动力CAN总线系统故障诊断与检修
上海别克轿车CAN总线控制系统故障诊断
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上 海 别 克轿 车 Ｃ Ｎ总线 控 制 系 统 故障 诊 断 Ａ
口湖 南／ 双 华 朱
新 型 高 档 轿 车 的 电 子 控 制 系 统
越 来 越 复 杂 ， 它 向两 个 方 向 发 展 ： 一
测一 下 Ｐ ＣＭ 和 ＢＣ 。用 Ｔ ｃ Ｍ ｅ ｈ ２检 测
况 ： Ｐ Ｍ 故 障 ， 分 （ 信 ） 能 失 ① Ｃ 部 通 功 效 ： Ｐ Ｍ 正 常 ， 与 二 级 总 线 的 通 ￣ Ｃ 但
信 中 断。
只 有 深 入 理 解 电控 原 理 ， 能 迅 速 排 才 除 故 障 。 下 面 通 过 一 个 实 例 ，－ 上 ５＂ ３ 析 海 别 克轿 车 Ｃ ＡＮ 总 线 控 制 系 统 的 故 障 诊 断 ，从 中 可 以 看 出 ＣＡＮ 系 统 故 障排除 的复杂性 。
的 电 控 模 块 将 无 法 正 常 工 作 ， 而 为 从
电路 不 良 的 可 能 性 较 大 ， 仪 表 自 身 而 有故 障 的可能性 要 小些 。 动 力 系统 控 制模 块 （ Ｃ ） 车 Ｐ Ｍ 和
身控 制 模 块 （ Ｃ ） 控 制仪 表 的工 ＢＭ ６ ５
作 ， 它 电控 模 块 也 与仪 表 有 数 据 交 其 换 ， 以对组合 仪 表 的正 常工作 都有 所
影 响 。因 更 换 Ｐ ＣＭ 和 ＢＣ 后 要 进 行 Ｍ
信 功 能 失 效 的 模 块 ，对 于 遗 失 的 参
数 ， 它 模 块 将 使 用 默 认 值 ， 时 记 其 同 忆 故 障 码 （ ２ ５） Ｕ１ ５ 。 根据 Ｐ ＣＭ 不 能 被 访 问及 故 障 码 “ ２ ５ 的 含 义 ， 断 有 以 下 两 种 情 Ｕ１ ５ ” 判
汽车CAN总线系统技术及故障诊断
汽车CAN总线系统技术及故障诊断发布时间：2021-12-21T03:04:59.846Z 来源：《中国科技人才》2021年第26期作者：王刚陈志强王晋星[导读] 随着汽车技术的不断发展，汽车电子控制系统的应用已经越来越广泛，电控元件之间的信息传递的可靠性也变得尤为重要，这给汽车维修人员带来了一定的考验。
现代汽车CAN总线系统是基于现代信息传输技术来使用的，其组成部分、结构和原理对其性能都具备很大联系。
通过对现代汽车CAN总线系统的掌握，分析故障的诊断对策，保证能进一步为现代汽车CAN总线系统的诊断工作提供保障，促进汽车行业的进步与发展。
鉴于此，文章对汽车CAN总线系统的技术原理和故障诊断措施进行了研究，以供参考。
北方自动控制技术研究所山西太原 030006摘要：随着汽车技术的不断发展，汽车电子控制系统的应用已经越来越广泛，电控元件之间的信息传递的可靠性也变得尤为重要，这给汽车维修人员带来了一定的考验。
现代汽车CAN总线系统是基于现代信息传输技术来使用的，其组成部分、结构和原理对其性能都具备很大联系。
通过对现代汽车CAN总线系统的掌握，分析故障的诊断对策，保证能进一步为现代汽车CAN总线系统的诊断工作提供保障，促进汽车行业的进步与发展。
鉴于此，文章对汽车CAN总线系统的技术原理和故障诊断措施进行了研究，以供参考。
关键词：汽车CAN；故障分析；诊断技术1 CAN总线系统概述CAN（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网，是将汽车上所有控制系统中的电子控制单元连接在一起的网络，以便于实现电控单元之间的信息传递。
根据系统对于传输速率的要求，将CAN总线系统分为三类，即驱动CAN总线系统、舒适CAN总线系统和信息娱乐CAN总线系统。
CAN总线系统由各电子控制单元、数据传输导线以及数据传输终端组成。
其中数据传输线用的是双绞线，应用系统不同导线的颜色也不同。
驱动系统CAN-H为橙黑色，CAN-L为橙棕色；舒适系统CAN-H为橙绿色，CAN-L为橙棕色；信息娱乐系统CAN-H为橙紫色，CAN-L为橙棕色。
第五章can总线系统检修方法
对CAN进行测量时，例如：利用测试盒连接中央舒适电器控制单元，使用双通 道工作模式下进行检测。
两条CAN-BUS总线每一条线都通过一个通道进行测量。通过波形的分析可以很 容易地发现故障。由于需要单一的电压测量值，CAN的测量采用双通道测量是 必要的。CAN测量采用这形式的连接可以简单地判定“单线工作“ 故障。
当在车辆中存在电源电压过低状态时，同样也可能 (错误地) 记录为总线故障。 因此在分析总线故障之前应检查电源电压过低故障是否存储在超过两个控制单 元中。如果回答是肯定的就不用进行其他的总线故障分析了，而只在供电范围 内查询故障原因。
5).故障原因: CAN 总线上通信故障可能是下列原因： - .CAN Low 或 CAN High 通信线断路或者短路。 - .插头连接损坏 (触头损坏、污垢、锈蚀)。 - .车用电源系统中的故障电压 (例如由损坏的点火线圈或接地连接引起)。 - .某个控制单元中的通信部件故障。 - .某个控制单元的供电故障 (当蓄电池电量快耗尽时蓄电池电压缓慢下降可能 导致故障记录存储，因为不是所有的控制单元由于电压下降而同时关闭)。
3）. 动力系统CAN-high对正极短路 CAN-high线的电压电位被置于12V.，CAN-Low线的隐性电压被置于大约12V.。 这是由于在控制单元的收发器内的CAN-high 和CAN-Low 的内部错接引起的。需 要将CAN线组（CAN-High 和 CAN-Low）从线节点处依次拔取，同时注意总线 的波形。当故障线组被取下后，的波形要恢复正常。
4．故障查询过程 一般性的查询前提： 1).对故障缺陷的检查。 2).查询故障存储。 3)检查车辆正确控制单元编码。 4)检查车辆正确电器元件匹配。 5).保险丝检查。
5.检查过程 1).用故障查询指南读取所有故障存储。 2)故障查询指南的结果（如果存在）。 3)用读取测量数据块确定故障存储记录（如果存在）。 4)用执行元件自诊断确定故障存储记录（如果存在）。 5)用检测仪确定故障存储记录。 6)用万用表进行电器检测，例如：线路通断。
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。
CAN总线常见故障的快速检修方法与CAN总线故障的常见故障与万用表检修方法
C目前汽车各大系统基本都由模块统一控制，相同类别的模块组建成一个局域网络，例如发动机、变速器、ASB,气囊就使用CAN总线连接构成了一个驱动CAN。
各局域网之间的通信速率不一样，协议不一样，相互不能直接通信，需要一个网关来协调各个局域网之间的通信（下图）。
▲局域网之间的物理关系网络出现故障，总结起来就是模块本身故障、总线虚接、总线开路、总线之间相互短路、总线对地短路、总线对正极短路。
出现故障的表现就是单一模块不通信、总线瘫痪。
下面针对较常见的故障来讲解维修方法。
Ol单一模块不通信故障检修单一模块不通信是指在一个局域网上所有的模块基本都能通信，且可以读出故障码，但都会报与某一个模块失去通信的故障码。
例如，在驱动CAN总线上面有发动机电脑、自动变速器电脑、ABS电脑，ABS故障灯点亮，使用解码器扫描全车模块，发现发动机电脑、自动变速器电脑有故障码，ABS电脑无法通信。
根据总线通信的原理可以分析出以下信息：驱动CAN总线没有对正极或负极短路，否则驱动CAN总线便瘫痪了。
如果ABS电脑内部有终端电阻，则不考虑ABS电脑的CAN总线开路。
否则驱动CAN总线便瘫痪。
如果ABS电脑内部没有终端电阻，则可能是CAN总线瘫痪了。
ABS电脑的电源可能会出现故障，因为ASB电脑的电源有故障，那么ABS电脑就无法正常开机工作，所以电脑无法通信。
ABS电脑本身故障，如果电源是完好的，总线也是完好的，则ABS电脑本身故障。
下面看一下准确的检修捕捉步骤：根据电路图检查电脑的电源部分，如果有故障修复即可。
根据电路图找到电脑的总线，然后拔掉插头测量CAN-H和CAN-L的电压,看是否在合理范围内。
一般只会得到以下两个结果：正常的；一根线没有电压，另一根线正常，或者两根线都没有电压，没有电压的即开路。
如果确定了电脑的电源是完好的，CAN总线电压也是合理的，此时便可以更换电脑了。
02总线瘫痪检修总线瘫痪就是总线上所有的模块都不能通信了，且是持久不能通信，不是偶发的。
项目四 新能源汽车总线通信网络系统检修(任务三 几何A CAN 总线系统故障诊断与分析)
图13 电机控制系统故障代码
图14 整车控制系统
3.分析故障原因 由故障代码可知，整车控制系统（VCU）连接失败，分析整车控制电 路图（图15）可知，导致整车控制系统连接失败的故障原因有： （1)整车控制器供电问题。②整车控制器HB-CAN问题。③整车控制 器搭铁问题。
图15 整车控制器电路图
(2)故障检测
图2 HB-CAN正常工作时波形
正常canbus总线波形串形解码信号图，如图3所示。canH和canl波形相互 镜像，约为2.5v，峰峰值幅度为1v。l的波形从2.5v切换到1.5v，canh波形从 2.5v切换到3.5v。h和l在消息之间的时间段内保持2.5v。
图3 canH和canl波形图
其CAN-H对地电压如图4所示，为2.7V左右。CAN-L对地电压 如图5所示，为2.3V左右。
图9 整车控制器HB-CAN 对B+短路波形图
图10 CAN-H对地电压
图11 CAN-L对地电压
三、几何A CAN线故障案例
1.故障现象 按启动按钮，车辆无法启动，Ready灯不亮，车辆系统故障指示灯亮， 如图12所示。
图12 几何A 仪表显示
2.明确故障 打开汽车专用故障诊断仪，连接汽车OBD接口，进入吉利几何系列，读取电 机控制器IPU系统故障代码，显示故障代码U111487 与整车控制器通讯丢失， 如图13所示。同时解码仪无法进入整车控制系统，与车辆ECU通讯错误，如图 14显示。
图4 CAN-H对地电压
图5 CAN-L对地电压
（2）整车控制器VCU CAN-H断路 整车控制器HB-CAN中CAN-H断路后，其波形如图6所示。
图6 CAN-H断路后波形图
图7 CAN-H对地电压
CAN总线故障检测
dominant state
3.8 V
recessive state
2.6 V
CAN Low
Differenc e
1.1 V 2.7 V = 0
2.4 V 0.2 V = 1
差值> 2.3 V = result bit value 0 = dominant
差值 < 2.3 V = result bit value 1 = recessive
state
CAN High 4V (>3.6)
0V
CAN Low 1V (<1.4)
5V
Difference 3V=0 -5V=1
CAN Low recessive 1
CAN High recessive 1
CAN High dominant 0
CAN Low dominant 0
Difference > 2.2 V = result bit value 0 = dominant
Difference < 2.2 V = result bit value 1 = recessive
Both signals are always measured against earth
高速CAN总线容错能力
高速C A N网物理层，由于其内部结构的限制，不能提供容错方法。因为 高速C A N网的比较电路很简单，如果出现故障，比较器不会发送信号， 也没有办法实现通信。以下七种情况中，仅有两种情况在物理层容错范围 内，其他几种情况，网络是不能运行的，并且各个电控单元之间也不可以 实现通信。
装有CAN总线系统的车辆出现故障，维修人员应首先检查CAN总线系统是否正常 。因为CAN总线系统有故障，则整个汽车CAN总线系统中的有些信息无法传输，造 成接收这些信息的电控系统无法正常工作，使故障诊断变得更为困难。
CAN总线故障检查方法
CAN总线故障检查方法CAN总线是控制区域网络（Controller Area Network）的缩写，是一种广泛应用于各种汽车和工业控制系统中的通信协议。
CAN总线的故障检查非常重要，因为故障的产生可能会导致整个系统崩溃或无法正常工作。
以下是一些常见的CAN总线故障检查方法：1.总线电气参数检查：2.总线终端电阻检查：3.总线连接检查：检查总线连接是否良好，包括总线电缆、连接器等。
确保连接紧固，没有松动或断裂。
4.总线通信状态检查：使用CAN总线诊断仪或类似的工具，对总线进行通信状态检查。
检查是否存在通信错误、丢失的帧、误码等现象。
5.总线数据诊断：检测CAN总线上的数据是否正常。
可以通过监控CAN总线上传输的数据包，进行诊断和分析。
如果数据包中存在错误或异常，可能是因为一些节点发送了无效或错误的数据。
6.节点故障排查：检查CAN总线上的每个节点的状态和工作正常性。
确保每个节点都能正常发送和接收数据。
如果一些节点无法发送或接收数据，可能是由于节点自身故障，如芯片损坏、节点程序错误等。
7.环境干扰检查：环境干扰可能会对CAN总线的通信造成干扰或干扰，例如电磁辐射、电源噪声等。
检查总线周围的环境，排除干扰源。
8.诊断仪器使用：使用专业的CAN总线诊断仪器进行故障检查。
这些诊断仪器具有丰富的功能和参数设置，可以帮助用户更好地了解总线的状态和工作情况。
最后，对于CAN总线的故障检查，需要针对具体的问题进行分析和诊断。
上述方法只是一般性的指导，具体情况下还需要根据实际情况进行调整和补充。
同时，也需要具备一定的专业知识和技能来进行故障排查和处理。
2 动力CAN总线系统的检修
1993年11月,国际标准化组织正公布了CAN协议的国际标 准ISOll898以及ISO11519。奔驰公司1992年第一个采用 CAN总线技术的公司，装在客车上。
在美国，通过采用SAE J1850普及了数据共享系统，在 SAE中也通过了CAN的标准，明确地表示将转向CAN协议。
当对汽车引入智能交通系统（ITS），更大容量的网络
TTx (in definition)
time triggered fault tol, dependable 2x2 wire
D2B, MOST
token ring
optical bus
CAN-C
event triggered
dual wire
CAN-B
event triggered
fault tolerant
1986年～1989年间，在车身系统上装用了利用铜线的网
总
络。
线 GM公司的车灯控制系统已经处于批量生产的阶段。
技 术
1986年,在底特律汽车工程协会上，由Bosch公司研发的
的 发
CAN总线系统通讯方案获得认可。
展 1987年,Intel公司开发出了第一枚CAN的芯片82526，
Philips公司很快也推出82C200
（1）收发器通过TX线(发送导线) 和RX线(接收导线)与CAN控制器相连
（2）RX线通过一个差分放大器直接 与CAN总线相连，始终监控总线信号
（3）TX线与CAN总线之间通过一个 断路式集流器电路来实现耦合
CAN收发器——TJA1050
4.数据传输终端——是一个电阻器，作用是避免数据传输 终了反射回来产生反射波而使数据遭到破坏。
• 9.掌握动力CAN总线系统检测工具的使用；
【干货】手把手教你CAN总线的8种常见故障与排除方法
【干货】手把手教你CAN总线的8种常见故障与排除方法当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，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，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CAN H 或CAN L 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CAN H 导线，14号针脚连接CAN L 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，CAN H 对地电压约为2.656V，CAN L 对地电压约为2.319V，而且两者相加为4.975V ▼正常的CAN H 电压正常的CAN L 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. CAN H 与CAN L 短路当CAN H 与CAN L 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。
CAN H 与CAN L 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）。