汽车CAN通讯总线全面解析

由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。

汽车不管有多少块电控单元,不管信息容量有多大,每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上,这两条导线就称作数据总线,亦称BUS线。整个网络则称CAN,CAN是ControllerAreaNetwork(控制单元区域网络)的缩写,意思是控制单元通过网络交换数据。

车辆通讯CAN总线:

作一个比喻:总线系统又称作CAN-BUS,其实也是因为它的工作原理与运行中的公共汽车很类似。其中每个站点相当于一个控制单元,而行驶路线则是CAN总线,CAN总线上传递的是数据,而公共汽车上承载的是乘客。某个控制单元接收到负责向它发送数据的传感器的信息后,经过分析处理会采取相应措施,并将此信息发送到总线系统上。这样此信息会在总线系统上进行传递,每个与总线系统连接的控制单元都会接收到此信息,如果此信息对自己有用则会存储下来,如果对其无用,则会进行忽略。

第二种『所有信息都通过两根数据线进行交换』

1、CAN线为什么是两根双绞线?:

为了清楚起见CAN导线分别用单颜色来表示CAN-High线总是黄色,CAN-Low-线总是绿色。(具体CAN线颜色在于主车厂家设计采用,按实际为准,一般设计的很好区别车辆其他线路)

CAN数据总线的两条导线分别叫CAN-High和CAN-Low线。两条扭绞在一起的导线称为双绞线。

原则上CAN总线用一条导线就足以满足功能要求了,但该总线系统上还是配备了第二条导线。在这个第二条导线上,信号电压与第一条成镜像,这样可有效抑制外部干扰。

2、CAN总线为什么设计高低电压?:

就是电子控制单元交换信息的时候所遵守的原则.简单的说了,网络中的电子控制单元要能够互相顺利的通信,就必须讲同样的语言,协议就相当于语言.比如:J1939目前商用车常用CAN总线设计是基于J1939协议.

一、传统线路:

二、CAN通讯总线:

1、总线控制系统替代了传统的熔断器和继电器,减少了元器件数量,就减少了一个故障点。

2、总线控制系统减少了线束的长度,线束越长越容易产生故障。减少车身布线,进一步节省成本。由于采用总线技术,模块之间的信号传递仅需要两条信号线。布线局部化,车上除掉总线外,其他所有横贯车身的线都不再需要了,节省了布线成本。此外,数据共享也节省了线束.

3、当电器系统中某一路出现故障时候,电控模块会将此故障显示仪表,方便维修。

4、满足更多的电脑模块之间复杂的通讯,效率更高。

5、扩充性强,产品升级快,节省了新产品开发设计成本。CAN节点几乎可以在不改动原有线束的情况下增加新的组件。

CAN总线上为什么首位安装电阻呢??

在汽车CAN总线首尾的终端分别安装设计了终端电阻!

1、如图下图中ECU本身没有120Ω电阻,需在CAN网终首尾端分别安装2个120Ω并联其中:

1.CAN通讯总线实现ECU、CBCU、ABS、CAN仪表等CAN设备之间信息共享,比如水温、机油压力等,仅需ECU安装传感器即可,就能把当前测得的水温、机油压力时时传送给CAN仪表。CAN仪表不需要专门安装水温、机油压力传感器了。

2.只有CAN设备才能使用CAN总线,有时一辆车上有几个CAN设备,比如ECU、CAN仪表、NOx传感器等,每个CAN设备称为一个节点,其中ECU就是节点A;

3.在我们维修当中常见故障“CAN节点A总线错误”并不一定是ECU本身故障,基本都是整车CAN网络电压异常、其他CAN控制故障造成CAN网络干扰导致。

一、常见故障:CAN高短路到电源

2、万用表调到电压档量程;

3、将万用表的正表笔连接到诊断接口引脚CAN_H,负表笔连接到地(GND),测试CAN的CAN-H电压:若电压值为2.6V左右,则表示正常;若电压值大于5V,或者是电瓶电压,则表示CAN-H与高电源短路;

二、常见故障:CAN低短路到电源:

1、点火开关打到ON档,即整车所有节点上电;

3、将万用表的正表笔连接到诊断接口引脚CAN_L,负表笔连接到地(GND),测试CAN的CAN-L电压:若电压值为2.4V左右,则表示正常;若电压值大于5V,或者是电瓶电压,则表示CAN-L与高电源短路;

三、常见故障:CAN高短路到地:

1、将电池正极断开,整车断电;

2、万用表调到电阻档;

3、将万用表的正表笔连接到诊断接口引脚CAN_H,负表笔连接到地(GND),测试CAN-H对地电阻,若阻值大于100KΩ则正常。若阻值过小,则CAN高线存在对地短路情况。

四、常见故障:CAN低短路到地:

3、将万用表的正表笔连接到诊断接口引脚CAN_L,负表笔连接到地(GND),测试CAN-L对地电阻,若阻值大于100KΩ则正常。若阻值过小,则CAN低线存在对地短路情况。

五、常见故障:CAN高与CAN低线路存在短路

3、将万用表的两个表笔连接到诊断接口引脚CAN_H和CAN_L两端,测试CAN的CAN-H与CAN-L是否短路,整个CAN首尾安装了120Ω电阻并联CAN网,正常测量CAN高与CAN低电阻值为60Ω左右,结果异常检测CAN高与CAN低线路是否存在短路开路。

注:还有一种情况就是CAN网终端电阻(电脑内部的电阻或者是外挂式电阻)本身出现问题,导致CAN高与CAN低阻值不是60Ω左右。

注:如以上测试没有异常,但仪表还报总线通信故障那属于特殊故障情况,根据经验可能以下几种故障:

1、某一节点电源断路,导致没有报文发出

2、某一节点不满足250kbps通信速率。

3、某一节点自身内部出现故障。

常见故障案例1:

案例1天龙仪表显示:仪表未收到EECU报文

此故障为发动机ECU没上电激活,ECU无法工作将数据信息发送给仪表,仪表没有接收到来自ECU的数据信息,就报出:仪表未收到EECU报文。

排查为由钥匙供给电脑板的1.40号针脚,唤醒线氧化断路造成。

此故障一般有三种情况:

1、ECU或者内部通讯模块损坏,无法发送接收数据信息。

2、ECU没有上电唤醒工作,无法将数据信息发送。

3、ECU至车身电脑VECU的CAN线路故障。

案例2:潍柴博世2.2后处理报故障码P0050

常见的故障原因如下:

1、NOx传感器供电异常,导致传感器无法正常工作,未能发送数据信息。

THE END
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8.实用的汽车电子CAN总线开发测试方案CAN总线多用于汽车领域,在CAN总线的开发测试阶段,需要对其单节点性能,多节点组网通讯,网络拓扑结构等进行开发测试,需要虚拟、半虚拟、全实物仿真测试平台,并且必须测试各节点是否符合ISO11898中规定的错误响应机制等,所以CAN总线的开发需要专业的开发测试工具,并且在生产阶段也需要一批简单易用的生产线测试工具。CAN总线开发https://www.zlg.cn/can/article/detail/id/764.html
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10.车联网安全入门一:了解CAN总线及环境模拟准备打工了,工作内容和车联网安全相关,本来想着和app分析有较大关系,但是还涉及到很多关于汽车渗透测试相关的知识,由于之前并没有接触过,就借此机会和大家来学习一下。 ## CAN基础知识 ### CAN(Controller Area Network) 上图是CAN总线的拓扑结构,其中左边是高速CAN总线的(典型应用包括车辆电子系统中的发动机控制、https://xz.aliyun.com/t/14262