牟林，鄧登云，周華新

波形分析在CAN總線系統(tǒng)故障中的應(yīng)用
——以B7L邁騰右側(cè)前后兩車窗玻璃同時出現(xiàn)升降故障為例

牟林，鄧登云，周華新

（廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，廣西南寧530023）

以2012年款B7L邁騰副駕駛員側(cè)前后兩車窗玻璃同時出現(xiàn)升降故障為例講解CAN總線系統(tǒng)的工作及組成，以及波形分析在總線系統(tǒng)故障中的應(yīng)用。

CAN總線；B7L邁騰；車窗玻璃升降；故障；波形分析

電氣控制技術(shù)在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，眾多的控制器與控制器之間的數(shù)據(jù)交換量越來越大，導(dǎo)致線束越來越膨大，由此催生了汽車總線協(xié)議。但是，這也給廣大汽車電氣維修技術(shù)人員提出了新的要求。這里僅以2012款邁騰B7L右側(cè)車窗玻璃升降故障為例，通過波形分析與處理的過程作簡要介紹與交流。

1 故障現(xiàn)象與分析

1.1 故障現(xiàn)象

一輛2012款B7L1.8T自動擋邁騰轎車，行駛里程為13.56萬公里，用戶反映該車已有幾天車門窗的升降不正常，故障現(xiàn)象是：操作左前車門上的右后車窗升降器按鈕E714和右前車窗升降器按鈕E715時，右側(cè)兩車窗玻璃都不能升降；但是操作右邊兩車門上的的車窗升降器開關(guān)E716和E713時，右側(cè)前后兩車窗玻璃能正常升降，其他車窗按鈕操控情況正常。

1.2 故障分析

根據(jù)2012款邁騰B7L的電路圖可知，該車的右前窗和右后窗的控制原理如圖1所示[1]。根據(jù)圖1分析可得出2012款邁騰B7L的右側(cè)兩門窗玻璃的左前車門上的右后車窗升降器按鈕E714和右前車窗升降器按鈕E715發(fā)出的電壓信號，由左前車窗控制單元J386通過CAN到達右側(cè)前部車窗控制單元J387，再由LIN線控制右側(cè)后部車窗控制單元J927.單獨操作右側(cè)車門上的車窗升降器按鈕E713或E716時，玻璃能正常升降，說明右側(cè)車窗控制單元J387和J927及其供電電路、右側(cè)兩車窗升降器電機V148和V472、搭鐵電路、右邊兩個車窗升降器按鈕（E713、E716）及電源線路均沒有故障；而且左側(cè)兩車窗控制完好，基本排除左側(cè)車窗控制單元J386引起故障的可能性。于是，故障原因聚焦在：CAN總線系統(tǒng)，即右側(cè)前部車窗控制單元J387及左側(cè)車門控制單元J386的通訊線路上。

圖12012 款邁騰B7L右側(cè)門窗控制電路原理圖

2 認識CAN總線系統(tǒng)

CAN總線系統(tǒng)是德國博世公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制器與控制器之間的大量數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種通信協(xié)議，它可以采用雙絞線、同軸電纜及光導(dǎo)纖維作為導(dǎo)線。CAN總線技術(shù)的采用，使得汽車改變傳統(tǒng)的點對點之間的連接而導(dǎo)致線束越來越膨大的問題得以瘦身。在邁騰轎車中CAN-BUS系統(tǒng)可以分為：動力CAN系統(tǒng)、舒適CAN系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)五個局域網(wǎng)系統(tǒng)。為提高信號的穩(wěn)定性，CAN總線系統(tǒng)多使用雙絞線，即分為CAN-H線和CAN-L線。靜態(tài)時兩導(dǎo)線的電位均為2.5 V，此狀態(tài)邏輯表示為“1”，通常稱為“隱性位”；當CAN-H比CAN-L電位差分電壓為2 V時，邏輯表示為“0”，稱為“顯性位”，此時電壓值通常為：CAN-H為3.5 V和CAN-L為1.5 V.

CAN總線多采用串行數(shù)據(jù)多路傳輸方式，數(shù)據(jù)將以高達1 Mb/s的速度在雙線中傳輸。當CAN總線上的某個節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，它將以報文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點。對于每個節(jié)點而言，無論數(shù)據(jù)是否是自己所需要的，都對其進行接收判斷。當多組數(shù)據(jù)進行傳輸時，每組報文開頭的11位標識符定義了報文的優(yōu)先級。在同一系統(tǒng)中這些標識符是唯一的，即不會出現(xiàn)有兩個節(jié)點發(fā)送具有相同標識符報文的情況。在幾個節(jié)點同時競爭總線數(shù)據(jù)時，這種配置十分重要。

CAN總線系統(tǒng)主要由K線、控制單元、CAN構(gòu)件以及收發(fā)器等組成。其中K線為CAN系統(tǒng)自診斷的通信線，用于與外界診斷儀進行連接；控制單元接收、處理來自于各類傳感器信號，并將信號發(fā)送給對應(yīng)執(zhí)行元件，并接收執(zhí)行元件反饋信號及產(chǎn)生相應(yīng)故障代碼；CAN構(gòu)件用于控制單元間數(shù)據(jù)交換；收發(fā)器就是一個發(fā)送接收放大器，在發(fā)送時將邏輯電平轉(zhuǎn)換成傳輸電平，在接收時將傳輸電平轉(zhuǎn)換成邏輯電平。

2012款邁騰B7L的車窗玻璃由舒適CAN系統(tǒng)來控制，其中：CAN-H顏色為橙/綠、CAN-L顏色為橙/棕，具有單線工作能力。由圖1可知CAN系統(tǒng)中還存在LIN總線系統(tǒng)。這里的LIN線，只是舒適CAN總線的局域網(wǎng)子系統(tǒng)，LIN線采用的是單線制度，成本低、占用空間少，由于舒適系統(tǒng)中的傳感器和控制單元比較多，一般來說數(shù)據(jù)傳遞速率要求比較低的傳感器和控制單元，廠家還是選擇用LIN線來控制。但LIN總線在汽車上的使用正在不斷縮小。

3 舒適CAN總線常見故障

為了排查舒適CAN系統(tǒng)的故障，經(jīng)常使用波形對比的方法來判斷其故障類型，下面介紹舒適CAN系統(tǒng)的常見故障。

3.1 單線斷路

單線斷路故障有CAN-L斷路和CAN-H斷路兩種常見故障，其電壓波形如表1所示[2]。

表1 舒適CAN系統(tǒng)斷路波形

（1）CAN-L斷路波形分析。CAN-L的電壓為0 V，有一個其他控制單元應(yīng)答信號；CAN-H波形正常。

（2）CAN-H斷路波形分析。CAN-H的電壓為0 V，有一個其他控制單元應(yīng)答信號；CAN-L波形正常。

3.2 單線短路

單線短路故障主要有CAN-L與電瓶正極或負極短路兩種常見故障，其電壓波形如表2所示[2]。

表2 單線短路故障波形表

（1）CAN-L對電瓶正極短路波形分析。這時CAN-L的電壓為電源電壓（12 V），CAN-H波形正常。

（2）CAN-L對電瓶負極短路波形分析。這時CAN-L的電壓為0V，CAN-H波形正常。

3.3 兩線短路或交叉連接

這里有CAN-H與CAN-L兩線短路和CAN-H與CAN-L兩線交叉連接兩種常見故障，其電壓波形如表3所示[2]。

表3 CAN系統(tǒng)常見故障波形表

（1）CAN-L與CAN-H兩線之間短路波形分析。兩線電壓波形一模一樣。

4 故障修復(fù)

對J387的T20h/8到J386的T20g/8間的CANH線，及J387的T20h/9到J386的T20g/9間的CAN-L線進行波形檢測，經(jīng)分析與表1中CAN-L斷路波形相似，由此判斷J387的T20h/9到J386的T20g/9間的CAN-L線有斷路故障。經(jīng)修復(fù)導(dǎo)線后副駕駛員側(cè)前后兩車窗玻璃升降正常，故障排除。

5 結(jié)束語

CAN總線在現(xiàn)代汽車中用得越來越多，導(dǎo)線功能已經(jīng)不再單一化，掌握CAN系統(tǒng)的控制原理，采用合適的檢測方法尤為重要，在維修工程中遇上CAN總線系統(tǒng)存在故障采用波形檢測的方法能夠到達事半功倍的效果。

（2）CAN-L與CAN-H交叉連接波形分析。其電壓波形是互為反相波的。

[1]大眾邁騰Magotan_B7L電路圖冊[Z].2012.

[2]李臻.動力驅(qū)動CAN總線故障診斷測試與分析[J].汽車實用技術(shù)，2015（4）：56-60.

Application of Waveform Analysis in Fault of CAN Bus System——Take The B7L before and after the window glass on the right side of the two step and lifting fault as an example

MOU Lin，DENG Deng-yun，ZHOU Hua xin
（Guangxi Hydraulic and Electric Polytechnic，Nanning Guangxi 530023，China）

This paper introduces the structure and working principle of the CAN comfort bus system，The two door glass of MAGOTAN B7L driver’s side can not lift the fault as an example to explain the oscilloscope in the modern automobile maintenance in the role.

automobile；MAGOTAN car；CAN comfort bus；waveform

U206.35

B

1672-545X（2017）07-0204-02

2017-04-22

牟林（1978－），廣西陸川人，助教，研究方向：汽車電控。