1、CAN总线系统的故障诊断CAN总线系统的故障诊断及检修 CAN-BUS系统是汽车内提供一种特殊的局域网，为汽车的控制器之间提供数据交换，像常见的奥迪A6、奔驰、宝马、帕萨特B5、宝来等车型都采用了CAN数据总线（简称CAN总线）。由于我国中高级轿车主要引进欧洲车型，因此国内轿车大多采用CAN总线技术。5.1.1 CAN总线系统故障原因 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，如图所示。1电源线路故障 汽车上所用的控制单元模块需要一个供电电压，如果汽车电源系统提供的工作电压不正常，就会使得汽车电控模块出现短暂的不正常工作，将会引起整个汽车CAN总
2、线系统出现通信不畅。汽车多路信息传输系统的核心部分是含有通讯IC芯片的电控模块ECM。ECM的正常工作电压在10.515.0V的范围内。如果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ECM出现短暂的停止工作，从而使整个汽车多路信息传输系统出现短暂的无法通讯。2CAN总线链路故障 CAN总线的数据传输线采用双绞线的结构，当CAN总线系统的数据传输线出现短路、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。判断是否为链路故障，一般可采用示波器或汽车专用光纤诊断仪来观察通讯数据信号是否与标准通讯数据信号相符，亦可逐一抽出
3、总线检查。3CAN总线节点故障 汽车CAN总线系统中的电子控制模块被称为节点，CAN总线系统由网关、多个节点以及数据传输线组成，如图所示，其中节点故障就是电控模块的故障。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发送损坏，造成汽车CAN总线系统无法正常工作。5.1.2 CAN总线系统的检测1总线终端电阻的检测 汽车控制单元模块中内部都有封装电阻，单个阻值一般为120左右。我们平时说的CAN总线终端电阻，实际上是CAN通讯总线连接的控制单元终端电阻并联后的总和，阻值约为60，如图所示。
4、舒适CAN总线、驱动CAN总线、诊断CAN总线、扩展CAN总线的终端电阻均为60左右，其中J519、J234、J533等控制模块中未标注的电阻均为千欧级别，并联后对终端电阻的阻值影响可忽略不计。终端电阻的测量步骤总结如下将蓄电池的电极线拔除；等待大约5分钟，直到所有的电容器都充分放电；连接测量万用表并测量总阻值；将一个带有终端电阻控制单元的插头拔下来检测总的阻值是否发生变化；第一个控制单元（带有终端电阻）的插头连接好，再将第二个控制单元的插头拔下来；检测总的阻值是否发生变化；分析测量结果。以奥迪A2 1.4车型为例，测量CAN-Antrieb总线的总阻值：带有终端电阻的两个控制单元是连接相通的
5、。测量的结果是每一个终端电阻大约为120，总阻值为60，如图所示。通过该测量可以分析，连接电阻是正常的。注意终端电阻不是一定为大约120，而是相应的阻值依赖于总线的结构在总的阻值测量后，当在一个带有终端电阻控制单元的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。这说明被拔取的控制单元的终端电阻可能损坏或者是CAN-Bus总线出现断路。如果在拔取控制单元后显示的阻值变得无穷大，那么，或者是连接中的控制单元终端电阻损坏，或者是到该控制单元的CAN-Bus数据传输线出现故障。对于CAN总线系统中的终端电阻，可以使用万用表进行测量。正常情况下总线一般都隐藏在汽车内部，不容易进行直接测量，我们
6、可以对总线的引出线端口，如诊断插座上的端子或者借助分离插头等检测工具，这里我们以奥迪车系4S店总线检测的标配工具VAG 1598/38为例介绍下汽车总线终端电阻的检测方法，如图所示。VAG 1598/38的优势在于能够将CAN总线上控制单元回路中的连接情况转换到自身上，通过自身上CAN-High与CAN-Low两排小插头的拔出与插入来控制CAN总线网络中节点的通断，从而节省了人工查找线路的繁琐操作，如图所示。测量前，我们先将VAG 1598/38的连接插头插入被测试汽车的总线诊断插座上，之后在在VAG 1598/38上安装被测试汽车的分离插头。完成连接后，我们使用万用表插入VAG 1598/3
7、8相应的端口上，如左图所示。测量的阻值为58，表明CAN-High线与CAN-Low线之间的阻值正常，如右图所示。图 测量CAN-High线与CAN-Low线之间的终端电阻图 CAN总线的终端电阻阻值显示2总线电压的检测 CAN-High驱动数据总线的主体电压应是2.5 V，当有信号传输时，总线上的电压值会在2.53.5 V之间高频波动，测量时，将万用表拨至电压挡位，万用表红表连接到CAN-High线分配器端口上，黑表笔与车身搭铁，测量的电压为2.7V左右，如图所示。同样的，CAN-Low驱动数据总线上有信号传输时，总线上的电压值会在1.52.5 V之间高频波动，因此，万用表的测量值为1.52
8、.5 V之间，小于2.5 V但靠近2.5 V，如图所示。3总线波形的检测 检测CAN总线波形信号时，一般采用测试仪或示波器测量总线数据信号的波形，例如采用双通道的示波器进行同步波形的测量，能够直观地观察CAN总线系统波形信号有无异常现象。使用示波器测量CAN总线波形时，首先需要设置参数，点击电脑界面上的通道A后，左下角选择DOS1，点击电脑界面上的通道B，左下角选择DOS2，完成参数设置后，将示波器的两支黑表笔搭铁，之后将连接DOS1的红表笔接在CAN-High线端口上，连接DOS2的红表笔接在CAN-Low线端口上，如图所示。最后，我们通过示波器观察CAN总线的波形，正常情况下CAN-Hig
9、h线与CAN-Low线的波形大小相等、相位相反，如图所示。在CAN-BUS上，信息传递是通过两个二进制逻辑状态0（显性）和1（隐性）来实现的，每个逻辑状态都对应于相应的电压值。控制单元利用两条线上的电压差来确认数据。当CAN-BUS数据总线对地短路时，检测到的CAN-BUS数据总线的信号波形如图（b）所示。当CAN-BUS数据总线对正极短路时，检测到的CAN-BUS数据总线的信号波形如图（b）所示。当CAN-BUS数据总线中的CAN-Low总线断路时，检测到的CAN-BUS数据总线的信号波形如图（b）所示。当CAN-BUS数据总线中的CAN-High总线断路时，检测到的CAN-BUS数据总线的
10、信号波形如图（b）所示。当CAN-High和CAN-Low短路时，检测到的CAN-BUS数据总线的信号波形如图（b）所示。当CAN-BUS数据总线处于睡眠模式时，检测到的CAN-BUS数据总线的信号波形如图所示。通过对汽车总线的波形信号进行检测分析，我们就可以判断出汽车CAN总线通讯故障的原因。汽车总线故障波形总结如下 CAN-Low线的电压置于0V、CAN-High线的电压电位正常，汽车网络通讯系统在此故障下，变更为单线工作状态。CAN-Low线对地短路 CAN-High线的电压置于0V、CAN-Low线的电压电位正常，汽车网络通讯系统在此故障下，变更为单线工作状态。CAN-High线对地短路CAN-Low线对正极短路 CAN-Low线的电压大约为12V、CAN-High线的电压电位正常，汽车网络通讯系统在此故障下，变更为单线工作状态。CAN-High线对正极短路 CAN-High线的电压大约为12V、CAN-Low线的电压电位正常，汽车网络通讯系统在此故障下，变更为单线工作状态。CAN-High线与CAN-Low线相交 CAN-High线与CAN-Low线两线波形呈现电压相等、波形相同、极性相同的特征。感 谢 聆 听
