CAN宝马车系CAN总线信号的检测
快速排查宝马PT-CAN总线故障方法
快速排查宝马PT-CAN总线故障方法作者：李思衡来源：《汽车世界·车辆工程技术（上）》2019年第04期摘要：在汽车维修过程中，CAN总线的故障排查起来往往要花费很长的时间和精力，给广大修理技术造成了很大困扰。
本文结合实际情况，用简单的万用表测量方法，化繁为简，快速地判断CAN总线上的各种故障原因，找到故障源完成修复。
关键词：PT-CAN总线;测量;检查方法;CAN线路故障;CAN通信故障;总线故障类型在宝马汽车上，大量尖端的控制技术应用和车内电氣部件的增加，使得车上的控制单元达到前所未有的数量，在一台顶配的7系760Li车上安装有50多个控制单元负责实现各种各样的功能，这些控制单元联结在一张巨大的网络里交换数据，协同工作。
这几十个控制单元由于重要性，优先性不一样，按照功能和对数据传输需求的高低，分成几种不同的功能组，采用了不同的总线来传输数据。
所以，我们在宝马7系F02上看到了一张庞大无比，异常复杂的总线系统。
不同的总线系统通过网关彼此相连。
复杂的网络构架也给我们的维修工作带来的巨大的挑战。
总线系统故障的排查，是比较费时费力的。
通过F02的控制单元树形图，我们可以看到，不同的总线系统纵横交错，甚至控制单元同时连接了几种不同类型的总线，比如发动机控制系统DME，就连接有PT-CAN总线、PT-CAN2、FlexRay总线。
我们化繁为简，先从PT-CAN来分析，如何快速地判断出故障原因并有效地进行维修。
我们首先要明确两个总线的故障概念：通信故障和线路故障。
1 总线故障关于“通讯故障”故障码显示CAN通讯故障但没有线路故障，可能是控制模块内部有故障造成该控制模块无法在CAN上通讯。
2 总线故障关于“线路故障”故障码显示CAN存在通讯故障和线路故障，说明CAN的通讯故障由总线线路故障引起。
所以我们拿到一台车辆，首先要进行故障码的读取，通过故障码快速地区分是属于哪一个种。
如果只有CAN通讯故障，没有线路故障的代码，从读取的控制单元列表中只有一个控制单元没有通信，那么这个那么就只有以下3种可能：（1）该控制单元内部损坏，无法正常开机工作。
CAN总线测试解决方案
CAN总线测试解决方案CAN总线测试是指对CAN总线进行功能测试、性能测试、兼容性测试等一系列测试活动的综合过程。
通过对CAN总线进行测试，可以验证CAN 总线的正常工作，提高系统的稳定性和可靠性。
本文将介绍一些常用的CAN总线测试解决方案。
一、功能测试功能测试是对CAN总线的基本功能进行验证的过程，主要包括以下几个方面：1.1帧发送功能测试测试CAN总线的帧发送功能是否正常，包括数据帧和远程帧。
可以通过发送一系列不同类型的帧，检查CAN总线是否可以正确接收和处理这些帧。
1.2帧接收功能测试测试CAN总线的帧接收功能是否正常，包括数据帧和远程帧。
可以通过发送一系列帧，验证CAN总线是否可以正确接收并输出相应的数据。
1.3自发自收功能测试测试CAN总线的自发自收功能是否正常，即CAN节点可以自己发送帧并正确接收。
可以通过在两个CAN节点之间建立连接，模拟CAN总线的自发自收情况进行测试。
1.4位计时功能测试测试CAN总线的位计时功能是否正常，包括位传输时间、信号传输延迟等。
可以通过测量CAN总线上的位时序，验证CAN总线的位计时功能是否符合规范要求。
二、性能测试性能测试是对CAN总线的传输速率、传输延迟、抗干扰性等性能参数进行评估的过程，主要包括以下几个方面：2.1传输速率测试测试CAN总线的传输速率，包括数据帧和远程帧的传输速率。
可以通过发送大量数据帧和远程帧，统计传输时间和传输成功率来评估CAN总线的传输速率。
2.2传输延迟测试测试CAN总线的传输延迟，即从发送帧开始到接收帧完成的时间间隔。
可以通过发送帧和远程帧，测量发送时间和接收时间，计算传输延迟。
2.3抗干扰性测试测试CAN总线的抗干扰性，即在有干扰信号的情况下，CAN总线是否能正常传输数据。
可以通过在CAN总线上加入模拟的干扰信号，观察CAN总线的传输是否受到干扰。
三、兼容性测试兼容性测试是对CAN总线与其他设备、软件的兼容性进行测试的过程，主要包括以下几个方面：3.1设备兼容性测试测试CAN总线与其他设备的兼容性，包括CAN节点、CAN控制器、CAN转接器等。
CAN总线检测方法
CAN总线检测方法1.物理层检测：-通过使用示波器测量CAN电压水平，可以确定总线上是否存在电压偏移或干扰。
-使用电压鉴频器检测总线上的信号频率，以确保在指定的范围内。
-通过使用电压探针来测量总线的电压水平和脉冲宽度。
2.帧格式检测：-对接收到的CAN消息进行帧格式分析，包括识别标识符、数据长度等。
这可以确保车辆主控制器正确解析发送的消息。
-检查CAN消息的CRC校验和，以确保数据在传输过程中没有发生错误。
3.总线负载检测：-通过将模拟负载连接到总线上，可以测试总线在高载荷情况下的性能。
这可以帮助确定总线的最大负载容量。
-使用总线分析仪观察总线上的传输速率，以确保总线能够满足所需的通信速度。
4.误码率检测：-使用误码率分析仪来分析总线上的传输错误率。
这可以帮助检测到传输中的错误，并采取相应的纠正措施。
-检查接收到的CAN消息，以确认其与发送方发送的消息是否一致。
如果存在不一致的问题，可能是由于总线上的传输错误引起的。
5.通信延迟检测：-使用定时器或逻辑分析仪来测量CAN消息的传输延迟。
这可以帮助确保通信速度满足实时要求。
-检测CAN消息的响应时间，以确保在特定时间内收到回复。
6.总线冲突检测：-在总线上发送具有相同优先级的多个消息，以模拟总线冲突的情况。
使用逻辑分析仪来检测和分析这些冲突。
-检测总线上的错误帧，以确认是否发生了总线冲突。
总之，CAN总线检测是确保汽车电子系统中CAN网络正常运行的关键步骤。
它包括物理层检测、帧格式检测、总线负载检测、误码率检测、通信延迟检测和总线冲突检测等多个方面。
这些检测方法能够帮助车辆制造商和维修技术人员识别和解决CAN总线上的问题，从而确保汽车电子系统的可靠性和性能。
汽车CAN总线系统的检修
汽车CAN总线系统的检修【摘要】本文简要概述了CAN总线技术在汽车上的应用,然后以一汽大众奥迪A4-B6为例,介绍了CAN总线的优势、CAN总线系统的结构和CAN总线故障的排出步骤和方法,总结了CAN 总线检修中应注意的一些问题,为汽车CAN总线的检修提供一些思路。
【关键词】:CAN总线奥迪A4-B6优势检测维修随着汽车电子技术的不断发展,汽车上电子控制单元的数目越来越多,导致线束飞速增加,大量增加的线束又阻碍了汽车性能的进一步提高,因而为了合理地解决上述问题,提高各控制单元间通讯可靠性,降低导线的成本,就出现了的汽车网络通信技术,CAN总线就是其中的一种较为流行的汽车通讯网络。
CAN(控制器区域网络)总线是一个车辆多路通信系统,它是为解决现代汽车中众多的控制单元与测试仪器之间的数据交换开发的实时控制的串行通讯网络。
由于CAN 总线技术的应用大大减少了线束的数量和控制器接口的引脚数,使汽车控制系统的数据传输高速化,使控制系统更简单可靠,可以实现在线编程和在线诊断,所以在汽车电子上的应用也越来越广泛。
因此,掌握CAN总线系统基本技术也更加必要,本文以一汽大众奥迪A4-B6为例来探讨CAN总线系统的结构和检修过程。
一、CAN总线系统的优势介绍CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络[4]。
较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：1、网络各节点之间的数据通信实时性强首先，CAN控制器工作于多种方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。
CAN总线检测方法
CAN总线检测方法1、车辆无法启动。
（1）首先观察无法启动时车辆的状态，主要是仪表。
观察仪表是否有电，因为从仪表上可以看到车上其他模块的工作状态。
如果仪表没有电可按下面的方法查起。
首先，要检查仪表没电时的状态。
因为仪表的显示受前控模块和顶控模块的控制。
同时后控模块也影响仪表。
当打开电源开关后，按下ON档开关。
看车上总线相连的开关是否有电。
如有电说明是前控的问题，这里指根前控相关的所有问题。
包括前控的线路问题。
如没有电说明是后控的问题。
这时可以通过另一种方法简易判断。
即打开电源时仪表是否有电通过。
有电就是前控的问题。
没电则是后控的问题。
（2）当车上的仪表有显示时可以通过仪表的液晶显示屏进行观察。
方法如下，按动仪表下方的上翻键或下翻键可以找到模块在线界面。
当车辆不启动时，有可能是桥模块、后控模块或前控模块掉线引起的。
观察是否在线可以轻松的判断。
同时，桥不在线时仪表下面的挡位指示灯不亮，后控不在线时档位灯亮。
若仪表下方N灯不亮，则发动机也无法正常启动，可检查发动机与变速箱通信线是否短路、断路。
（3）起动机可以转动，但是就是起动不着。
这是由于发动机的电脑故障或者是供油系统的故障引起的。
排除的方法如下：首先检查模块的保险是否烧毁。
其次检查车辆线束上的接插件是否牢靠。
最后是检查模块上的接线是否有退出的。
2、发动机的信号无法传入总线这一般是由于发动机和总线的接口出现了问题。
在车上一共有三个接口。
一个在前部电线束里，一个在后备电箱中，另一个在发动机上面铁盒边，都是屏蔽线的自锁接头。
查找这些插头，看看是否有问题。
3、仪表气压表显示不一致：气罐压力传感器是通过检测气罐中的压力，传感器输出一个模拟电阻信号传输到中控，再由中控到总线（气罐压力传感器线号72对应中控针角4-17，负极搭铁信号线为76，另一个气罐压力传感器线号74对应针角4-18负极搭铁线号为77），由总线转为数字信号通过仪表模块显示气压，电阻越大则显示气压越高，当负极搭铁线掉后或针角线虚后，电阻变为无限大，则仪表压力将顶到顶部。
汽车总线-CAN波形测量分析
CAN波形测量分析1 查询资料理解CAN-H/CAN-L在车载网络的故障形式，理解检测计划的作用、触发的定义。
2 A/B组各出两套方案，实车检测CAN信号波形及终端电阻，方案包括：节点、易不易拆装、有无适配器；测量必须使用ISID、IMIB、MFK1、MFK2，万用表只作验证。
（1）CAN-H对负极或对地短路（2）CAN-H对正极短路（3）CAN-L对负极或对地短路(4) CAN-L对正极短路检测计划的作用：根据系统与维修人员的交互，能够对故障作出推断。
一是可以提高全球宝马车辆诊断的效率，提高客户满意度。
^二是宝马技术更新快，培训跟不上，利用检测计划可以弥补维修人员诊断能力的不足。
1)故障代码存储器2)故障症状3)服务功能触发：我们要在示波器的屏幕上观察到稳定的波形，必要的条件是示波器的扫描信号要与被观察的信号保持同步关系。
为了使扫描信号与被测信号同步，我们可以设定一些条件，将被测信号不断地与这些条件相比较，只有当被测信号满足这些条件时才启动扫描，从而使得扫描的频率与被测信号相同或存在整数倍的关系，也就是同步。
这种技术我们就称为“触发”，而这些条件我们称其为“触发条件” 。
用作触发条件的形式很多，最常用最基本的就是“边沿触发”，即将被测信号的变化(即信号上升或下降的边沿) 与某一电平相比较，当信号的变化以某种选定的方式达到这一电平时，产生一个触发信号，启动一次扫描。
测试方案书测量内容：318i K-CAN波形准备工作：FRM模块*功能：（1）控制外部照明和车内照明灯（2）控制外后视镜（后视镜调节、翻折、记忆功能、后视镜加热和防昡）（3）控制前部车窗升降机驱动装置（驾驶员侧和前乘客测）612340适配器X14260、46K-CAN-H针脚X14260、45K-CAN-L针脚测量思路：（1）为什么测这个模块FRM模块在日常维修中比较经常用到，所以想对其波形进行了解，除外，在E90车型上易于拆装。
（2）波形分析：在FRM模块中，正常情况下K-CAN-H和K-CAN-L波形如图所示：当K-CAN-H和K-CAN-L波形正常时，K-CAN-H波形和K-CAN-L波形图像基本对称，显示的Ref-cur值与Diff-cur值之差约为2V，并且可以通过万用表选项中读得K-CAN-H的电压值约为，K-CAN-L的电压值约为。
汽车can总线工作原理及测量方法详解
汽车can总线工作原理及测量方法详解CAN总线的总体结构CAN总线由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线、数据传输终端等组成。
CB311的ECU（发动机控制单元）、TCU（变速器控制单元）、FEPS（无钥匙进入和无钥匙启动系统）、组合仪表四个电控单元通过CAN总线连接，CAN控制器、CAN收发器均集成在电控单元中。
CB311CAN总线的结构如图1所示。
图1 CB311 CAN总线的总体结构1、CAN控制器CAN控制器集成在电控单元内部，接收由控制单元微处理器传来的数据。
CAN控制器对这些数据进行处理并将其传递给CAN收发器;同样CAN控制器也接收收发器传来的数据，处理后传递给控制单元微处理器。
2、CAH收发器CAN收发器集成在电控单元内部，同时兼具接收、发送和转化数据信号的功能。
它将CAN控制器发送来的电平信号数据转化为电压信号并通过数据传输线以广播方式发送出去。
同时，它接收数据传输线发送来的电压信号并将电压信号转化为电平信号数据后，发送到CAN控制器。
3、数据传输线为了减少干扰，CN总线的数据传输线采用双绞线，其绞距为20mm，截面积为0.5m，称这两根线为CAN-高线（CAN-H）和CAN-低线（CAN-L），如图2所示。
两根线上传输的数据相同，电压值互成镜像，这样，两根线的电压差保持一个常值，所产生的电磁场效应也会由于极性相反而互相抵消。
通过该方法，数据传输线可免受外界辐射的干扰;同时，向外辐射时，实际上保持中性（即无辐射）。
4、数据传输终端数据传输终端是一个电阻器，阻止数据在传输终了被反射回来破坏数据，一般数据传输终端为120Q的电阻。
CB311的数据传输终端为两个1202的电阻，分别集成在BCU和组合仪表中。
汽车CAN总线数据传输系统构成及工作原理现代汽车的电控单元主要有主控制器、发动机控制系统、悬架控制系统、制动防抱死控制系统（ABs牵引力控制系统、AsR控制系统、仪表管理系统、故障诊断系统、中央门锁系统、座椅调节系统等。
CAN总线系统的故障诊断
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数据总线的信号波 形如图（b）所示。
注意
终端电阻不是一定为大 约120Ω，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 如果在拔取控制单元后显示 个带有终端电阻控制单元的 的阻值变得无穷大，那么， 插头拔下后测量的阻值没有 或者是连接中的控制单元终 发生变化，则说明系统中存 端电阻损坏，或者是到该控 在问题。这说明被拔取的控 制单元的CAN-Bus数据传输 制单元的终端电阻可能损坏 线出现故障。 或者是CAN-Bus总线出现断 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。
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1.5～2.5 V之间高频波动，因此，万用表的测量值为1.5～2.5 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。
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。
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宝马车系CAN总线信号的检测
CAN总线信号检测
此说明用于检查总线连接上的CAN高速和CAN低速信号电平是否正确。
使用的电缆。
多功能检测导线
检测提示
◇电压检测（示波器）：电压检测的前提条件是，蓄电池已连接并且点火开关已接通
◇电阻测量：在电阻测量时，在测量前必须把待A部件断电，为此应断开车辆蓄电池的接线，等待约3 min，直到系统中的所有电容器放完电
关于CAN总线的信息
CAN（控制器区域网络）总线系统是一种线形总线系统并具有以下特征：
◇信号双向传播
◇所有总线用户都接收同一个信息，每个一弥线用户决定，它是杏利用该信息
◇通过简单并联即可添加附加的总线用户
◇此总线系统构成一个多主控单元系统，每个总线用户可以是主控单元也可以是副控制单元，根据其作为发射器还是接收器被连接而定
◇传输媒介是双线连接，导线的名称为：CANLow（低速）和CANHigh（高速）
◇廊仕每个总线用户可以通过总线同所有其他总用户通信，通过干预法，控制总线上的数据交换，数据总线K-CAN（车身CAN）、PT-CAN（传动系CAN）和F-CAN（底盘CAN）之间的主要区别是：
（1）K-CAN：数据传输率约l00kBit/s，可以进行单线运行。
（2）PT-CAN：数据传输率约500kBit/s，不能进行单线运行。
（3）F-CAN：数据传输率约500kBits/s，不能单线运行。
主控单元：主控单元是主动式通信方，、通信的主动权由它发出。
主控制单元掌控总线，并控制通信。
主控制单元能够在总线系统中向被动式总线用户（副控制单元）发送信息，并根据被动式用户的要求接收信息。
副控制单元：副控制单元是一个被动式通信用户，副控制单元被要求接收和发送数据。
多主控单元系统：在一个多主控单元系统中所有的通信用户在某个时间都能够担当主控单元或副控制单元的角色。
示波器测量
K-CAN；PT-CAN、F-CAN
为了弄清CAN总线是否完好工作，必须观察总线上的通信情况。
在这种情况下不需要分析单个位，而只需要观察CAN总线是否工作。
示波器测量说明：“CAN总线很可能无故障工作”。
如果用示波器测量CAN低（或CAN高）导线和接地之间的电压，则获得一个处于下列电压极限范围内的类矩形波信号：（1）K-CAN
◇CAN Low（低速）对地：U最小=1v，U最大=5V
◇CAN High（高速）对地：U最小=0V，U最大＝4V
这些值都是近似值，根据总线上的负载可能有几个100MV的偏差。
在K-CAN上测量时的示波器设置（如图1所示）。
（2）PT-CAN（或T-CAN）
◇CAN Low（低速）对地：U最小＝1. 5V，U最大＝2.5V ◇CAN High（高速）对地：U最小＝2.5V，U最大＝3.5V 这些值都是近似值，根据总线上的负载可能有几个100MV的偏差。
在PT-CAN（或F-CAN）上测量时的示波器设置（如图6所示）。
◇CH1：探针1，范围1 V/Div；直流藕合
◇CH2：探针2，范围1 V/Div；直流祸合
◇时间：10μs/Div
通过终端电阻进行电阻测量的方法K-CAN、PT-CAN和F-CAN
电阻测量过程：
◇CAN总线必须断电
◇不允许使用其他测量仪（并联测量仪）
◇测量在CAN-Low导线和CAN-High导线之间进行
◇实际值允许与标准值有几欧姆的偏差
（1）K-CAN
因为电阻根据控制单元内部的开关逻辑而变化，所以在K-CAN总线上不能进行规定的电阻测量！
（2）PT-CAN、F-CAN
为了避免信号反射，在2个CAN总线用户上（在PT-CAN网络中的距离最远）分别连接一个120Ω的终端电阻，这两个终端电阻并联，并构成一个60Ω的等效电阻，关闭供电电压后可以在数据线之间测量这个等效电阻，此外，单个电阻可以各自分开测量。
通过60Ω等效电阻进行测量的提示：把一个便于拆装的控制单元从总线上脱开，然后在插头上测量CAN-Low导线和
CAN-High导线之间的电阻。
提示：
并非所有车辆都在CAN总线上有终端电阻，可以根据相应的电路图检查，在连接的车辆上是否安装有终端电阻。
CAN总线失效
当K-CAN或PT-CAN数据总线失效时，在CAN-Low或CAN-High导线上可能存在短路或断路，或者某个控制单元已损坏。
为了查找故障原因，建议进行下列工作步骤：
◇将总线用户从CAN总线上依次拔下，直至找到故障原因（＝控制单元X）
◇检查通往控制单元X的导线是否短路或断路
◇如有可能，检测控制单元X
◇如果某个控制单元至CAN总线的分支线短路，仅执行该工作步骤就成功了，如果CAN总线中的一条导线自身短路，则必须检查电线束。