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一、汽车CAN总线的结构、组成和工作原理 汽车CAN总线是在原有的电控单元内增加了CAN接收器、转发器和处理器，在原电控系统各控制器间增加了2条双绞线，减少了很多的线束。其分为动力系统网络、舒适系统网络和信息娱乐系统网络3套网络，有总线型结构和环形结构2种。其主要采用网关控制器来协调高低速网络之间的数据通信。 CAN总线主要包括2部分：数据传输与节点。节点又主要包含了控制单元与总线辅助设施2种。控制单元的组成相对比较简单，是由控制器、数据传输终端以及收发器这3部分构成的。与普通的汽车控制系统相比，增加了总线接口，配备了与之相对应的通信标准作为支撑。传感器和执行器等均作为总线辅助装置当中的一部分，一个或者几个辅助装里和控制器相结合就形成了节点。 某一个节点所指的是对应的传感器上的节点。控制单元的主要工作就是把传感器信号转换成总线可识别的数据并且利用串行通信的途径传送至网络，信息单位以帧计，而且通过固定的周期进行发送。以奔驰汽车点火开关节点（N73控制单元）为例，其节点的功能就是把点火开关信号传送到网络上。 实际上现场总线当中的任一传感器以及执行器均能和控制器相组合形成节点。而在现实工作当中，最常用的就是将现场里几个传感器、执行器以及控制单元3者相互组合构成节点，由此形成一个总线模块，然后，利用数据线把每个节点都相连接组成现场总线系统。 二、CAN总线控制系统故障诊断与维修实例 故障现象：有1辆2006款一汽奥迪A4轿车，当打开自动空调系统的制冷功能时，出现只有自然风，没有冷风的现象。也就是说鼓风机运转正常，而空调制冷系统没有制冷。 故障检测：首先通过使用解码器调取该车发动机的控制系统故障码及空调系统故障码，结果没有故障码。进而怀疑是空调管路或压缩机出现故障，对空调管路及空调压缩机进行了仔细检查，结果发现其空调压缩机的电磁离合器没有吸合，怀疑是压缩机电磁离合器控制线路或是电磁线圈损坏，对电磁离合器线圈进行电阻测量，结果阻值正常；直接给电后电磁离合器可以吸合。 返回来再次排查空调的电脑控制单元，使用解码器测试汽车空调控制单元中的数据流，结果发现数据流中的发动机转速数值显示为“0”。但因为汽车发动机运行一切正常，因此可以判断出发动机控制单元与空调控制单元2者间的连接通信线路发生了连接故障，导致发动机转速信号传输不到汽车空调的控制单元中，使得空调控制单元始终认为发动机没有运转而不发出控制电磁离合器吸合的控制信号。经仔细检查，发现2者线路接头接脚发生畸形导致了链路断路，经过维修之后最终故障得到排除。 三、引起汽车CAN总线的故障原因 1．由汽车的电源系统而引发的故障。 汽车CAN总线的核心部分是电控模块ECM，其正常工作电压是10.5～15.0V。如果汽车电源系统提供的电压过低或过高会导致整个CAN系统出现无法通信的故障。 2.CAN总线控制系统发生链路故障。 当汽车CAN总线的通信线路出现断路、短路及物理性质引起的信号衰减或失真，都会引起电控单元不能工作或错误动作。 3．网络信息传输系统发生节点故障。 CAN总线的节点就是电控模块ECM，分软件故障和硬件故障2类，都会导致整个CAN系统无法正常工作。 四、利用诊断工具对系统故障分析 在进行诊断分析时，需要将个人经验与诊断工具有机的结合在一起来进行。 1．通过使用万用表来实施CAN总线故障检测。驱动CAN数据总线当中最易发生的普遍故障一般都可用万用表进行排查，有时还有一些故障需要通过示波器来进行确定。 2．可利用示波器将CAN总线一般常见的问题以波形形式表现出来。根据所测波形与正确波形进行对比分析可以较快的锁定故障范围。 3．如果利用解码器调取不到故障码，最好读取数据流进行分析，往往可以通过数据流找到故障所在。 综上所述，本文对CAN总线的基本构成以及工作机理进行了阐述，并提出了CAN总线正确、有效的故障诊断和排查方法，帮助解决有关CAN总线技术方面的难题。 |
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