轿车CAN总线概述及其故障诊断

　1. 轿车CAN总线技能简介
　　CAN总线技能是ISO国际规范化的串行通讯协议。在轿车工业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低本钱的要求，各式各样的电子操控体系被开发了出来。因为这些体系之间通讯所用的数据类型及对牢靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的状况许多，线束的数量也随之添加。为习惯“削减线束的数量”、“经过多个LAN，进行许多数据的高速通讯”的需求，1986 年德国电气商博世公司开发出面向轿车的CAN 通讯协议。尔后，CAN 经过ISO11898 及ISO11519 进行了规范化，在欧洲已是轿车网络的规范协议。
　　轿车CAN总线技能经过遍及车身的传感器，轿车的各种行进数据会被发送到“总线”上，这些数据不会指定仅有的接纳者，但凡需求这些数据的接纳端都能够从“总线”上读取需求的信息。CAN总线的传输数据非常快，能够到达每秒传输32bytes有用数据，这样能够有用确保数据的实效性和准确性。传统的轿车在机舱和车身内需求埋设许多线束以传递传感器收集的信号，而Can-Bus总线技能的使用能够许多削减车体内线束的数量，线束的削减则降低了毛病产生的可能性。
　　2. 轿车CAN总线技能作业原理
　　CAN―BUS数据总线包含操控单元、操控器、收发器、数据传输终端。操控单元是CAN―BUS数据总线首要计算器，将操控器传递来的信息进行运算，并将运算数据传递给操控器。操控器接纳来自操控单元的信号，构成指令经过发送器传递总线。收发器接纳总线数据，并将数据传送到CAN操控器。操控器经过接纳器传递信号进行转化传递给操控单元。CAN―BUS数据总线中的数据传递就像一个总部。一个分部经过网络将数据“上传”网络中，其他用户经过网络“接纳”这个数据，对这个数据感兴趣的用户就会使用数据，而其他用户则挑选疏忽。
　　3. 轿车CAN总线技能的优缺陷
　　长处：
　　（1）减轻整车分量。削减线束，部分线束变细，节省其他空间，单个线束所承载的功用添加。
　　（2）节省本钱 。线束削减，传感器同享，能够完成操控器执行器的就近衔接准则。
　　（3）质量牢靠。插头削减，毛病率削减，质量更牢靠。
　　（4）削减装置时刻。削减了装置过程。
　　（5）增大开发地步。各操控器能够把整车功用相对随意地分管，新的功用和新技能能够经过软件进行更新。
　　缺陷：
　　不能完成视频、音频的实时同步通讯。本钱高于LIN总线。
　　4. 轿车CAN总线技能的使用及功用
　　A使用 ：
　　CAN-BUS的通讯协议建立在国际规范安排的开放体系互联参阅模型基础上，首要作业在数据链路层和物理层，用户可在其基础上开发习惯体系实际需求的使用层通讯协议。CAN的信号传输选用短帧结构，每一帧的有用字节数为8个，因而传输时刻短，受搅扰的概率低。当节点严重过错时，具有主动封闭的功用，以堵截该节点与总线的联络，使总线上的其他节点及通讯不受影响，故具有较强的抗搅扰才能。
　　B功用：
　　a多路传输功用。为了削减车辆电气线束的数量，多路传输通讯体系可使部分数字信号经过共用传输线路进行传输，体系作业时，由各个开关发送的输入信号经过中央处理器转化成数字信号，该数字信号将以串行信号的方式从传感器传输给接纳设备，发送的信号在接纳设备处将被转化为开关信号，再由开关信号对有关元件进行操控
　　b“唤醒”和“休眠”功用。“唤醒”和“休眠”功用用于削减在封闭焚烧开关时蓄电池的额定能量消耗。当体系处于“休眠”状况时，多路传输通讯体系将中止比如信号传输和CPU操控等功用，以节省蓄电池的电能；当体系一旦有人为操作时，处于“休眠”状况的有关操控设备当即开端作业，一起还将“唤醒”信号经过传输线路发送给其他操控设备。
　　c失效维护功用。失效维护功用包含硬件失效维护和软件失效维护两种功用。当体系的CPU产生毛病时，硬件失效维护功用使其以固定的信号进行输出，以确保车辆能持续行进；当体系某操控设备产生毛病时，软件失效维护功用将不受来自有毛病的操控设备的信号影响，以确保体系能持续作业。
　　d毛病自确诊功用。毛病自诊功用具有两种形式，即多路传输通讯体系的自确诊形式和各体系输入线路的毛病确诊形式，经过这两种形式既能对本身的毛病进行自确诊，一起还能对其他体系进行毛病确诊。
　　5. 轿车CAN总线技能的毛病和解决办法
　　CAN总线技能虽说是把轿车上的线路高度集中化，削减了毛病的产生，而且具有自确诊功用，但它并非完美无瑕，其实也有本身的不足之处，其间引起轿车信息传输毛病的原因有三种类型：
　　A轿车电源体系引起的毛病：
　　轿车信息传输体系的中心部分是电控模块，电控模块的正常作业电压在10.5-15.0V的范围内。假设轿车电源体系供给的正常作业电压低于此值，就会形成一些对作业电压要求高的电控模块呈现中止作业的状况，从而使整个轿车信息传输体系呈现无法通讯。经过对毛病代码的剖析和了解能够得出毛病的原因和处理办法。因为毛病代码具有间歇性，因而一次间歇为这根电源线产生间歇断路毛病。　　B节点毛病：
　　节点毛病归于电控模块毛病，也便是信息传输体系中的毛病，因而节点毛病也便是电控模块的毛病。节点毛病包含软件毛病和硬件毛病。其间硬件毛病一般是指芯片和集成电路的毛病，形成轿车信息传输体系不能正常运转。软件毛病首要是指从而使轿车信息传输体系通讯呈现毛病，这种类型的毛病一般成批的呈现，而且不行修理。因而，关于节点的毛病问题，一般只要选用替换的办法进行检测。经过对毛病剖析和扫除经过读取毛病代码，能够判别其毛病的原因，用替换法试换安全气囊操控单元，毛病得以扫除。
　　C线路毛病：
　　轿车CAN总线的线路毛病也便是通讯线路的毛病问题。当轿车信号传输体系呈现通讯线路毛病时，会导致通讯线路短路，通讯信号失真，还可能会引起电控体系过错动作。可是经过对毛病的检测与扫除，能够发现毛病的原因，终究能够扫除毛病。
　　6. CAN总线技能的毛病的解决办法
　　在轿车上装置有CAN总线技能，当车辆呈现毛病时，轿车修理员首要应该检测的是轿车信息传输体系是否正常。假如信息传输体系有毛病，则整个轿车信息传输体系无法正常运转，从而为毛病确诊带来不方便。CAN总线技能有毛病自诊形式，体系经过自诊读出相应的毛病代码。关于轿车CAN信息传输体系毛病的修理，应根据信息传输体系的详细结构进行详细剖析处理。
　　A电阻的丈量：
　　轿车终端电阻中的两个操控单元是相互衔接的，因而两个终端电阻是并联的。当在一个带有终端电阻的操控单元插头拔下后丈量的阻值没有产生改变，则阐明体系中存在问题，可能是被拔下的操控单元终端电阻损坏呈现断路。假如在拔下操控单元后显现的阻值改变无穷大，则可能是衔接中的操控单元终端电阻损坏，或是该操控单元的CAN―BUS呈现毛病。当丈量的成果为每一个终端电阻大约为120欧，而总值为60欧时，能够判别衔接电阻是正常的，可是终端电阻不一定便是120欧，其相应的阻值依赖于总线的结构。
　　B波形剖析：
　　（1）正常波形。正常状况下，CAN-High的高电平为3.6V，低电平为0V；CAN-Low的高电平为5V，低平为0V。
　　（2）CAN-High与CAN-Low之间短路。其特色为CAN-High和CAN-Low的电压电位相同，舒适CAN因而而单线作业。这意味着，通讯仅为一条线路的电压电位起作用，操控单元使用该电压电位对地值确认传输数据。
　　（3）CAN-High对地短路。其特色为CAN-High的电压置于0V，CAN-Low的电压电位正常。在该毛病状况下，舒适CAN变为单线作业。
　　（4）CAN-High对正极短路。CAN-High 线的电压电位大约为12V或许蓄电池电压，CAN-Low线的电压电位正常。在该毛病状况下，舒适CAN变为单线作业。
　　（5）CAN-Low对地短路。CAN-Low的电压置于0V.CAN-High的电压电位正常。在该毛病状况下，舒适CAN变为单线作业。
　　（6）CAN-Low对正极短路。CAN-Low 线的电压电位大约为12V或许蓄电池电压，CAN-High线的电压电位正常。在该毛病状况下，舒适CAN变为单线作业。
　　（7）CAN-Low断路。CAN-High线电压电位正常，在CAN-Low线上为5V的隐性电压电位和一个比专长的1V显性电压电位。当一个信息内容被正确的承受，则操控单元发送这个显性电压电位。在左图显现由许多发送操控单元组成的体系。“A“部分是信息的一部分，该信息被一个操控单元所发送。在“B“时刻点接纳到正确的信息内容，则接纳操控单元用一个显性的电压电位给予答复。在“B“时刻点因为收到正确的信息，则一切操控单元都一起发送一个显性的电压电位，正因为如此，该比特的电位差要大一些。
　　（8）CAN-High断路。CAN-Low线电压电位正常，在CAN-High线上为0V的显性电压电位和一个比专长的4V隐性电压电位。
　　C CAN导线的修理
　　当信号传输体系中的导线有破损和短路时，则需求接线，每段接线长度应该小于50mm，其间每两段接线之间长度应该大于等于100mm，此外每条导线长度不应该超越5m，不然可能会导致导线所传输的脉冲信号会失真。
　　7. 结束语
　　根据CAN体系的增加贯穿了20世纪90年代，而且因为硬件操控器元件供货商不断降低本钱的尽力及供给许多产品来支撑根据CAN的体系，这一增加趋势在未来十年仍将持续。CAN已经成为事实规范，在可预见的将来，新的低本钱操控器芯片将会持续支撑CAN商场的增加。
　　【参阅文献】
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