CAN总线的常见故障与检修方法.docx

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1、CAN总线的常见故障及解决方法CAN总线，全称ContrOnerAreaNetWOrk,是一种串行通信协议，主要用于汽车和工业自动化领域。它是由德国BOSCH公司开发并推广的，目前已经成为国际标准（ISoU898）,是当前应用最广泛的现场总线之一。一、CAN总线的特点CAN ControllerMessage completion Controls bus access, transmsion and reception of messages, bit timingCAN Transceiver Transmission: Translation of bits into voltage l

2、evels Reception: Voltage levels are sompldf forwarded to ControllerCANCANECUECURt多主控制：在总线空闲时，所有单元都可以发送消息，而两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（ID）决定优先级。ID并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。仲裁获胜的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。系统的柔软性：与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此，在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。通信速度较快，通信距离远：最高IMbPS（距离小于40

3、M）,最远可达IOKM（速率低于5Kbps）o具有错误检测、错误通知和错误恢复功能：所有单元都可以检测错误，检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元，正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止。故障封闭功能：CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。二、CAN总线的物理层CAN总线组成-硬件（导线）Sdilaglange为了减少干扰，CAN-Bus的传输线采用双绞线，其绞距为20mm,极面积为0.35mmF戈0.5mm，。CAN总线的物理层

4、传输介质可以为双绞线、光纤、同轴电缆等，主机厂一般使用双绞线。在双绞线上传输的信号形式为差分信号，差分信号即大小相等跳变方向相反的信号。差分信号的主要优点为传输稳定，抗干扰能力强。因为两条信号线一同走线，干扰一般会同时等值的加到两条线上，到了接收端进行差分运算时就可以消除干扰影响。终端电阻阻值一般选用120C。三、CAN总线的协议结构CAN总线的协议结构包括数据链路层和物理层。数据链路层又分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。物理层定义了信号如何传输，包括位定时工同步、错误检测和恢复等功能。四、CAN总线的应用内容更新ESP TCS DRP仅收盘电动车SrMtl电灯投取安全气ABS SttS

5、W车敦多燥体 iats-APP收件前0厂!力控制系统引孽则ACC助力穆向安全控制系蜕CAN总线最早应用于汽车工业，由德国BOSCH提出。由于消费者对汽车功能需求的不断增加，汽车中电子器件不断增加，造成各控制器之间通讯信号接线方式复杂，因此设计了一个单一的网络总线，整车的所有控制器都可以挂在这个网络上。目前，CAN总线不仅应用于汽车电子领域，还广泛应用于工业自动化、医疗、船舶和航空航天等领域。在这些领域中，CAN总线都被广泛地用作设备之间的通讯协议，以提高设备的效率和可靠性。五、常见故障类型CAN通信中断：这可能是由于网络线路问题、节点故障、信号干扰等原因引起的。表现为网络中的数据传输突然停止，

6、且无法恢复。CAN通信错误：可能是由于硬件故障、信号干扰、软件错误等原因，导致网络中的数据出现错误。表现为数据传输错误、数据格式错误等。CAN节点故障：可能是由于节点硬件故障、软件错误、电源故障等原因，导致该节点无法正常参与CAN网络的通信。CAN网络溢出：当网络中的信息量过大，超过了网络的承载能力，导致网络出现溢出。表现为网络中的数据传输变慢，甚至出现丢失。六、检修方法检查网络线路：对于通信中断的故障，首先应检查网络线路是否出现断路、短路、干扰等问题。可利用万用表、示波器等工具进行检查。检查节点：对于通信错误或节点故障的问题，首先应检查节点是否正常工作。可以检查节点的电源、硬件、软件等方面是

7、否存在问题。检查网络软件：对于通信错误的故障，还应检查网络软件是否存在问题。可以检查网络的配置、协议等方面是否存在错误。检查干扰源：对于通信错误或通信中断的故障，还应检查网络周围是否存在干扰源。如其他通讯设备、大功率电器等。重启网络：对于通信中断或通信错误的故障，可以尝试重启网络来解决。这可以重置网络的状态，清除可能存在的缓存等问题。备份和恢复：对于重要的网络设备或软件，应定期进行备份。当出现故障时可以从备份中恢复到正常状态，减少损失。专业人员检修：如果以上方法无法解决问题，建议联系专业的检修人员来进行详细的检修。七、结论CAN总线作为重要的通讯协议，在汽车和工业自动化领域有着广泛的应用。当出

8、现故障时，应根据具体情况采取相应的检修方法，尽快恢复网络的正常运行。同时，为了减少故障的发生，应定期对网络进行检查和维护，确保网络的稳定性和可靠性。CAN总线故障定位及解决办法引入当前市场行业发展CAN总线虽然有强大的抗干扰和纠错重发机制，但目前CAN大量地运用于电动汽车、充电桩、电力电子、轨道交通等电磁环境比较恶劣的场合，因此对CAN总线的抗干扰能力也会存在挑战，所以对CAN总线的抗干扰能力需要加以重视。工作机制当CAN总线出现故障或数据传输异常时,往往会出现多种奇怪的故障现象,干扰也会导致帧错误增加，重发频繁，正确数据不能及时到达，将会大大影响工作的效率和质量。想要确定CAN总线故障在哪里

9、，然后更有目标性的去解决它,首先我们要了解有哪些常见的故障现象。根据故障现象和网络结构图来对故障原因进行初步定位，结合相关的诊断仪器进行诊断，通过诊断结果目标明确，查找到具体的故障部位以及原因。CAN总线常见故障现象1、仪表板显示异常，不停跳变2、车辆无法正常启动，启动后无法熄灭3、车辆某些电控系统功能失灵4、电机转动异常，动力供应变化巨大等。三4CAN总送网络示例图这是因为相关数据或信息是通过CAN总线传输的，如果传输失败，那么会产生多种连带故障，甚至造成整个网络系统瘫痪。CAN故障通常有短路原因导致，包括CAN线短路、对电源短路、对地短路、也有断路原因导致，如CANL或者CANH断路，还有

10、可能是线路相互接反。CAN总线故障定位节点测试法CAN总线是网络系统的控制器区域，是中央网络系统，各节点或者说是车内的电子控制单元就是由CAN所联系起来的。当CAN总线出现干扰异常时，针对短路问题，可以通过逐个断开节点来进行测试，若电压恢复正常,则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还没有变化，则说明线路短路。通过这个方法可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。电阻测量法当某个控制模块CANL导线或者是CANH导线断路时;会导致该控制模块无法实现通信，在其他控制模块的通信是不受影响的。但在其他控制模块有读到该故障块故障码的可能。如果多个控制模块的CANL导线或者是CANH导线出现断

11、路，那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。若出现故障的控制模块带有终端电阻，那么就可以采用电阻测量法。以下就是判断有无终端电阻的测量方法。根据实际的线束特性进行计算可以知道，CAN终端店电阻的阻值大约为120Q,测量诊断接口的CANH与CANL之间的电阻，若变为120Q,则说明有一个终端电阻断路。这种情况下则可用电阻测量法进行故障判断。替换控制模块还有一个情况是不带终端电阻，这样的话就需要去测量这个控制模块CAN导线的通导性。替换有故障码内容涉及的控制模块，可以快速判断故障是否由该控制模块本身造成的。同时还要要结合网络图来进行断点查找，因为在整个网络中会设置相应的总线集线器，断点部位不同，受

12、影响的部件也不同，同时也会决定诊断仪能够进行诊断的控制模块。CAN网络与集线器分布图CAN总线干扰的解决方法CAN线保证屏蔽效果与正确接地CAN线带屏蔽层的话,可以良好地抵御电场的干扰,减少对线路的干扰。可以把CANH和CANL用铝箔和无氧铜丝屏蔽网包裹起来，但是需要注意的是与接插件的连接，可以在连接部分有短于25mm的电缆不用双绞。CAN双屏蔽线的干扰效果更强，分为内层和外层，其中内层的CAN-GND是于CAN收发器的地连接，外层的Shieki是与外壳大地相连。内层可以平衡信号的地电位，抑制共模干扰，减少错误帧，但强干扰时收发器损坏率会提高；外层可以泄放电荷到大地。但是使用屏蔽线后，在屏蔽层

13、没有良好接大地前，屏蔽线是不起作用的。所以要选择一个适合的接地方式，一般接地方式有：屏蔽层单点接地和多点接地。屏蔽层单点接地可以避免地回流，多点接地可以加快高频干扰信号的泄放。CAN线远离干扰源CAN线干扰源是最简单的抗干扰方法，如果CAN线与强电干扰源远离0.5米，干扰就基本影响不到了。但是在实际情况中，线路的可布局空间都不会很大，使CAN线和其他电线混在一起。在很多的新能源汽车的驱动系统,CAN线经常与驱动线混在一起,结果导致干扰很大。只要与CAN并行的驱动线,具备2A/秒的电流变化，就会耦合出强磁场而导致CAN线上出现干扰脉冲。所以CAN线必须要和电流会剧烈变化的线缆远离。比如继电器、电

14、磁阀、逆变器、电机驱动线等。CAN线提高绞合度CAN本身就有抗干扰性，它是通过CANH和CANL差分传输的方式，使在遇到干扰的情况可以达到CANH和CANL的差分值保持不变，来达到抗干扰的目的。3.5V.2川一二二1A11=LVJ_LI-LLlI2VOV|_j_(35-x)CANHCANL(25y)-(1.5-x)-(25*y)KWJ差分抗干扰示意图对于这种抗干扰能力而言，需要的前提条件是将CANH和CANL的绞合程度很高，使两个部分所受到的干扰差尽量一致，从而更小地影响其差分值。因此提高CAN线的绞合度可以更好地帮助其对干扰的抵抗。以上是一些比较好操作,实施性较强的方法。当CAN总线出现故障

15、或数据传输异常时,往往会出现多种奇怪的故障现象,如仪表板显示异常，车辆无法启动，启动后无法熄灭，车辆动力性能下降，某些电控系统功能失等。这是因为相关数据或信息是通过CAN总线传输的，如果传输失败，那么会产生多种连带故障，甚至造成整个网络系统瘫痪。最为常见的故障症状是仪表板的显示异常，如下图所示。在检修过程中，首先应查看具体的故障症状，根据故障症状和网络结构图来初步分析有可能是哪些原因造成的，然后使用相关的诊断仪器进行诊断，根据诊断结果制订相关检修方案，做到心中有数，目标明确。接着查找具体的故障部位和原因，同时结合相应的检测方法和测量结果找到故障点，从而彻底排除故障。由于CAN网络采用多种协议，

16、每个控制模块的端口在正常的情况下都有标准电压，因此电压测量法可用于判断线路是否有对地或电源短路、相线间短路等问题。为了确定CANH或CANL导线是否损坏或信号是否正常，可以测量其对地电压（平均电压）。测量点通常在OBD诊断接口处，如下图所示。诊断接口的6号针脚连接CANH导线，14号针脚连接CANL导线。如果诊断接口上连接有两组CAN总线，那么动力CAN总线使用6号和14号针脚，舒适总线使用3号和11号针脚。诊断接口的针脚含义如下图所示。正常情况下，当CAN总线唤醒后，CANH对地电压约为2.656V,CANL对地电压约为2.319V,而且两者相加为4.975V正常的CANH电压正常的CANL

17、电压CAN故障通常的原因有CAN线短路、对电源短路、对地短路、相互接反。1. CANH-CANL短路当CANH与CANL短路时，CAN网络会关闭，无法再进行通信。会有相应的网络故障码。CANH与CANL短路的总线波形如下图所示。当两者相互短路之后，CAN电压电位置于隐性电压值（约2.5V）。实际测量两条CAN导线的电压，会发现始终在2.5V左右，基本不变化，如下所示。故障排除方法：通过插拔CAN总线上的控制模块（节点），可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。逐个断开节点，若电压恢复正常，则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还没有变化，则说明线路短路。2. CANH对电源（正极）

18、短路当出现CANH对电源（正极）短路这种故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。以对12V电源短路为例，此时CANH电压电位被置于12V,CANL线的隐性电压被置于大约12VoCANH对电源短路的总线波形如下图所示。实际测量电压，若CANH电压为12V,CANL电压被置于约为11V,则说明出现此类故障。CANH对电源短路的CANH电压如下图所示。CANH对电源短路的CANL电压如下图所示。故障原因：如果不是CANH导线对外部电源短路引起的，那么这种故障就有可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。3. CANH对地短路当出现C

19、ANH对地短路这种故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。CANH的电压位于0V,CANL电压也位于0V,可是在CANL导线上还能够看到一小部分的电压变化。CANH对地短路的总线波形如下图所示。实际测量电压，若CANH和CANL电压均约为0V,且无断路问题，则说明出现此类故障。CANH对地短路的CANH电压如下图所示。CANH对地短路的CANL电压如下图所示。故障原因：如果不是CANH导线对外部地线短路引起的，那么这种故障就可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。4. CANL对地短路当出现CANL对地短路这种故障时，根据C

20、AN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。但是对于某些车系，如海马车系，其CANL对地短路的容错特性较好，车辆基本能够正常使用，即在客户体验层面上没有明显的异常现象，但从诊断方面来讲，会影响网络传输速度。此时CANL电压约为OV。CANH线的隐性电压被降至OV,但显性电压基本不变，因此波形被拉长，依然可以传输数据，由此可说明CANL对地短路的容错特性较好原因。CANL对地短路的总线波形如下图所示。实际测量CAN导线电压，若CANL电压为0V,CANH为IV左右，则说明出现此类故障。CANL对地短路的CANL电压如下图所示。CANL对地短路的CANH电压如下图所示

21、。故障原因：如果不是CAN-L导线对外部地线短路引起的，那么这种故障是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。5. CANL对电源（正极）短路当出现CANL对电源（正极）短路这种故障时，根据CAN总线的容错特性，可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。由于CANL对电源短路，因此CANH电压也被置于12V。CANL对电源短路的总线波形如下图所示。CANL对电源短路的CANH电压如下图所示。故障原因：如果不是CANL导线对外部电源短路引起的，那么这种故障就有可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。故障查找方法同上。6. CANH断路当某个控制模块CANH导线断路

22、时，会导致该控制模块无法实现通信，但其他控制模块的通信还是有的。在其他的控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CANH导线出现断路。那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。CANH断路的总线波形如下图所示。如果出现故障的控制模块带有终端电阻，可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CANH与CANL之间的电阻，若变为120,则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻，那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。替换有故障码内容涉及的控制模块，可以快速判断故障是否由该控制模块本身造成的。此外，要结合网络图来查找断点，因为在整个网络中会设置相应的总线集线器，断点部位

23、不同，受影响的部件也不同，同时也会决定诊断仪能够进行诊断的控制模块。CAN网络与集线器分布如下图所示。7. CANL断路当某个控制模块CANL导线断路时，会导致该控制模块无法实现通信，但其他控制模块的通信还是有的。在其他控制模块可能读到此故障模块的故障码。如果多个控制模块的CANL导线出现断路，那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。如果出现故障的控制模块带有终端电阻，可以用电阻测量法来判断。测量诊断接口的CANH与CANL之间的电阻，若变为120。，则说明有一个终端电阻断路。如果出现故障的控制模块不带终端电阻，那么需要测量该控制模块的CAN导线的导通性。CANL断路的总线波形如下图所示。替换有故障码内容涉及的控制模块，可以快速判断故障是否是由该控制模块本身造成的。此外，要结合网络图来查找断点，从而准确找到原因，排除故障。8. CANL与CANH导线互相接反当出现CANL与CANH导线互相接反这种故障时，一般情况下，接错的那个控制模块将无法通信，其他控制模块的通信则正常。CANL与CANH导线互相接反的示意图如下图所示。在怀疑有问题的控制模块的CAN导线针脚处测量其电压，验证电压是否正常。结合CAN网络图核对线路连接情况进行检查，判断是否存在这种故障。若存在，则对CAN网络进行修复。替换有故障码内容涉及的控制模块，判断故障是否是由该控制模块造成的。