謝澤銓

【摘 要】電子控制技術(shù)和各種電子設(shè)備在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用越來越多，為了便于眾多電控模塊之間的相互聯(lián)系而使用CAN-BUS總線系統(tǒng)，CAN-BUS系統(tǒng)主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收發(fā)器、CAN-BUS數(shù)據(jù)傳輸線和CAN-BUS終端電阻。排除和預(yù)見CAN-BUS總線系統(tǒng)故障發(fā)生的工作，已經(jīng)成為提高汽車電路維修的總要工作內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】CAN-BUS總線系統(tǒng) 電路 結(jié)構(gòu) 故障

隨著汽車技術(shù)日趨完善，尤其是車載網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，在汽車維修技術(shù)方面也對修理工提出了更高的要求，但是現(xiàn)在維修行業(yè)的現(xiàn)實是大多數(shù)汽車維修工的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論素質(zhì)普遍不高，這跟車載網(wǎng)絡(luò)本身高技術(shù)含量的性質(zhì)形成了矛盾。從2010年以后出廠的汽車絕大多數(shù)都是采用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的，汽車維修過程中已經(jīng)無法繞開車載網(wǎng)絡(luò)去維修車輛。在汽車維修的實踐中發(fā)現(xiàn)，車載網(wǎng)絡(luò)本身雖然理論性很強，但如果只是從汽車電工維修方面去作要求的話，那么沒有必要學(xué)得特別深入。下面就針對汽車電工維修工作需求，對車載CAN-BUS系統(tǒng)進行分析。

1 在汽車上采用CAN-BUS總線系統(tǒng)的原因

CAN-BUS即CAN總線技術(shù)，全稱為“控制器局域網(wǎng)總線技術(shù)（Controller Area Network-BUS）”。簡單來說CAN-BUS總線系統(tǒng)具備了以下優(yōu)點：

（1）數(shù)據(jù)傳輸速度更高。通信距離最遠可達10KM（速率低于5Kbps）速率可達到1Mbps（通信距離小于40M）。

（2）優(yōu)化了車身的布線方式，節(jié)省線束，降低了車身重量。車身上每個控制單元都可看做一臺獨立的電腦，它可以接受信息，能對各種信息進行處理、分析，然后發(fā)出一個指令，對某個執(zhí)行器進行控制。電控單元之間的通訊采用CAN-BUS系統(tǒng)能優(yōu)化布線方式，極大提高通訊效率。

（3）控制單元中有一個發(fā)生故障，其它控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)，互不影響。汽車上的各個控制單元并不是獨立工作的，它們作為一個整體，需要信息的共享，那么這就存在一個信息傳遞的問題。比如發(fā)動機水溫信號，燃油控制系統(tǒng)需要，空調(diào)控制系統(tǒng)需要，點火控制系統(tǒng)也需要，那么信號在控制單元之間又是如何進行通信的呢？圖1和圖2代表了兩種不同的通訊方式，其中圖1代表的是傳統(tǒng)的信息傳遞過程，每項信息需獨立的數(shù)據(jù)線進行交換，有幾個信號就要有幾條信號傳輸線，這樣會導(dǎo)致電控單元針腳增加、線路復(fù)雜、故障率增多及維修困難。而采用CAN-BUS數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)傳遞，如圖2所示，所有數(shù)據(jù)都通過兩根數(shù)據(jù)線進行傳遞，各個電控單元可以通過CAN總線進行數(shù)據(jù)交換，相同的數(shù)據(jù)只須進行通過CAN總線進行一次傳遞，某個控制單元接收到本系統(tǒng)的傳感器的信息后，經(jīng)過分析處理會將此信息發(fā)送到總線系統(tǒng)上。這樣此信息會在總線系統(tǒng)上進行傳遞，每個與總線系統(tǒng)連接的控制單元都會接收到此信息，如果此信息對自己有用則會存儲下來，如果對其無用，則會進行忽略。控制單元中有一個發(fā)生故障，其它控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)，互不影響。

2 CAN-BUS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）電控單元。CAN-BUS上的每個電控單元中均設(shè)有一個CAN控制器和一個CAN收發(fā)器，主要是對來自總線的數(shù)據(jù)進行接收、分析，并發(fā)送到CAN數(shù)據(jù)傳輸總線上。

（2）數(shù)據(jù)傳輸終端。CAN-BUS數(shù)據(jù)總線兩端通過終端電阻連接，終端電阻可以防止數(shù)據(jù)在到達線路終端后象回聲一樣返回，干擾原始數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的正確傳送，終端電阻一般裝在控制單元或網(wǎng)關(guān)內(nèi)。

（3）數(shù)據(jù)傳輸總線。數(shù)據(jù)傳輸總線大部分車型用的是兩條雙向數(shù)據(jù)線，分為高位（CAN-H）和低位（CAN-L）數(shù)據(jù)線。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，兩條數(shù)據(jù)線纏繞在一起，兩條線上的電位是相反的，電壓的和總等于常值，一般為5V。如圖3所示。

3 CAN-BUS系統(tǒng)的故障種類

（1）是汽車電源系統(tǒng)引起的故障。電控模塊的正常工作電壓在14.8V的范圍內(nèi)。如果汽車電源系統(tǒng)提供的工作電壓低于該值，就會造成電控模塊停止工作，從而使整個汽車車載網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)無法通訊的現(xiàn)象。

（2）是節(jié)點故障。節(jié)點是汽車CAN-BUS系統(tǒng)中的電控模塊，因此節(jié)點故障就是電控模塊的故障。它包括軟件故障及硬件故障：軟件故障為傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突，從而使汽車CAN-BUS系統(tǒng)通訊出現(xiàn)法工作現(xiàn)象，這種故障一般需要對模塊進行編程處理；而硬件故障一般由于通訊芯片或集成電路故障，造成CAN-BUS系統(tǒng)無法正常工作。

（3）通訊線路故障。通訊線路的短路、斷路以及線路物理性質(zhì)引起的通訊信號衰減或失真，都會引起多個電控單元無法工作或電控系統(tǒng)錯誤動作。判斷是否為通訊線路故障時，一般采用專業(yè)示波器來觀察通訊數(shù)據(jù)信號是否與標準通訊數(shù)據(jù)信號相符。

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