摘 要：一般高档的汽车都装有几十个微机控制器、上百个传感器和执行器，不但线束极为复杂，而且一直存在集中控制和分散控制的矛盾。为此德国博世公司开发了一种设计先进的解决方案――CAN现场总线，并以取得国际标准化组织（ISO11898）认证的同，国际上一些大的半导体厂商也积极开发支持CAN总线的专用芯片，促进了CAN总线技术在轿车中的广泛应用。CAN是广泛应用了电子产品的系统，它的故障与传统的线路有很大的区别，在修需时不能简单的采用传统的维修方式，随着CAN总线技术的广泛采用，CAN总线的故障诊断排除也成为人们目前必须研究、重视的问题，通过对CAN总线的组成、原理、特点的分析，阐述了如何正确的排除CAN总线故障。
关键词：CAN总线技术；优点；故障诊断排除
中图分类号：TU 文献标识码：A文章编号：1672�3198（2012）10�0165�02
0 前言
今天，世界上主要生产汽车的厂家多数在轿车上配有CAN局域网。CAN-BUS网络将车辆控制系统简化为节点模块化。在基于现场总线的分布式控制中，任何传统意义上的传感器和执行器都可以与同一现场的节点组合，构成节点模块，因此CAN-BUS网路极大的优化了汽车控制系统。对于汽车CAN总线控制系统的维修，应根据CAN总线控制系统的结果和控制回路具体分析，以便做出正确的故障操作，以排除总线故障。
1 CAN总线
CAN总线是Controller Ares Network的简称，汽车上的控制局域网络可以归纳为现场总线类，当然还有它自身的一些特点，现场总线是在工业过程控制和生产自动化领域发展起来的一种网络体系。这些领域应用的电子装置，如传感器、执行器和调节器等非常多。随着技术和智能程度的增加，这些装置通过通信网络连接实现信息的传送的需求不断增加，技术条件也不断成熟。在20世纪80年代产生了用于这种功能的通信网络，即现场总线，并形成了一些现场总线技术需求标准。现场总线定义为在现场和安装在控制室先进自动化装置中的一种串行数字通信链路。
1.1 总线的组成
现场总线是由两大部分组成的，即数据传输和节点如图1。
图1在总线系统中节点包括控制单元和总线辅助设备，控制单元由一个控制器、一个收发器、两个数据传输终端组成，与传统汽车微机控制系统的控制器ECU相比，控制单元在硬件上多了专门的总线接口装置，并有相应的软件即通信标准的支持，传统意义上的传感器、执行器称为总线辅助装置，同一现场的一个或多个辅助装置与控制器组合，构成总线模块称为节点。
1.2 总线的工作原理
某一节点是一个相应传感器的节点，控制单元的任务是将传感器信号转为符合总线协议的数据以串行通信的方式发送到网络上，每个信息称为一帧，以固定的周期发送到网络上。例如奔驰220的点火开关节点（N73控制单元）就是一个这样的模块，这个节点的主要作用就是将点火开关信号发送到网络上。
总线模块2是一个执行器节点，控制单元从总线上获得控制系统的传感器信息，然后进行决策给执行装置发送指令，同时还可以将控制信息发送到网络。
在理论上现场总线中的每个传感器和执行器都可以单独与控制器结合成节点。我们通常把同一现场的多个传感器和执行器与控制单元结合组成节点即总线模块，并通过数据线将各节点连接起来构成现场总线。模块3就是具有多个传感器和执行器的节点，这些传感器和执行器可以分属于不同的控制系统，控制单元接收总线上的信息和节点上传感器的信号，然后进行决策给执行器发出指令，同事可以将传感器信息和控制信息发送到网络。
1.3 总线的优点
通过CAN总线，传感器、控制器、执行器由串行数据连接起来，其通讯协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层，网络可以根据协议探测并纠正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN总线网络配置比较容易，允许任何节点间直接通信，而无需将所有数据全部汇总到计算机后进行处理，具体归结出以下优点：
（1） 经济性好。
一对n结构，连接n个总线模块双向传输多个信号，节省了电缆费用，安装简单，维护方便。
（2）可靠性高。
精度高，系统稳定性就高，现代数字信号传输技术抗干扰能力强。
（3）可控性好。
现代轿车通过总线介入故障诊断仪，可以对所有控制单元进行编码和故障诊断。
（4）综合性好。
现场总线模块具备智能和综合能力，既可监测、变换、补偿、传送信息，又能接受、控制和运算信息，同时还可以兼做网关，实现总线模块多用化。
（5）开放性好。
现场总线为开放互联网络，所有的技术和标准都是公共的，对于制造商只能在其体系结构、工艺等方面保留特色，使其质量提高，同时为网络设备的扩展提供了空间。
（6）互换性和互操作性强。
按照统一标准生产的总线设备，可以实现不同厂家的互换。
2 CAN总线控制系统的维修
对于汽车CAN总线控制系统的维修，应该根据CAN总线控制系统的结构和控制回路具体分析。可以借助专用的检测设备解决绝大部分总线故障，并可进行模块的匹配和调试。
2.1 引起汽车CAN总线控制系统的故障原因
（1） 汽车电源系统引起的故障。
（2） 汽车CAN总线控制系统的链路故障。
（3） 汽车网络信息传输系统的节点故障。
2.2 借助不同的诊断工具对系统故障进行分析
在分析的过程中通过个人的经验外加诊断工具来进行。
（1） 用万用表进行CAN总线故障查询。驱动CAN数据总线上最常见的故障可以用VAS5051上的万用表/电阻表来诊断，有些故障需使用VAS5051上数字存储式示波器来判断。
（2） 可以通过示波器显示CAN总线常见故障的波形。
2.3 实例说明
用VAS5051电脑诊断仪对舒适CAN数据总线的故障诊断步骤：
（1）故障查询。进入功能码2，查询舒适系统中央控制单元是否储存故障码。在故障诊断和检测过程中，通过CAN总线传递信息的所有控制单元均被认为是一个完整系统。不同车型的中央控制单元CAN数据总线故障代码在其相应的维修手册中能够找到。查询出故障码后可以参考维修手册确定故障部位及原因。
（2）数据流的读取，进入功能码08，读取舒适系统中央控制单元的12组数据流。
（3）匹配和调试。有些车型提供了个性化的功能，可以为每个车主提供不同的个性化服务。例如有一部车辆装备了两个电动窗，车主要求按一次遥控器，只打开一个车门锁，而原有的配置是车辆按一次遥控器，打开所有车门锁，那么进行下列的操作就可以达到客户的个性要求。
①输入46进入舒适系统。
②选择功能号07。
③查表1得知只打开一个车门的故障代码是00256，那么输入此号码，就实现了驾驶员的要求。
（4）CAN诊断维修步骤。
①查出CAN数据总线的故障码。
②准备好诊断工具万用表，还要知道相关电路图，记不住可以找出相关的参考图，电路图是进行总线故障诊断的重要依据，对于诊断仪提出的故障要依据线路图进行排除，对于诊断仪不能诊断的故障，依据电路图进行人工诊断。
③按照电路图，通过万用表测量数据总线的故障点。如果未查出故障，要先清除故障码，再拔下所有车门插头再依次插好，读取数据模块012组的显示区1，根据显示的情况判断某个控制单元的故障，并进行更换。
本文通过对CAN总线的组成及原理的分析，给出了CAN总线的故障诊断工具及排除的方法，使我们能够解决越来越多的带有CAN总线技术的总线故障。
参考文献
［1］徐景波主编.汽车总线技术［M］.北京：中国人们大学出版社，2011.
［2］饶运涛等主编.现场总线CAN原理与应用技术［M］.北京：电子工业出版社，2003.
［3］朱建峰，李国忠主编.常见车系CAN-BUS原理与检修［M］.北京：机械工业出版社，2006.
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