锁电动车窗车箱内服明灯图1 CAN总线拓扑

7、结构同时，将各个数据总线的信息反馈到仪表板总成上的显示屏上，驾车者只要看看仪表板,就可知道各个电控装置的工作是否正常。(二)、CAN总线的故障一般说来，引起汽车CAN总线多路信息传输系统故障的原因有 3种：(1) 、汽车电源系统引起的故障汽车多路信息传输系统的核心部分是电控模块ECU其正 常工作电压在10.515.0V的范围内。如果低于该值，就会造成 ECU亭止工作，从而使整个 汽车多路信息传输系统无法通讯。(2) 、电控模块ECU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，从而使系统通讯出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无法维修。硬件故障一般由通讯芯片 或集成电路故障，造成

8、汽车多路信息传输系统无法正常工作。 对于硬件故障，一般只能采用替 换法进行检测。（3）、通讯线路故障。通讯线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通讯信号衰减或失 真，都会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误动作。（四八CAN总线的检修装配CAN多路信息传输系统的汽车出现故障时，维修人员应首先检测汽车多路信息传输系统是否正常。如果多路信息传输系统有故障，则整个汽车多路信息传输系统中的有些信息将 无法传输，接收这些信息的电控模块将无法正常工作，从而为故障诊断带来困难。对于汽车多路信息传输系统故障的维修，应根据多路信息传输系统的具体结构和控制回路具体分析。多路传输系统有故障自诊断模式， 有的车型还

9、有多种自诊断模式， 可以通过自诊断读出相应 的故障码，查找各控制单元内部存储单元内的故障信息。 判断具体故障原因， 从而排除故障。 以本田雅阁为例，多路传输故障码如表 1所示。表1多路传输故障码故障码故障原因|驾驶员测控制装置未能接收到车门控制装置信号2 驾驶员测控制装置未能接收前乘客侧控制装置信号3 驾驶员侧控制装置有故障4 各控制發置与其传输的信号不符5 前乘客侧控制装萱未能接收到其他控制装置的信号h 车门控制装置未能接收到其他控制装置的信号（1） 、终端电阻的测量整个系统有两个终端电阻，分别装在系统的两个控制单元内，带有终端电阻的2个控制单元是相连的，其作用是阻止CAN总线信号产生变化电

10、压的反射。当终 端电阻出现故障时，因为线路的反射影响，控制单元的信号无效。2个终端电阻是并联的，可以根据并联电路的特性测量电阻阻值以判断故障。当在一个带有终端电阻的控制单元插头拔下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终端电阻损 坏或是CAN-BUSB现断路。如果在拔下控制单元后显示的阻值变化为无穷大，则可能是连接中 的控制单元终端电阻损坏，或是该控制单元的CAN-BUSB现故障。测量电阻时应注意：在拆下 电瓶的电压线时，等待5分钟以上，直到所有的电容器充分放电后再开始进行。（2） ）波形测量可以使用专用仪器来测量波形，如大众车系的专用检测仪 5051。运用 V

11、AS5051上的示波器可以通过 2个通道同时测量CAN-High和CAN-Low的波形， 这样在同一 界面中就可以同时显示CAN-High和CAN-LoW勺同步波形，能很直观地分析系统出现哪些问题。 典型的故障有下面几个：CAN-High和 CAN-Low短路CAN-High对地短路 CAN-High对正极短路 CAN-High 断路 CAN-LoW寸地短路 CAN-LoW寸正极短路 CAN-LoW断 路示波器检测出具体的波形，从而代表不同的故障原因，根据波形查找出具体的故障部位， 并予以排除。（3）、读取测量数据块中的CAN通讯状态通过专用检测仪 VAG1551或VAS5051读取某控制 单

12、元数据块， 可以观察有哪些控制单元与之发生信息交流以及工作状态是否正常。 如果某控制 单元显示 1，表示有信息交流；如果显示 0，表示无信息交流。原因是网关之间的连线断路或 没有安装该控制单元。（4）、CAN总线的维修一般CAN总线为双绞线导线，若导线有破损或断路需要接线时， 每 段长度应小于50mm每两段接线之间长度应大于100mm如果需要在中央接点处维修，则严禁 打开接点，只允许在距接点100mm以外断开导线。接线点处要做好屏蔽处理，以免干扰源对传 输信号干扰。另外，每条CAN总线导线长度应不超过5M否则导线所传输的脉冲信号会失真。（五）、结论CAN总线在汽车上的广泛应用将使汽车的动力性、操纵稳定性、安全性、燃油经济性都上升到新的高度，给汽车技术的发展注入新的活力。作为汽车维修人员必须深入掌握汽车CAN总线技术的结构组成、工作原理、故障特点及诊断排除方法，只有这样，才能适应汽车CAN总线这一新技术对汽车维修人员的要求，从而保证快速、准确地排除装配有 CAN总线的汽车故障。参考文献1 李东江 . 汽车电控系统故障检修 . 北京：机械工业出版社， 20012 .胡思德.汽车车载网络（VAN/CAN/LIN技术详解.北京：机械工业出版社20063 马春阳.汽