CAN总线故障定位及解决办法

引入 当前市场行业发展

CAN总线虽然有强大的抗干扰和纠错重发机制，但目前CAN大量地运用于电动汽车、充电桩、电力电子、轨道交通等电磁环境比较恶劣的场合，因此对CAN总线的抗干扰能力也会存在挑战，所以对CAN总线的抗干扰能力需要加以重视。

工作机制

当CAN总线出现故障或数据传输异常时，往往会出现多种奇怪的故障现象，干扰也会导致帧错误增加，重发频繁，正确数据不能及时到达，将会大大影响工作的效率和质量。

想要确定CAN总线故障在哪里，然后更有目标性的去解决它，首先我们要了解有哪些常见的故障现象。根据故障现象和网络结构图来对故障原因进行初步定位，结合相关的诊断仪器进行诊断，通过诊断结果目标明确，查找到具体的故障部位以及原因。

CAN总线常见故障现象

1、仪表板显示异常，不停跳变

2、车辆无法正常启动，启动后无法熄灭

3、车辆某些电控系统功能失灵

4、电机转动异常，动力供应变化巨大等。

这是因为相关数据或信息是通过CAN总线传输的，如果传输失败，那么会产生多种连带故障，甚至造成整个网络系统瘫痪。  

CAN故障通常有短路原因导致，包括CAN线短路、对电源短路、对地短路、也有断路原因导致，如CAN L或者CAN H断路，还有可能是线路相互接反。

CAN总线故障定位

节点测试法

CAN总线是网络系统的控制器区域，是中央网络系统，各节点或者说是车内的电子控制单元就是由CAN所联系起来的。当CAN总线出现干扰异常时，针对短路问题，可以通过逐个断开节点来进行测试，若电压恢复正常，则说明该节点有问题。若断开所有节点后电压还没有变化，则说明线路短路。通过这个方法可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。

电阻测量法

当某个控制模块CAN L导线或者是CAN H导线断路时，会导致该控制模块无法实现通信，在其他控制模块的通信是不受影响的。但在其他控制模块有读到该故障块故障码的可能。如果多个控制模块的CAN L导线或者是CAN H导线出现断路，那么这些控制模块的通信功能都会受到影响。

若出现故障的控制模块带有终端电阻，那么就可以采用电阻测量法。以下就是判断有无终端电阻的测量方法。

根据实际的线束特性进行计算可以知道，CAN终端店电阻的阻值大约为120Ω，测量诊断接口的CAN H 与CAN L之间的电阻，若变为120Ω，则说明有一个终端电阻断路。这种情况下则可用电阻测量法进行故障判断。

替换控制模块  

还有一个情况是不带终端电阻，这样的话就需要去测量这个控制模块CAN导线的通导性。替换有故障码内容涉及的控制模块，可以快速判断故障是否由该控制模块本身造成的。同时还要要结合网络图来进行断点查找，因为在整个网络中会设置相应的总线集线器，断点部位不同，受影响的部件也不同，同时也会决定诊断仪能够进行诊断的控制模块。

 CAN网络与集线器分布图

CAN总线干扰的解决方法

CAN线保证屏蔽效果与正确接地

CAN线带屏蔽层的话，可以良好地抵御电场的干扰，减少对线路的干扰。可以把CANH和CANL用铝箔和无氧铜丝屏蔽网包裹起来，但是需要注意的是与接插件的连接，可以在连接部分有短于25mm的电缆不用双绞。

CAN双屏蔽线的干扰效果更强，分为内层和外层，其中内层的CAN-GND是于CAN收发器的地连接，外层的Shield是与外壳大地相连。内层可以平衡信号的地电位，抑制共模干扰，减少错误帧，但强干扰时收发器损坏率会提高；外层可以泄放电荷到大地。

但是使用屏蔽线后，在屏蔽层没有良好接大地前，屏蔽线是不起作用的。所以要选择一个适合的接地方式，一般接地方式有：屏蔽层单点接地和多点接地。

屏蔽层单点接地可以避免地回流，多点接地可以加快高频干扰信号的泄放。

CAN线远离干扰源

CAN线干扰源是最简单的抗干扰方法，如果CAN线与强电干扰源远离0.5米，干扰就基本影响不到了。但是在实际情况中，线路的可布局空间都不会很大，使CAN线和其他电线混在一起。在很多的新能源汽车的驱动系统，CAN线经常与驱动线混在一起，结果导致干扰很大。只要与CAN并行的驱动线，具备2A/秒的电流变化，就会耦合出强磁场而导致CAN线上出现干扰脉冲。所以CAN线必须要和电流会剧烈变化的线缆远离。比如继电器、电磁阀、逆变器、电机驱动线等。

CAN线提高绞合度

CAN本身就有抗干扰性，它是通过CAN H和CAN L差分传输的方式，使在遇到干扰的情况可以达到CAN H和CAN L的差分值保持不变，来达到抗干扰的目的。 



差分抗干扰示意图

对于这种抗干扰能力而言，需要的前提条件是将CANH和CANL的绞合程度很高，使两个部分所受到的干扰差尽量一致，从而更小地影响其差分值。因此提高CAN线的绞合度可以更好地帮助其对干扰的抵抗。 以上是一些比较好操作，实施性较强的方法。  

审核编辑：刘清