1、1CAN總線故障檢測汽車工程系汽車工程系郝金魁郝金魁2p高速高速C A N網物理層適用于速率為網物理層適用于速率為250k b i t/s到到1Mb i t/s，而，而低速低速C A N網容錯物理層適用于速率不超過網容錯物理層適用于速率不超過125k b i t/s。高速。高速C A N網是自網是自C A N網協議誕生之日起就存在的，而低速網協議誕生之日起就存在的，而低速C A N網則起步較晚，主要是為了網則起步較晚，主要是為了CAN網物理層的容錯。網物理層的容錯。p高速高速CAN和低速和低速CAN網物理層由互補數據對組成網物理層由互補數據對組成(通訊媒介通訊媒介為導線時為導線時)，其兩條線分

2、別叫做，其兩條線分別叫做C A N-H(C A N-高電平線高電平線)和和CAN-L(CAN-低電平線低電平線)。在。在CAN-H和和CAN-L上同時傳送信上同時傳送信息，息，CAN-H上傳送的信息和上傳送的信息和CAN-L上傳送的信息正好是相上傳送的信息正好是相反的。反的。CAN總線系統分類3CAN HighCAN LowDifferencedominant state3.8 V1.1 V2.7 V = 0recessive state2.6 V2.4 V0.2 V = 1差值 2.3 V = result bit value 0= dominant差值 3.6)1 V( 2.2 V = r

3、esult bit value 0= dominantDifference 2.2 V= result bit value 1= recessiveCAN Low dominant 0CAN High dominant 0CAN High recessive 1CAN Low recessive 1Both signals are always measured against earth低速CAN總線信號分析 5高速CAN總線容錯能力 p高速高速C A N網物理層，由于其內部結構的限制，不能提供容錯方法。因為網物理層，由于其內部結構的限制，不能提供容錯方法。因為高速高速C A N網的比較電路

4、很簡單，如果出現故障，比較器不會發送信號，網的比較電路很簡單，如果出現故障，比較器不會發送信號，也沒有辦法實現通信。以下七種情況中，僅有兩種情況在物理層容錯范圍也沒有辦法實現通信。以下七種情況中，僅有兩種情況在物理層容錯范圍內，其他幾種情況，網絡是不能運行的，并且各個電控單元之間也不可以內，其他幾種情況，網絡是不能運行的，并且各個電控單元之間也不可以實現通信。實現通信。CAN-H對地短路對地短路無法運行；無法運行；C A N-H對正極短路對正極短路在在C A N-L上進行降級運行上進行降級運行(在物理層容錯范圍內在物理層容錯范圍內)；C A N-L對地短路對地短路在在C A N-H上進行降級運

5、行上進行降級運行(在物理層容錯范圍內在物理層容錯范圍內)；CAN-L對正極短路對正極短路無法運行；無法運行；CAN-H開路開路無法運行；無法運行；CAN-L開路開路無法運行；無法運行；C A N-H和和C A N-L相互短路相互短路無法運行。無法運行。6低速CAN總線容錯能力 p低速低速C A N網容錯物理層的電壓水平也是標準化的，但其電壓振幅比高速網容錯物理層的電壓水平也是標準化的，但其電壓振幅比高速C A N網物理層的要強，這是因為速率對應更慢。網物理層的要強，這是因為速率對應更慢。p低速低速C A N網容錯物理層為故障提供一個容錯功能，因為其差分電路是由網容錯物理層為故障提供一個容錯功能

6、，因為其差分電路是由3個共用模式的比較器組成的，而這個共用模式的比較器組成的，而這3個比較器用來將個比較器用來將CAN-H和和CAN-L與參與參照電壓進行比較。在這種情況下，照電壓進行比較。在這種情況下，3個比較器中間至少有一個總是能保持個比較器中間至少有一個總是能保持運轉的，故障形式如以下運轉的，故障形式如以下6條所示：條所示：C A N-H對地短路對地短路在在C A N-L上進行降級運行；上進行降級運行；C A N-H對正極短路對正極短路在在C A N-L上進行降級運行；上進行降級運行；C A N-L對地短路對地短路在在C A N-H上進行降級運行；上進行降級運行；C A N-L對正極短路

7、對正極短路在在C A N-H上進行降級運行；上進行降級運行；C A N-H開路開路在在C A N-L上進行降級運行；上進行降級運行；C A N - H和和C A N - L相互短路相互短路CAN-L自動切斷，在自動切斷，在CAN-H上運行降級上運行降級運行。運行。7CAN總線睡眠模式 p用戶在使用車輛時，用戶在使用車輛時，CAN總線系統處于總線系統處于“蘇醒蘇醒”狀態，該狀態，該系統在判斷用戶離開車輛時，系統停止所有節點系統在判斷用戶離開車輛時，系統停止所有節點(E C U)的的通信，以節約電能。這種狀態叫通信，以節約電能。這種狀態叫“睡眠睡眠”狀態，此時，除狀態，此時，除“蘇醒檢測蘇醒檢測”

8、功能外，所有的功能外，所有的ECU都進入節能模式。都進入節能模式。p當點火開關被設置到當點火開關被設置到A C C或或L O C K位置上并且所有的車位置上并且所有的車門已被關閉，而且在最后開關操作后預定時間已過，電子門已被關閉，而且在最后開關操作后預定時間已過，電子控制單元同時入睡。控制單元同時入睡。p當有一個電子控制單元從睡眠中蘇醒過來時，會喚醒其他當有一個電子控制單元從睡眠中蘇醒過來時，會喚醒其他電子控制單元。電子控制單元。8CAN總線睡眠模式 p 睡眠模式高位線睡眠模式高位線0伏；低位線伏；低位線12伏伏p非睡眠模式電流非睡眠模式電流 700 mA；睡眠模式電流；睡眠模式電流 68 m

9、A9運輸模式p經銷商在銷售給用戶前，必須用經銷商在銷售給用戶前，必須用VAS5051的自診斷功能（收集服務的自診斷功能（收集服務信息）來進行關閉運輸功能。信息）來進行關閉運輸功能。p運輸模式在低于運輸模式在低于150KM時，可以用時，可以用網關來進行切換，當高于此值時，網關來進行切換，當高于此值時，系統自動關閉運輸模式。系統自動關閉運輸模式。p在商品車運輸到經銷商之前，為了防止蓄電池過多放電，應當使車輛的在商品車運輸到經銷商之前，為了防止蓄電池過多放電，應當使車輛的耗能減少的最小。因此有些功能將被關閉。耗能減少的最小。因此有些功能將被關閉。10地址碼地址碼:19CPU-Dash panelDA

10、TA-GatewayDIAGNOSE-GatewayCAN-動力總線CAN-舒適總線 K-Wire to 自診斷接口自診斷接口網關Gate-way系統11類型：集成在組合儀表內部集成汽車電氣控制單元內部單獨的網關網關類型12診斷 gateway.數據 gateway131101（2）=1*20+0*21+1*22+1*23=1+0+4+8=13 轉化成十進制要從右到左用二進制的每個數去乘以轉化成十進制要從右到左用二進制的每個數去乘以2的相的相應次方，不過次方要從應次方，不過次方要從0開始開始 十進制數與二進制數轉換十進制數與二進制數轉換十進制整數轉換為二進制整數十進制整數轉換為二進制整數采用采

11、用除除2取余，逆序排列取余，逆序排列法。法。具體做法是：用具體做法是：用2去除十進制整去除十進制整數，可以得到一個商和余數；再數，可以得到一個商和余數；再用用2去除商，又會得到一個商和去除商，又會得到一個商和余數，如此進行，直到商為一時余數，如此進行，直到商為一時為止，然后把先得到的余數作為為止，然后把先得到的余數作為二進制數的低位有效位，后得到二進制數的低位有效位，后得到的余數作為二進制數的高位有效的余數作為二進制數的高位有效位，依次排列起來。位，依次排列起來。 19/2=9余余1 9/2=4 余余1 4/2=2 余余0 2/2=1 余余0 由下往上取由下往上取余數余數 10011 11/2

12、=5余余1 5/2=2 余余1 2/2=1 余余0 由下往上取余由下往上取余數數 1011 14故障波形圖1動力動力CAN 總線系統，總線系統， CAN High 、CAN Low 彼此之間短路彼此之間短路15故障波形圖 2動力動力CAN 總線系統，總線系統， CAN High 對正極短路對正極短路16故障波形圖 3動力CAN 總線系統， CAN High 對地短路17故障波形圖 4動力CAN 總線系統， CAN Low 對正極短路18故障波形圖 5動力CAN 總線系統， CAN Low 對地短路19故障波形圖 1舒適、信息娛樂CAN 總線系統， CAN High 、CAN Low 彼此之間短

13、路20故障波形圖 2舒適、信息娛樂CAN 總線系統， CAN High 對地短路21故障波形圖 3舒適、信息娛樂CAN 總線系統， CAN High 對正極短路22故障波形圖 4舒適、信息娛樂CAN 總線系統， CAN Low 對地短路23故障波形圖 5舒適、信息娛樂CAN 總線系統， CAN Low 對正極短路24CAN總線系統出現的故障信息存儲在網關中總線系統出現的故障信息存儲在網關中CAN總線故障的存儲總線故障的存儲CAN總線系統的電控單元出現故障，就會在各電控單元中生總線系統的電控單元出現故障，就會在各電控單元中生成故障信息：一個故障原因會在不同控制單元中造成多條故障成故障信息：一個故

14、障原因會在不同控制單元中造成多條故障信息信息裝有裝有CAN總線系統的車輛出現故障，維修人員應首先檢查總線系統的車輛出現故障，維修人員應首先檢查CAN總線系統是否正常。因為總線系統是否正常。因為CAN總線系統有故障，則整個汽總線系統有故障，則整個汽車車CAN總線系統中的有些信息無法傳輸，造成接收這些信息的總線系統中的有些信息無法傳輸，造成接收這些信息的電控系統無法正常工作，使故障診斷變得更為困難。電控系統無法正常工作，使故障診斷變得更為困難。25當在車輛中存在電源電壓過低狀態時，同樣也可能當在車輛中存在電源電壓過低狀態時，同樣也可能 (錯誤地錯誤地) 記錄為總線故障。因此在分析總線故障之前應檢查

15、電源電壓記錄為總線故障。因此在分析總線故障之前應檢查電源電壓過低故障是否存儲在超過兩個控制單元中。如果回答是肯定過低故障是否存儲在超過兩個控制單元中。如果回答是肯定的就不用進行其他的總線故障分析了，而只在供電范圍內查的就不用進行其他的總線故障分析了，而只在供電范圍內查詢故障原因。詢故障原因。CAN總線故障總線故障26CAN 總線上通信故障可能是下列原因：總線上通信故障可能是下列原因：- CAN Low (低速低速) 或或 CAN High (高速高速) 通信線斷路或者短通信線斷路或者短路路- 插頭連接損壞插頭連接損壞 (觸頭損壞、污垢、銹蝕觸頭損壞、污垢、銹蝕)；- 車用電源系統中的故障電壓車

16、用電源系統中的故障電壓 (例如由損壞的點火線圈或接例如由損壞的點火線圈或接地連接引起地連接引起)；- 某個控制單元中的通信部件故障；某個控制單元中的通信部件故障；- 某個控制單元的供電故障某個控制單元的供電故障 (當蓄電池電量快耗盡時蓄電池當蓄電池電量快耗盡時蓄電池電壓緩慢下降可能導致故障記錄存儲，因為不是所有的控制電壓緩慢下降可能導致故障記錄存儲，因為不是所有的控制單元由于電壓下降而同時關閉單元由于電壓下降而同時關閉)；CAN總線故障的可能原因總線故障的可能原因27CAN 一般構造堅固且抗短路。對地短路、對車載網絡電壓一般構造堅固且抗短路。對地短路、對車載網絡電壓短路和導線相互短路不會損壞控制單元。在最壞的情況下有短路和導線相互短路不會損壞控制單元。在最壞的