CAN是控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標準(ISO 11898)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協(xié)議。

CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO國際標準化的串行通信協(xié)議。在汽車產(chǎn)業(yè)中，出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)據(jù)類型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線構成的情況很多，線束的數(shù)量也隨之增加。為適應“減少線束的數(shù)量”、“通過多個LAN，進行大量數(shù)據(jù)的高速通信”的需要，1986 年德國電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN 通信協(xié)議。此后，CAN 通過ISO11898 及ISO11519 進行了標準化，在歐洲已是汽車網(wǎng)絡的標準協(xié)議。

CAN 的高性能和可靠性已被認同，并被廣泛地應用于工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療設備、工業(yè)設備等方面?，F(xiàn)場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強有力的技術支持。

隨著人類科技發(fā)展，汽車智能化也得到高速發(fā)展，目前卡車也逐步向高度智能化控制發(fā)展，一個卡車有多個控制模塊已經(jīng)很常見了。各個模塊在工作的時候，需要互相通訊;因此在汽車上常常使用總線通訊。

常見的總線通訊協(xié)議有SAE J1939 / SAE J1587/SAE J1708(不同的通訊協(xié)議代表說話的語言不一樣，例如日語韓語英語普通話等，要想理解說的內(nèi)容，必須先要了解使用的語言。)，目前使用最多的是1939協(xié)議，也就是CAN線。

有很多朋友問小軌CAN是干嘛用的，還有很多師傅在遇到CAN通訊的相關故障時就頭疼，不知道該怎么去檢查。今天小軌就帶大家一起來學習一下CAN總線的相關知識。

CAN線概述

1、什么是CAN?

CAN：全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。

一個由CAN總線構成的單一網(wǎng)絡中，理論上可以掛無數(shù)個節(jié)點。實際應用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件的電氣特性所限制。常見的CAN線的頻率有250Kbs/500Kbs/1000Kbs，不同的頻率代表傳輸速度的快慢不一樣。

2、CAN的發(fā)展

CAN最初出現(xiàn)在80年代末的汽車工業(yè)中，由德國Bosch公司最先提出。當時，由于消費者對于汽車功能的要求越來越多，而這些功能的實現(xiàn)大多數(shù)基于電子操作的，這就使得電子裝置之間的通訊越來越復雜，同時意味著需要更多的連接信號線。提出CAN總線的最初動機就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。

3、CAN的工作原理

CAN通訊協(xié)議主要描述設備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開放系統(tǒng)互連模型一致。每一層與另一設備上的相同的那一層通訊。實際的通訊發(fā)生在每一設備上相鄰的兩層，而設備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。

CAN能夠使用多種物理介質(zhì)，例如雙絞線、光釬等。最常用的就是雙絞線，信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”，靜態(tài)時均是2.5V左右，此時狀態(tài)表示為邏輯“1”，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”，稱為“顯形”;此時，通常電壓值為：CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。

Can通訊，實質(zhì)上就是通過這些0和1實現(xiàn)信息的傳輸。

4、CAN系統(tǒng)組成

CAN收發(fā)器：

安裝在控制器內(nèi)部，同時兼具接受和發(fā)送的功能，將控制器傳來的數(shù)據(jù)化為電信號并將其送入數(shù)據(jù)傳輸線。

數(shù)據(jù)傳輸終端：

該終端是一個電阻，防止數(shù)據(jù)在線端被反射，以回聲的形式返回，影響數(shù)據(jù)的傳輸。

數(shù)據(jù)傳輸線：

雙向數(shù)據(jù)線，由高低雙絞線組成。

CAN總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點

1、低成本：

相較于傳統(tǒng)線路，智能化的模塊控制，提高了車輛的可靠性、減少了線束的數(shù)量和設計、減輕車輛的重量、后期維護更方便;

2、極高的總線利用率;

3、很遠的數(shù)據(jù)傳輸距離(可長達10Km);

4、高速的數(shù)據(jù)傳輸速率(高達1Mbit/s);

5、可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文;

6、可靠的錯誤處理和檢錯機制;

7、發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā);

8、節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能;

9、報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息;

10、可實現(xiàn)屏幕診斷功能：采用通用CAN診斷協(xié)議，可以將系統(tǒng)故障直接在儀表屏幕上顯示出來;

11、設備監(jiān)控功能：

Can線通訊可以在故障發(fā)生后，準確快速的報出相關故障，方便檢修;

12. 電路保護功能：

在電路出現(xiàn)短路時，CBCU會自動切斷該線路的電源輸出、保護電路，并同時將故障信息傳遞給儀表，儀表報出相關故障。

CAN線在汽車中的應用

1、CAN的車用網(wǎng)絡

通過CAN總線將汽車上的各種電子裝置與設備連成一個網(wǎng)絡，實現(xiàn)相互之間的信息共享，既減少了線束，又可更好地控制和協(xié)調(diào)汽車的各個系統(tǒng)，使汽車性能達到最佳。

★ 歐曼H4總線系統(tǒng)具有兩路CAN總線，分別是動力總線(P-CAN)和儀表總線(I-CAN)

★特別提示：

I-CAN通訊的失敗將會使車輛大部分電器無法正常工作。

CBCU不會去控制P-CAN上設備的正常運行。

★診斷接口：

P-CAN動力總線的通訊線CANH是接在OBD口的6號口，CANL是接在OBD口的14號口。

I-CAN車身總線的通訊線CANH是接在OBD口的3號口，CANL是接在OBD口的11號口。

★CAN線測量

電阻測量：

斷電情況，用萬用表電阻檔測量I-CAN_L與I-CAN_H之間的阻值。

有效模式：阻值在60歐姆左右;

失效模式：阻值為零說明I-CAN_L與I-CAN_H之間短路;阻值為120歐姆或者無窮大，說明I-CAN_L或者I-CAN_H有斷路。

電壓測量：

上電情況下，用萬用表電壓檔測量I-CAN_L與信號地、I-CAN_H與信號地之間的電壓。

有效模式： I-CAN_L與信號地，電壓值1.5±0.5V左右，實際測量2.4V左右;I-CAN_H與信號地，電壓值3.5±0.5V左右，實際測量2.6V左右;

失效模式：電壓值為零，說明與地線短路或線路斷路;電壓值大于5V，說明與電源短路。

2、東風商用車EDC7UC31電腦板，配備VECU與CBCU系統(tǒng)如下圖：

VECU采集電子油門及各種開關信號，同時接收組合儀表發(fā)生的車速信息從而確定整車的控制模式，通過CAN總線將控制指令和參數(shù)發(fā)給EECU，由EECU實現(xiàn)對發(fā)動機的控制。

CAN網(wǎng)絡的故障分析與排除

1、CAN總線診斷基礎

1.1總線系統(tǒng)工作條件

★ 電源供給正常、無虛接

★ 地線正常

★ 喚醒電源正常

★ CAN線線束正常

★ 終端電阻正常

★ 節(jié)點正常

★ 控制模塊硬件正常

★ 控制模塊軟件正常

★ 各接插件、接觸端子正常

1.2 哪些情況查CAN網(wǎng)絡?

★ 報出CAN通訊相關、或者數(shù)據(jù)錯誤之類的故障

★ 儀表不顯示、或顯示混亂

★ 無法通訊，無法連接診斷儀

★ 車身燈光系統(tǒng)異常

★ 無法定位、無法起動

★ 其它CAN相關故障

1.3 節(jié)點的確認

★ 儀表不顯示、或顯示混亂 ➩ 儀表

★ 車身燈光系統(tǒng)異常 ➩ CBCU/燈光控制模塊

★ 無法換檔 ➩ TCU

★ 電動車窗無反應 ➩ 車門控制器

★ 無法起動 ➩ ECU/VCU/CBCU

★ 防盜開啟 ➩ 防盜模塊/GPS/GPRS

★ 空調(diào)無反應 ➩ 空調(diào)控制模塊

1.4 指示燈

常見CAN故障碼的分析

一、CAN接收偵AT101超時錯誤(博世EDC17系統(tǒng))

故障原理：

1、NOx傳感器通過CAN總線，將監(jiān)測的氮氧濃度時時發(fā)送給ECU。如果ECU 超過0.5秒沒有接收到NOx濃度信號，就會報出此故障;

2、沒有接受到的原因無非是發(fā)送器、傳輸媒介、接收器故障?；旧隙际牵簜鬏斆浇楣收蠈е?，也就是NOx傳感器的線束、接插件故障導致;極少數(shù)情況是：NOx傳感器故障。

故障影響：

影響NOx濃度的監(jiān)測;發(fā)動機故障燈點亮、發(fā)動機限扭。

常見原因：

1、NOx傳感器的4根線束開路、短路，或接插件故障：檢查NOx傳感器的接插件及4根線束，是否存在開路、短路故障，電壓是否正常。其中NOx傳感器接插件1號針腳是正極24V，2號針腳是負極0V，3號針腳是CAN低2.2V左右，4號針腳是CAN高2.8V左右。如電壓不符，請排查原因;

2、極少數(shù)可能NOx傳感器損壞： 也可能NOx傳感器損壞，但NOx傳感器售價較高，最后考慮更換測試。

排查技巧：

常見原因是NOx傳感器接插件、4根線束故障。

二、CAN接收偵TSC1-TE超時錯誤(博世EDC17系統(tǒng))

故障原理：

1、“CAN接收偵某某超時錯誤”代表了一類故障，以TSC1-TE為例：發(fā)動機ECU可以通過CAN總線，接受整車控制器(比如CAN儀表、CBCU、自動變速箱控制器、GPS鎖車、天行健輔助節(jié)油等)上的信息或控制指令，TSC1-TE就是自動變速箱指令的名稱，如果ECU收不到就會報出此故障;

2、由于接收信息較多，管理復雜，某些機械變速箱也可能報出“CAN接收偵某某超時錯誤”故障，這是因為ECU默認開通的原因，一般不亮故障燈，不需要處理;

3、基本此類故障都不亮故障燈，“除AT101超時錯誤”外，如不是自動變速箱，都無需處理。

故障影響：

1、影響自動變速箱工作：如不是自動變速箱，影響不大;如自動變速箱，需排查;

2、可能影響整車控制器，比如GPS等：一般不影響整車功能。

常見原因：

1、一般不亮故障燈，無需排查：發(fā)動機數(shù)據(jù)管理;

2、如配自動變速箱，則需要排查： 可能影響自動變速箱的工作，需排查CAN網(wǎng)絡是否正常，是否開路、短路，電壓是否正常。

排查技巧：

基本都無需排查，不亮故障燈;如自動變速箱，則須排查CAN總線。

以上兩針腳僅是接入ECU的入口，此故障應排查整個整車CAN網(wǎng)絡及其他控制。

三、CAN節(jié)點A總線錯誤(博世EDC17系統(tǒng))

故障原理：

1、CAN總線介紹：CAN總線類似于電腦之間通信的網(wǎng)線，可以實現(xiàn)ECU、CBCU、ABS、CAN儀表等CAN設備之間信息共享，比如水溫、機油壓力等，僅需ECU安裝傳感器即可，就能把當前測得的水溫、機油壓力實時傳送給CAN儀表。CAN儀表不需要單獨安裝水溫、機油壓力傳感器了。

2、CAN總線是整車線束中，兩根特殊的線，有標準的電壓、電阻、及制作規(guī)格;

3、只能CAN設備才能使用CAN總線，有時一輛車上有幾個CAN設備，比如ECU、CAN儀表、NOx傳感器等，每個CAN設備稱為一個節(jié)點，其中ECU就是節(jié)點A;

4、但“CAN節(jié)點A總線錯誤”并不是ECU本身故障，基本都是整車CAN網(wǎng)絡電壓異常、其他CAN控制故障造成CAN網(wǎng)絡干擾導致。

故障影響：

1、影響CAN儀表上轉(zhuǎn)速、水溫、機油壓力等參數(shù)顯示：造成CAN儀表顯示異常，但不影響機械儀表;

2、影響自動變速箱的換擋等：可能造成自動變速箱換擋不平順，設置失效;

3、一般不影響發(fā)動機、整車的基本運行。

常見原因：

1、整車CAN線短路、斷路或被干擾：檢查CAN高、CAN低電壓是否正常，通斷是否正常，一般CAN高電壓2.8V左右，CAN低2.2V左右，因使用情況電壓稍有不同;

2、CAN網(wǎng)絡控制器或整車CBCU本身故障： 造成CAN線電壓異常，波動較大，請檢查CBCU、整車CAN控制模塊等;

3、NOx傳感器或CAN儀表、ABS/ASR控制器、AMT控制器故障，導致CAN線不穩(wěn)定：依斷開上述控制器，檢查其對CAN電壓的干擾，并檢查其相關CAN線路。

排查技巧：

不是ECU故障，而是整車CAN網(wǎng)絡或其他CAN控制故障引起。

以上兩針腳僅是接入ECU的入口，此故障應排查整個整車CAN網(wǎng)絡及其他控制。

常見案例分享

故障現(xiàn)象：

儀表不顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油壓力等信息，儀表報“CAN報文超時故障”;

考慮儀表can線通訊故障，拔下ECU插頭測量can線的 K54和K76號腳兩根線束電阻無窮大(正常情況下：此處電阻應該是120歐姆)，說明兩根線路有斷路現(xiàn)象。剪斷該兩根線，直接從ECU飛線到儀表后，儀表顯示正常、故障排除。

小軌總結(jié)

一般情況下，CAN總線的通訊故障都比較簡單。常見的是線路問題，其次可能是就設備問題。我們首先要知道CAN總線是什么、CAN總線是怎么工作的、CAN總線的結(jié)構。通過使用萬用表測量相關線路及電氣參數(shù)，就可以快速的判斷故障點、排除故障。

維修要點

1、CAN線一般采用雙絞線、主要目的是防止干擾。

2、CAN網(wǎng)絡是有兩個120歐姆的終端電阻，因此在CAN網(wǎng)絡中測量兩個CAN線電阻、正常情況下應該是60歐姆(兩個120的電阻并聯(lián)后就成了60歐姆);(極少數(shù)車型也會出現(xiàn)測量電阻為40歐姆的情況，這種情況說明有三個設備內(nèi)部有120歐姆電阻，也是能正常通訊的;這一點大家要知曉。)

3、通常情況下CAN-H電壓在1.5-3.5V之間，CAN-L電壓在1.5-2.5V之間。