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

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。
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Canbus采用双绞线自身校验的结构,既可以防止电磁干扰对传输信息的影响,也可以防止本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根数据线,控制器输出的信号同时向两根通讯线发送,高低电平互为镜像。并且每一个控制器都增加了终端电阻,已减少数据传送时的过调效应。
基本构造
+1V
-1V
外界的干扰同时作用于两根导线
Canbus的发展历史
大众公司首次在97年PASSAT的舒适系统上采用了传送速率为62.5Kbit/m的Canbus。
98年在PASSAT和GOLF的驱动系统上增加了Canbus,传送速率为500Kbit/m。
2000年,大众公司在PASSAT和GOLF采用了带有网关的第二代Canbus。
2001年,大众公司提高了Canbus的设计标准,将舒适系统Canbus提高到100Kbit/m, 驱动系统提高到500Kbit/m。
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汽车电子技术发展的特点:
汽车电子控制技术从单一的控制逐步发展到综合控制,如点火时刻、燃油喷射、怠速控制、排气再循环。 电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组成部分,如制动防抱死系统、自动变速系统、信息显示系统等。 从汽车本身到融入外部社会环境。
现代汽车电子技术的分类:
单独控制系统:由一个电子控制单元(ECU)控制一个工作装置或系统的电子控制系统,如发动机控制系统、自动变速器等。 集中控制系统:由一个电子控制单元(ECU)同时控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车底盘控制系统。 控制器局域网络系统(CAN总线系统):由多个电子控制单元(ECU)同时控制多个工作装置或系统,各控制单元(ECU)的共用信息通过总线互相传递。
CAN总线布置、结构和基本特点
使用方便:如果某一控制单元出现故障,其余系统应尽可能保持原有功能,以便进行信息交换
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CAN总线错误处理与故障界定
错误类型与检测:列举CAN 总线中可能出现的位错误、 填充错误、CRC错误、格式 错误和应答错误等,并解释 其检测原理。
错误处理机制:阐述CAN总 线的错误处理机制,包括错 误标志的设置、错误界限的 确定、错误帧的发送等。
故障界定与诊断:介绍如何 通过CAN总线的错误处理机 制,界定故障节点和故障类 型,以及相应的故障诊断方 法。
线通信错误案例,解释干扰的来源和影响,提供针对性的解决方案。
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案例三
软件配置错误引发的CAN总线故障:分享一个由于软件配置错误导致的
CAN总线故障案例,强调正确配置软件参数的重要性,并给出修复方法。
总结与展望
汽车级CAN总线教程总结
本教程详细介绍了汽车级CAN 总线的原理、架构、通信协议和
应用等方面的知识。
软件配置故障
分析由于软件配置错误导致的CAN总线故障,如波特率设置错误、 节点地址冲突等,并给出相应的排查和修复建议。
实际应用中的CAN总线故障案例分析
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案例一
某车型CAN总线通信中断故障:详细描述某车型CAN总线通信中断的
故障现象,分析故障原因,并给出具体的排查和修复步骤。
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案例二
CAN总线信号干扰导致的通信错误:介绍由于信号干扰导致的CAN总
设计方案和电路图。
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软件实现
阐述门窗控制系统的软件设计, 包括CAN总线通信、控制算法、 防夹手功能实现等,给出相应的 软件流程和代码片段。
系统测试与验证
展示门窗控制系统的测试环境和 测试结果,验证系统的可靠性、 实时性和准确性。
基于CAN总线的车身控制系统设计
车身控制需求分析
五.CAN总线【 汽车总线系统原理与检修】

转速信息从接收到在转速表上显示的一个完整信息交换过程,从中可以清楚地看到 数据传递的时间顺序以及CAN构件与控制单元之间的配合关系。 首先是发动机控制单元的传感器接收到转速值。
该值以固定的周期(循环往复地)到达微控制器的输入存储器内。
由于瞬时转速值还用于其它控制单元,如组合仪表,所以该值应通过CAN总线来传 递。
1 = 500 Kbit/s = CAN驱动总线 2 = 100 Kbit/s = CAN舒适总线 3 = 100 Kbit/s = CAN“Infotainment”总线 4 = 1000 Kbit/s = 最大数据传输速率
宝马车的K-CAN 使用传输速度为 100 kBit/s 的双绞铜线, 并取代了以前的 K 总线 。
连接的所有装置都接收发动机控制单元发送的信息。该信息是通过RX-线到达 CAN构件各自的接收区。
接收器接收发动机的所有信息,并且在相应的监控层检查这些信息是否正确。 这样就可以识别出只在某种情况下某一控制单元上出现的局部故障。所有连接 的装置都接收发动机控制单元发送的信息(广播),可以通过监控层内所谓的 CRC校验和数来确定是否有传递错误。CRC是Cycling Redundancy Check的缩写, 意思是“循环冗余码校验”。 在发送每个信息时,所有数据位会产生并传递一个16位的校验和数。
在相应的数据电码中为 CAN 规定了 "0" 和 "1" 信号的电平。如果 CAN 导线的信 号处在静止位置,人们就称其为隐性电位。如果传递数据,则每根导线上的电 平在隐性静止电位和显性工作电位之间波动。
Байду номын сангаас
在车辆的 CAN 网络中,为了提高行驶安全性,如果导线之一有故障,使用的收发 器会提供只在一根导线上接收数据的能力。这时两根 CAN 导线中的哪根有故障不 重要。这种当前的运行模式被称作单线运行。
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汽车级CAN总线详细教程_CAN总线是Controller Area Network的缩写,是一种用于传输数据和控制信号的串行总线通信协议。
它最初是由德国Bosch公司开发的,广泛应用于汽车电子系统中,如发动机控制单元、车载娱乐系统、仪表板等。
CAN总线具有高可靠性、高传输速率和灵活性等特点,逐渐成为汽车电子系统的主要通信协议。
它采用双线结构,即CAN_H和CAN_L两根差分传输线,可以有效抵抗噪声干扰,并能够进行远距离通信。
CAN总线的工作原理是基于CSMA/CD(载波监听多点冲突检测)协议,即多个节点共享同一个总线,只有当总线空闲时才能发送数据。
如果多个节点同时发送数据,就会引发冲突,此时需要进行碰撞检测和重传。
CAN总线分为两种工作模式:标准模式和扩展模式。
标准模式下,每帧数据最多包含11位标识符,扩展模式下可以达到29位。
标识符用于区分不同的消息,数据帧包含了数据位和控制位,控制位用于错误检测和纠正。
CAN总线的通信速率取决于波特率,常用的波特率有125kbps、250kbps、500kbps和1Mbps等。
较低的波特率可以保证更高的可靠性,而较高的波特率可以实现更快的数据传输速度。
在CAN总线中,每个节点都有一个唯一的地址,可以通过地址来发送和接收数据。
节点之间的通信可以是点对点的,也可以是广播的。
点对点通信是指一个节点向另一个节点发送数据,广播通信是指一个节点向所有其他节点发送数据。
CAN总线的数据传输是基于消息的,每个消息都有一个特定的优先级,优先级高的消息会被优先发送。
优先级通过标识符来确定,标识符的前面几位表示优先级。
CAN总线还支持错误检测和纠正机制,可以检测和纠正传输过程中出现的错误。
常见的错误包括位错误、帧错误和CRC错误等。
对于发现错误的节点,可以通过错误帧重传机制来进行纠正。
在实际应用中,CAN总线通常由一个主控节点和多个从属节点组成。
主控节点负责整个系统的控制和管理,并与从属节点进行通信。
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刹车系统的刹车力度、刹车踏板位置等信息 也可以通过CAN总线传输到制动控制单元, 以提高制动效果。
CAN总线的优势
节省线束
由于CAN总线是数字通讯,所以它能够将多个控制单 元连接在一起,减少了许多线束的使用。
高效通讯
CAN总线的通讯速率高,可以在短时间内传输大量的 数据。
稳定性好
CAN总线具有很高的抗干扰能力,并且具有自我检测 和修复功能,所以它的稳定性非常好。
分析CAN总线数据
对监测到的数据进行深入分析,包括 数据类型、字节顺序、校验和等,确 保数据的正确性和可靠性。
使用示波器进行调试和测试
连接示波器
调整示波器设置
将示波器与汽车CAN总线相连接,选择合 适的通道和触发条件。
根据CAN总线的波特率和数据格式,调整 示波器的采样速率、时基等参数。
观察信号波形
汽车底盘控制模块应用实例
总结词
汽车底盘控制模块是CAN总线在汽车上的另一个应用 ,用于实现底盘的智能化控制和监测。
详细描述
CAN总线在底盘控制模块中,主要负责传输底盘传感 器数据和控制指令,包括刹车状态、转向角度、悬挂 高度等,以及ECU对底盘的控制指令,如ABS防抱死 系统、ESP电子稳定系统等。通过CAN总线,底盘控 制模块可以实时与其他控制模块进行通信,实现底盘 的智能化控制和监测。
VS
错误恢复
当错误检测机制检测到错误时,CAN总 线采取以下措施进行错误恢复:发送错误 标志:发送节点在检测到错误时立即在总 线上发送一个错误标志,以通知其他节点 发生了错误。接收节点在接收到错误标志 后,将接收到的数据丢弃并向发送节点发 送一个否定应答。
03
汽车CAN总线协议分析
CAN协议标准及版本
汽车CAN总线原理与常见诊断方法

5 .增 大 开 发 余 地
各控制器 可 以把 整车功 能相 对随意地分 担 ,新 的功能和新 技术可 以通过 软件进行更 新。 缺 点:不 能实现 视频 、音频 的实时 同步 通信。成本高于 L I N总线 。
以c A N 总 线为基础 的汽 车诊 断方法
在检查 C A N总线系统传输系统前 , 须保 证所有 与车载 网络 传输 系统相连 的控制单元 五功 能故障 。功 能故障指不会 直接影响车载 网络传 输系统 ,但 会影响某一 功能流程 的故 障。例 如传感器损 坏,其结果就 是传感器信 号不能通过车载 网络传输系统传 递 。这种 功 能故 障对车载 网络传输系统有见解影响。 3 、 C N 数据总线的万用表测量 A C N 数据总线可 以采用数字万用表进 行 A 电压信号测试 ,判断数据 总线 的信号传输 是 否存在故障 。 用 万用表 电阻挡测量 CA N—. Hi 曲 线 和 C AN—l o w线之间的 电阻, 正常情况 下应该有 个规定 电阻,不应直接 导通 ; 用万用表 电阻挡测量 C N - Hi A g h线或 CA N 一1 o w线分 别与搭铁或蓄 电池 正极之 间的导通性 ,正 常 情况不导通 。 4 、V AS 5 0 5 1 总线 的波形检测 双通道模式 C A N数据总线波形必需采 用 带有双通道 示波器或检测 仪,例如 v A S 5 O 5 1 进行检测 ,可根据 故障波形判 断总线系统 故 障类 型。 5 、 下面通过两个案例来研究 以 C N 总 A 线为基础 的汽车诊断方法 1 . 宝来车仪表 A B S故障灯常亮 故障车型 :宝来 1 . 6 L,自动挡。 故障现象 :仪表上 A B S故障灯 常亮。 故障诊 断与排 除 :连接 v A s 5 0 5 1查 询 A B S控制单 元 J 1 0 4的故障码 ,发现 进不去; 发动机控制单元有 1 个故障码 1 8 0 5 7 , 动力系 统数据 总线 丢失 查询 自动变速 器、安全气 囊和 网关都 有 个故 障码 0 1 3 1 6 ,A B S 控 制单元没有通信 。 根据 故障码分析 ,可 能是 A B S 控制单元的两 根 CA N 总线断路 ,由于宝来动力系统包括发 动机 、A BS , 自动变速器 的 C AN总线 电路采 用公共节 点式连 接 ,有一 个控 制单元 断开 , 其他控制单 元可 以正常通 信,并且不 支持单
汽车can总线工作原理和特点

汽车can总线工作原理和特点全文共四篇示例,供您参考第一篇示例:在现代汽车中,CAN(Controller Area Network)总线作为一种重要的通信系统,已经被广泛应用于汽车的各个领域。
CAN总线的出现不仅极大地提高了汽车的智能化水平,也进一步提升了汽车的安全性能和可靠性。
那么,CAN总线的工作原理和特点又是什么呢?1. 工作原理CAN总线是一种串行通信协议,它的工作原理基于一种叫做“CSMA/CR”(Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution)的控制方式。
在这种控制方式下,所有的节点都可以随时发送信息,当多个节点同时发送信息时,系统会自动进行冲突检测和冲突解决,以确保数据传输的可靠性。
CAN总线的传输介质采用双绞线,其特点是抗干扰能力强、传输距离远、传输速度快。
CAN总线中每个节点都有独立的地址和标识符,节点之间可以通过标识符来进行识别和通信。
这种结构可以实现多节点之间的并行通信,大大提高了通信效率。
2. 特点CAN总线具有高可靠性。
采用冲突检测和冲突解决的方式能够有效避免数据错误和丢失,保证了数据传输的稳定性,大大降低了系统崩溃的风险。
CAN总线具有良好的实时性。
由于CAN总线采用了先进的通信协议和传输介质,因此其传输速度快、响应时间短,非常适合汽车上对实时性要求较高的系统,比如发动机控制、刹车系统等。
CAN总线还具有良好的扩展性和灵活性。
汽车的功能模块非常多样化,CAN总线系统可以根据不同的需求进行扩展和升级,而且可以支持多种不同类型的传感器和执行器的接入,非常适合汽车这样的复杂系统。
CAN总线还具有低功耗的特点。
由于CAN总线的通信协议设计非常精巧,能够最大程度地减少能耗,这对于汽车这种对能源效率要求较高的应用场景非常重要。
CAN总线作为一种先进的汽车通信系统,具有高可靠性、实时性、扩展性、灵活性和低功耗等诸多特点,已经成为车载电子系统中不可或缺的一部分。
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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。
所有这些子控制系统连接起来构成1个实时控制系统,即:指令发出去之后,必须保证在一定时间内得到响应,否则,就有可能发生重大事故。
这就要求汽车上的cAN通信网络有较高的波特率设置。
另外,汽车在实际运行过程中,众多节点之间需要进行大量的实时数据交换。
若整个汽车的所有节点都挂在1个cAN网络上,众多节点cAN总线进行通信,信息管理配置稍有不当,就很容易出现总线负荷过大,导致系统实时响应速度下降。
这在实时系统中是不允许的,因此在对汽车上各节点的实性进行了分析之后,根据各节点对实时性的要求,设计了高、中、低速3个速率不同的CAN通信网络,将实时性要求严格的节点组成高速cAN通信网络,将其它实时性要求相对较低的节点组成中速cAN通信网络,将剩下实时性要求不是很严格的节点组成低速CAN通信网络。
并架设网关将这3个速率不同的3个通信网络连接起来,实现全部节点之间的数据共享。
汽车CAN总线故障产生的原因
CAN总线系统中拥有一个CAN控制器、一个信息收发器、两个数据传输终端及两条数据传输总线,除了数据总线外,其他各元件都置于各控制单元的内部。
分析CAN总线系统产生故障的原因一般有以下三种:
1.汽车电源系统引起的故障:汽车电控模块的工作电压一般在10.5-15.0V,如果汽车电源系统提供的工作电压不正常,就会使得某些电控模块出现短暂的不正常工作,这会引起整个汽车CAN总线系统出现通信不畅。
2.汽车CAN总线系统的链路故障:当出现通信线路的短路、断路或线路物理性质变化引起通信信号衰减或失真,都会导致多个电控单元工作不正常,使CAN总线系统无法工作。
3.汽车CAN总线系统的节点故障:节点是汽车CAN总线系统中的电控模块,因此节点故障就是电控模块的故障。
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;硬件故障一般是电控模块芯片或集成电路故障,造成汽车CAN 总线系统无法正常工作。
万用表测量诊断CAN总线方法详解
系统概览:
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。
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,在测量前必须把待测部件断电。
为此应断开车辆蓄电池的接线。
等待约3分钟,直到系统中的所有电容器放完电。
数据总线K-CAN (车身CAN)、PT-CAN (传动系CAN)和F-CAN (底盘CAN)之间的区别:
● K-CAN:数据传输率约100 kBit/s。
可以进行单线运行。
● PT-CAN:数据传输率约500 kBit/s。
不能进行单线运行。
● F-CAN:数据传输率约500 kBits/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
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:
K-CAN:
CAN Low (低速)对地:U 最小= 1 V,U 最大= 5 V
CAN High (高速)对地:U 最小= 0 V,U 最大= 4 V
这些值都是近似值,根据总线上的负载可能有几个100 mV 的偏差
测量K-CAN:CH1 CAN 低,CH2 CAN 高
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:
PT-CAN 和F-CAN:
CAN Low (低速)对地:U 最小= 1.5 V,U 最大= 2.5 V
CAN High (高速)对地:U 最小= 2.5 V,U 最大= 3.5 V
测量PT-CAN:CH1 CAN 低,CH2 CAN 高
总线端测量
测量前提:
● CAN 总线必须断电。
● 不允许使用其它测量仪(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。
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!
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120 Ω 的终端电阻。
这两个终端电阻并联,并构成一个60 Ω 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60 Ω 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。