汽车CAN总线技术及故障分析
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。
汽车CAN总线技术及故障分析
汽车CAN总线技术及故障分析CAN（Controller Area Network）总线技术是一种广泛应用于汽车电子控制系统中的网络通信协议和物理层传输标准。
它为汽车电子系统中的各个节点提供了一种高效可靠的通信方式，实现了不同功能模块之间的数据交换和共享。
CAN总线技术的优点主要体现在以下几个方面：1. 高可靠性：CAN总线技术采用了差分传输方式，使其对于干扰和噪声具有很高的抗干扰能力，能够保证数据的可靠传输。
而且CAN总线系统中的节点之间采用了主-从结构，当某个节点出现故障时，不会影响整个系统的正常运行。
2. 高带宽：CAN总线技术的通信速率可以达到1 Mbps，能够满足汽车电子系统中各个模块对于数据传输的需求，保证数据的及时性和准确性。
3. 灵活可扩展：CAN总线技术的拓扑结构灵活，可以支持线性、环形和星型等多种拓扑结构，并且可以通过添加节点的方式来扩展系统的功能和性能。
根据CAN总线技术的特点，可以将其应用于车载网络、引擎控制单元、制动系统、座椅控制系统等多个汽车电子控制系统中。
例如在车载网络中，通过CAN总线技术可以实现音频、视频、导航和通信等多种功能模块之间的数据交换和共享；在引擎控制单元中，通过CAN总线技术可以实现引擎的控制和监测，提高燃油的利用率和排放的减少；在制动系统中，通过CAN总线技术可以实现刹车踏板和制动器之间的信息传输和控制，提高刹车的精确性和安全性；在座椅控制系统中，通过CAN总线技术可以实现座椅的调节和记忆功能，提高驾驶乘坐的舒适性。
虽然CAN总线技术在汽车电子控制系统中应用广泛，但也存在一些常见的故障情况，如通信中断、节点失效以及总线冲突等。
对于这些故障，可以通过以下几个步骤来进行分析和解决：1. 检查总线连接：首先需要检查CAN总线的物理连接是否正常，包括连接器和线束的接触是否良好，线束是否有损坏等。
2. 检查节点通信：通过工具设备检测各个节点的通信状态，查看是否有节点无法正常发送或接收数据的情况。
通用汽车CAN总线结构原理及故障剖析
需要读取内燃机的转速信号进而在 挡时，密码信号首先被阻断器模块读
仪表上显示。这时在 CAN 总线与低 取 ，然 后 通 过 LIN 线 传 送 给 BCM，
速总线之间需要有 1 个转换模块，在 BCM 进行钥匙合法性检测。检测通
通用汽车上使用车身控制模块来承 过 后 BCM 发 信 号 给 ECM，ECM 反 发
一、上汽通用汽车所应用的总线 类型及特点
目前上汽通用旗下的别克、雪佛 兰 、凯 迪 拉 克 等 品 牌 的 汽 车 ，所 用 到 的总线系统包括：CAN 总线、低速总 线、LIN 总线及 MOST 网络。
CAN 总线采用双绞线通信技术， 它的传输速度较快，可达到 500kb/s。 通常将发动机控制模块（ECM）、车身 控制模块（BCM）、电子制动控制模块 （EBCM）等系统连接入内。当然，不同 型号、不同配置的汽车会因为所使用
9
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图 2 数据传输线连接器端口图
致，重新插紧接线器问题解决。 虽然问题已经解决，但我们仍需
要进行深层次探讨。CAN 总线断开，
CAN 总线与低速总线并没有直接相 为什么会导致起动故障呢？是因为
连，但是这两路总线之间也需要传递 发动机防盗系统在工作时需要 BCM
信号。如，在低速总线上的仪表模块 与 ECM 进行通信。钥匙旋于 START
汽车诊所
AUTOMOBILE MAINTENANCE
通
用 汽 车
原 理 及
故
贾 东 明
总 线 结
障朱 若
剖岭 析
构
CAN
随着电子技术的发展，汽车上使 用的模块越来越多，而连通众多模块 的总线系统也越来越复杂。总线系 统的结构及原理对于解决电气系统 故障起着极其重要的作用。本文重 点讨论上汽通用旗下科鲁兹汽车所 使 用 的 CAN 总 线 系 统 结 构 及 原 理 。 对上汽通用汽车出现的 CAN 总线相 关故障及解决办法进行阐述。
CAN总线系统的故障案例分析
CAN总线系统的故障案例分析CAN总线系统是一种用于控制和通信的高性能总线系统，广泛应用于汽车、工业自动化、医疗设备等领域。
但是在实际应用中，由于各种原因，CAN总线系统可能会出现故障，影响系统的正常运行。
本文将从硬件故障、软件故障和网络故障三个方面进行分析，以便更好地理解和解决CAN总线系统故障。
硬件故障是CAN总线系统故障的主要原因之一、其中一个典型案例是节点故障。
节点故障是指CAN总线上的一些设备或节点无法正确发送或接收数据。
这可能是由于节点的电源故障、硬件损坏或连接不良引起的。
例如，电源故障可能导致节点无法正常工作，硬件损坏可能导致节点无法发送或接收数据，连接不良可能导致数据传输错误。
解决这类问题需要仔细检查每个节点的电源、硬件和连接，并进行必要的维修或更换。
软件故障也是CAN总线系统故障的常见原因之一、在CAN总线系统中，每个节点都需要运行特定的软件来实现通信和控制功能。
因此，节点软件的错误或故障可能导致整个系统的故障。
例如，节点软件可能存在编程错误、内存泄漏或死锁等问题，导致其无法正常工作。
另外，由于CAN总线上的节点数量较多，节点软件之间的兼容性问题也可能引发系统故障。
解决这类问题需要对节点软件进行仔细的调试和测试，并确保其正常运行。
网络故障是CAN总线系统故障的另一个主要原因。
CAN总线系统中的节点通过物理网络连接，进行数据传输和通信。
网络故障可能导致数据丢失、延迟或传输错误。
例如，由于电缆损坏或连接不良，节点之间的通信可能无法稳定进行，导致数据丢失或错误。
另外，由于CAN总线上的节点数量较多，网络带宽不足的情况也可能导致通信延迟或失败。
解决这类问题需要检查物理网络连接、更换损坏的电缆，并确保网络带宽满足系统需求。
除了以上三个方面，还有其他一些因素可能导致CAN总线系统故障。
例如，环境因素如温度、湿度等的变化可能导致节点故障或网络通信不稳定。
另外，外部干扰如电磁干扰、电源噪声等也可能引发系统故障。
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。
浅析CAN总线错误分析与解决
浅析CAN总线错误分析与解决CAN（Controller Area Network）总线是一种常用于汽车及工业场合的通信协议，它能够实现多个节点之间的高速数据传输。
然而，在实际应用中，由于各种原因，CAN总线可能会出现错误，影响通信的稳定性和可靠性。
本文将对CAN总线错误进行分析，并提出一些解决方案。
首先，CAN总线错误可以大致分为以下几类：1. 位错误（Bit Error）：CAN总线中的数据传输是基于二进制编码的，位错误是指在传输过程中由于电磁干扰、线路质量差等原因，导致数据位传输错误。
位错误的情况较为常见，可以通过提高线路质量、增强抗干扰能力或使用差分传输方式等方式来解决。
2. 标志位错误（Frame Error）：在CAN总线中，每个数据帧的开始和结束位置都有一个标志位。
标志位错误是指这个标志位被错误地接收或丢失，导致数据帧无法正确识别。
标志位错误通常是由于通信速率设置有误、线路中存在干扰或接地问题等原因导致的。
解决这个问题可以从通信参数设置和线路质量等方面入手。
3. 校验错误（Checksum Error）：在数据帧中，发送节点会携带一个校验码，用于校验数据传输的正确性。
如果接收节点计算出的校验码与发送节点携带的校验码不一致，则会产生校验错误。
校验错误通常是由于数据传输中发生位错误导致的，可以通过提高错误检测和纠错能力来减少校验错误。
4. 故障给出错误（Error Passive）：当CAN总线上的错误数量达到一定限制时，节点会进入故障给出（Error Passive）状态，不再主动发送数据。
故障给出错误通常是由于线路质量差、硬件故障或软件错误等原因导致的。
解决故障给出错误可以通过检查硬件连接、调整通信参数或修复软件故障等方式。
针对CAN总线错误，可以采取以下解决方案：1.提高线路质量：CAN总线的线路质量直接影响通信的稳定性和可靠性。
可以采用屏蔽线缆、增加终端电阻、加强接地等方式来提高线路质量，减少电磁干扰和信号失真。
汽车CAN总线技术及故障分析
汽车CAN总线技术及故障分析随着汽车电子技术的不断发展，CAN总线技术已经成为了现代汽车电子系统的核心之一。
CAN总线技术的出现，不仅使汽车电子系统的通讯更加快速和可靠，同时也提升了汽车电子系统的整体稳定性和可靠性。
本文将对汽车CAN总线技术进行介绍，同时也会对CAN总线技术常见的故障进行分析和解决方法进行探讨。
一、汽车CAN总线技术简介1.1 CAN总线技术的概念CAN(Controller Area Network)总线技术是一种串行数据通信协议，是由德国Bosch公司在上世纪80年代提出的一种用于现代汽车电子系统中的通讯技术。
1.2 CAN总线技术的特点CAN总线技术采用串行通信方式，能够通过两根通信线实现多个控制单元之间的通讯，从而降低了汽车电子系统的布线复杂度和成本。
CAN总线技术具有高速通讯、抗干扰能力强、可靠性高等特点，极大地提升了汽车电子系统的整体性能。
1.3 CAN总线技术的应用CAN总线技术在现代汽车电子系统中得到了广泛的应用，它可以用于发动机控制单元、变速器控制单元、车身控制单元、空调控制单元等各种控制单元之间的通讯，使得这些控制单元能够相互之间进行数据交换和共享，从而协调各个系统的运行状态，提升汽车整体性能。
1.4 CAN总线技术的发展趋势随着汽车电子技术的不断发展，CAN总线技术也在不断完善和升级，新一代的CAN总线技术如CAN-FD技术能够实现更高的通讯速率和更大的数据传输容量，满足了汽车电子系统对数据通讯的更高要求。
二、汽车CAN总线技术的常见故障及解决方法2.1 CAN总线通讯故障CAN总线通讯故障是汽车CAN总线技术中比较常见的故障之一，通常表现为汽车的仪表显示异常、发动机无法启动、变速器无法换挡等故障现象。
这些故障可能是由于CAN总线通讯线路断开、控制单元损坏、通讯速率不匹配等原因造成的。
解决方法:- 检查CAN总线通讯线路是否正常连接，包括主电器连接和地线连接是否良好；- 对CAN总线通讯速率进行调校，确保各个控制单元的通讯速率相匹配；- 对CAN总线控制单元进行检测，确认是否存在故障单元，并进行更换或维修。
汽车CAN总线技术及故障检测
汽车CAN总线技术及故障检修庆元县康达小车修理厂周远锦【摘要】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，是为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换的一种串行通信协议，适应汽车恶劣的工作环境和通信速度要求，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；同时汽车CAN总线也有着自身独特的结构、工作特性以及相应的故障特点，对其性能的故障及检修排除方法。
【关键词】汽车CAN总线原理技术检修引言随着电子技术的不断发展，现代汽车上应用电控系统越来越多，为了使各电控系统之间实现信息共享，减少传感器及导线的数量，一种基于CAN总线的技术在汽车上广泛采用。
CAN总线技术是一种有别于传统电气系统连接的新型信息通信方式，它的结构、原理、故障形式和检修方式都有着自身的特点。
一、汽车CAN总线技术应用的原因随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制；从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统；从电源管理到为提高舒适性而做的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶控制。
另外，随着近年来的发展，以GPS、蓝牙、远程诊断为代表的新型电子通讯产品的出现，对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。
从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。
据统计，1辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000m电气节点达1500个，而且根据统计，该数字大约每10年增长1倍。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。
从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、行驶稳定系统、废气再循环控制、巡航系统和自动空调系统等。
为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。
但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。
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汽车CAN总线技术及故障分析
随着汽车电子技术的不断发展，汽车电子控制系统在汽车中的应用越来越广泛，而汽
车CAN总线技术在这一进程中扮演着重要的角色。
CAN总线是控制器局域网络的简称，它
是一种串行数据总线系统，用于连接车辆各个控制单元之间的通信，为汽车电子控制系统
提供了高效可靠的通信方式。
本文将介绍汽车CAN总线技术的基本原理，以及常见的故障
分析和解决方法。
一、汽车CAN总线技术的基本原理
CAN总线技术是一种多主机、分布式控制系统，它采用串行通信方式传输数据，具有
高速、可靠、抗干扰等特点。
CAN总线系统由两根总线组成，分别是CAN-High和CAN-Low，它们通过电气电平差异来传输数字信号。
CAN总线系统采用差分信号传输方式，使得其在
抗干扰能力方面要远远优于单端信号传输方式。
CAN总线系统采用分布式中断机制，各个
节点之间发送和接收消息不需要中央控制器的干涉，这样可以大大提高系统的灵活性和可
扩展性。
在CAN总线系统中，每个节点都有自己的唯一地址，通过地址来实现节点之间的通信。
当一个节点有数据要发送时，它会将数据打包成一个CAN帧，并附上目标节点的地址，然
后通过总线发送出去。
其他节点在接收到这个CAN帧后，会根据地址信息来判断自己是否
是目标节点，如果是则接收数据，否则则放弃。
二、汽车CAN总线的应用
汽车CAN总线技术在汽车电子控制系统中有着广泛的应用，几乎所有涉及到控制单元
之间的通信都离不开CAN总线。
比较典型的应用包括发动机控制单元、变速器控制单元、
车载娱乐系统、仪表盘及车身控制单元等。
CAN总线系统使得各个控制单元之间可以进行
高效可靠的通信，实现了各个系统之间的信息共享和协同控制，提高了汽车的整体性能和
安全性。
三、汽车CAN总线故障分析及解决方法
尽管CAN总线系统具有高可靠性和抗干扰能力，但在实际使用中还是会出现各种故障
问题，主要包括通信故障、硬件故障和软件故障。
下面我们将分别对这些故障进行分析，
并提出相应的解决方法。
1. 通信故障
通信故障是指CAN总线系统中的节点之间不能正常进行通信，这可能是由于通信线路
断开、节点地址设置错误、消息发送错误等引起的。
解决通信故障的方法主要包括检查通
信线路连接、检查节点地址设置、检查消息发送程序等。
2. 硬件故障
硬件故障是指CAN总线系统中的节点出现硬件故障，比如节点芯片损坏、总线电气特性异常等。
解决硬件故障的方法主要包括更换故障节点芯片、检查总线电气特性等。
3. 软件故障
软件故障是指CAN总线系统中的节点出现软件程序错误或死机等问题。
解决软件故障的方法主要包括对程序进行调试和修正，保证程序的正确性和稳定性。
除了以上列举的故障之外，还有一些其他常见的CAN总线故障，比如总线速度超出范围、总线通信错误等。
对于这些故障，解决方法主要包括调整总线速度、重新配置总线连接等。