张永强
郑州宇通客车股份有限公司 河南省郑州市 450000
摘要：汽车的车载网络是其电控技术的核心，车载网络架波形检测与分析是车载网络架构学习的重点内容。为了实现故障原因的有效分析，可以通过检测与分析网络信号波形的方式，实现对汽车故障原因分析。国内目前汽车故障排除是按照解码仪的故障码，与实际工作经验结合在一起进行故障的试探性排除，这种方式还是有着一定盲目性的，实际故障的排除效率比较低。因此，要掌握故障波形特征等内容。本文就对汽车高速CAN网络故障特征波形进行分析，为汽车故障排除效率提升奠定良好基础。
关键词：汽车；高速CAN网络故障；特征波形；
下文就对CAN高速网的波形特征进行分析，指出CAN线波形的组成及含义、汽车网络故障产生机理分析以及CAN网络系统波形诊断方法进行阐述，为CAN网络故障的解决与应对措施探究提供必要参考。
一、CAN高速网波形特征分析
CAN是指控制器局域网，CAN总线是各个控制器进行彼此信息交换的数据总线，较之传统数据传输，数据总线可能会出与方便考量，需要共同部分传感器实现分析成本得到的。为了进一步避免电磁的干扰，可以采取双绞线形式进行有效的数据传输。按照SAE的分类标准，CAN高速网的传输速度是125到1000kBit/s。对于CAN高速网的实际应用来说，可以被应用在汽车驱动系统、连接发动机、变速器以及ESP等电控系统。像在CAN高速网信息传输波形分析中，有隐形位是VCAN-H=VCAN-L=2.5V，VCAN-H-VCAN-L=0V，有显性位，VCAN-H=3.5V，VCAN-L=1.5V，VCAN-H-VCAN-L=2V。不管在哪种时刻进行分析，VCAN-H+VCAN-L=5V。实际信息传输是按照差分的方式进行分，是一种抗干扰原理。其中CAN-H和CAN-L的实际信息传输会遭受极大干扰，波形会出现的毛刺。信号电压差还是始终保持不变的，也就是说显性位信号的电压差值是2V，隐性位信号电压差值则是0V，这样看来，外界干扰对信号并不会产生影响作用。
二、汽车网络故障产生机理分析
就大部分网络故障实际案例的分析来看，引发出现车载网络系统故障的原因主要是有三种。首先是电源系统引发的故障，该故障产生机理是车载网络系统的核心内容，有着通讯IC芯片电控模块，这一正常工作电压约在10.5到15.0伏，若是汽车电源系统的工作电压比这一电压范围低，对于工作电压需求比较高的电控模块来说，其就可能会有短暂的停止工作，这样一来整个车载网络系统就会出现短暂的无法通讯情况。
其次是车载网络系统链路故障，这一故障产生机理是，当前车载网络系统中链路或者是通讯线路出现故障的问题，若是通讯线路出现短路、断路等问题，或者是由线路物理性质引发的通讯信号出现衰减、失真的情况，这些都会引发多个电控单元不能正常工作的情况，或者是电控系统出现错误的动作。在链路故障是否产生的判断的中，常是采取示波器或者是汽车专用光纤诊断仪进行通讯数据信号的判断，保证其能与标准通讯数据信号相符合相符。
最后是车载网络节点故障，在车载网络系统中节点是其电控模块，由此节点故障就是电控模块中的故障，包括了软件故障、硬件故障两种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中软件故障就是指传输协议或者是软件程序中是否有缺陷、冲突存在，继而使得车载网络系统中出现通讯混乱或者是无法工作的问题，这一故障常会成批出现，且很难进行维修的。硬件故障则一般是因通讯芯片或者是集成电路的故障，导致车载网络系统不能正常工作。若是使用低版本信息传输协议，以及点到点信息传输协议的车载网络系统，若是有节点故障出现，一旦出现整个车载网络系统不能正常工作，实际故障中节点故障都表现为电控单元内部出现损坏，或者是控制单元的编码出现错误，对这两方面的检查都是十分必要。
三、CAN网络系统波形的诊断方法分析
在利用示波器进行CAN网络波形测试的时候，要注意调整好示波器的时间值、电压值、触发信号等。在对某一品牌轿车的实际波形测试中，可以使用双通道的模式，这一道模式比较适合对链路故障进行观察的，确定故障点位置与故障出现原因。比如，汽车高速CAN网络故障的特征波形分析，其线路短路的故障出现，需要进行驱动系统的CAN测试，若驱动系统CAN呈现的是正常波形，其CAN-Ｈ电压的变化范围是在2.5伏到3.5伏之间。CAN-Ｌ电压变化范围在1.5伏到2.5伏之间，可以进行正确波形和错误波形进行有效对比。若是驱动CAN-Ｈ和CAN-Ｌ出现短路波形，经过对CAN-Ｈ与CAN-Ｌ的短路波形进行测试之后，驱动CAN-Ｈ和CAN-Ｌ出现短路问题，电压值都是2.5伏。这就可以通过驱动CAN总线上的控制单元进行插拔判断，因控制单元出现的短路还是因CAN-Ｈ或者是CAN-Ｌ的线路相关连接出现的短路问题。一旦线路短路出现短路问题，需要利用CAN线束，将CAN-Ｈ和CAN-Ｌ从线节点处进行按顺序的拔取，也要注意波形问题。一旦故障线被取出，波形还是会恢复正常的，这就需要被拔下存在着短路故障问题。
还有，若是驱动CAN-Ｈ对正极短路波形情况进行分析，可能出现的驱动CAN-Ｈ的正极短路波形，或者是相同条件下出现得正确波形。在正极短路波形分析中，CAN-Ｈ线的电压电位被置于12伏。CAN-Ｌ线的电压会被拉高，便成为一条直线，并没有出现很多资料上的被测得的波动图形。说明了实测与资料上结合并不符合实际需求。因引起CAN-Ｈ对正极短路原因是有区别的，实测波形是直接将CAN-Ｈ进行正极短路得到的。汽车高速CAN网络故障的特征分析是由控制单元进行收发器CAN-Ｈ与CAN-Ｌ内部出现错接情况引发的。对于驱动CAN-Ｈ进行负极短路波形分析中，CAN-Ｈ呈现出的负极短路波形问题，与实际条件正确波形之间需要进行对比分析。一旦故障波形中出现驱动CAN-Ｈ电压是０伏的情况，CAN-Ｌ电压可能也是０伏，可是CAN-Ｌ线上还是有小部分电压变化能被观察到和发现的。
总结：
汽车高速CAN网络故障特征波形分析中，主要是对CAN高速网波形特征进行分析，找出汽车网络故障产生机理，并提出CAN网络系统波形的诊断方法。相关工作人员要进行车载CAN总线系统进行常规故障的诊断，相关流程都是应用汽车故障诊断仪实现汽车故障码的有效检测，不难发现这种结果还是比较笼统的，还是需要借助其他设备仪器，像万用表，结合故障码提示情况，进行总线系统的有效排查，准确找出汽车高速CAN网络的故障位置。按照实际故障情况，进行相关应对措施的有效实施，提高相关检修人员的综合素质与业务能力，确保设备检修工作能顺利开展，给汽车的安全驾驶与出行提供良好保障。
参考文献：
[1]魏显坤,邓长勇,张甲瑞,佘家富.汽车CAN低速网故障特征波形分析[J].现代制造技术与装备,2018(01):18-19.
[2]魏显坤,党娇,邓长勇.汽车CAN高速网故障特征波形分析[J].装备制造技术,2017(05):221-223.
论文作者:张永强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/6
标签：波形论文; 故障论文; 电压论文; 汽车论文; 系统论文; 网络论文; 或者是论文; 《防护工程》2018年第9期论文;