汽车CAN-BUS总线的认识与检测.doc
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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
一、摘要…………………………………………………………..……2
（一）、关键词………………………………………………………2
二、前言…………………………………………………………...……2
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………………………………………………………….……5
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
一、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。
关键词：
汽车；CAN-BUS总线；检测
二、前言
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，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。
三、正文
（一）、CAN简介
CAN总线全称为“控制器局域网（CAN-CONTROLLERAREANETWORK）”。
将车上多个控制器（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能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500kb/s，主要连接对象是发动机控制器（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。
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。
（三）、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10.5～15.0V的范围内。
如果低于该值，就会造成ECU停止工作，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）、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。
（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-BUS出现断路。
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-BUS出现故障。
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VAS5051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的同步波形，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对地短路
CAN-Low对正极短路
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，2001
2．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2006
3．马春阳.汽车CAN总线技术及其检测维修.汽车技术，2007
4.吴作斌.CAN总线技术在汽车上的应用及检测维修.黑龙江科技信息2007
5.付亮.CAN总线技术及其在现代汽车中的应用.中国汽车制造，2006
6.杨庆彪．现代轿车全车网络系统原理与维修.北京：
国防工业出版社，2007
7.李东江，张大成.汽车车载网络系统（CAN-BUS）原理与检修,机械工业出版社.2005
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