波形分析在CAN總線系統故障中的應用
——以B7L邁騰右側前后兩車窗玻璃同時出現升降故障為例

牟林，鄧登云，周華新

波形分析在CAN總線系統故障中的應用
——以B7L邁騰右側前后兩車窗玻璃同時出現升降故障為例

牟林，鄧登云，周華新

（廣西水利電力職業技術學院汽車工程系，廣西南寧530023）

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

CAN總線；B7L邁騰；車窗玻璃升降；故障；波形分析

電氣控制技術在現代汽車上的應用越來越廣泛，眾多的控制器與控制器之間的數據交換量越來越大，導致線束越來越膨大，由此催生了汽車總線協議。但是，這也給廣大汽車電氣維修技術人員提出了新的要求。這里僅以2012款邁騰B7L右側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 故障現象與分析

1.1 故障現象

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E716和E713時，右側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]。根據圖1分析可得出2012款邁騰B7L的右側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發出的電壓信號，由左前車窗控制單元J386通過CAN到達右側前部車窗控制單元J387，再由LIN線控制右側后部車窗控制單元J927.單獨操作右側車門上的車窗升降器按鈕E713或E716時，玻璃能正常升降，說明右側車窗控制單元J387和J927及其供電電路、右側兩車窗升降器電機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；而且左側兩車窗控制完好，基本排除左側車窗控制單元J386引起故障的可能性。于是，故障原因聚焦在：CAN總線系統，即右側前部車窗控制單元J387及左側車門控制單元J386的通訊線路上。

圖12012 款邁騰B7L右側門窗控制電路原理圖

2 認識CAN總線系統

CAN總線系統是德國博世公司為解決現代汽車中眾多的控制器與控制器之間的大量數據交換而開發的一種通信協議，它可以采用雙絞線、同軸電纜及光導纖維作為導線。CAN總線技術的采用，使得汽車改變傳統的點對點之間的連接而導致線束越來越膨大的問題得以瘦身。在邁騰轎車中CAN-BUS系統可以分為：動力CAN系統、舒適CAN系統、信息系統、儀表系統及診斷系統五個局域網系統。為提高信號的穩定性，CAN總線系統多使用雙絞線，即分為CAN-H線和CAN-L線。靜態時兩導線的電位均為2.5 V，此狀態邏輯表示為“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總線多采用串行數據多路傳輸方式，數據將以高達1 Mb/s的速度在雙線中傳輸。當CAN總線上的某個節點需要發送數據時，它將以報文形式廣播給網絡中所有節點。對于每個節點而言，無論數據是否是自己所需要的，都對其進行接收判斷。當多組數據進行傳輸時，每組報文開頭的11位標識符定義了報文的優先級。在同一系統中這些標識符是唯一的，即不會出現有兩個節點發送具有相同標識符報文的情況。在幾個節點同時競爭總線數據時，這種配置十分重要。

CAN總線系統主要由K線、控制單元、CAN構件以及收發器等組成。其中K線為CAN系統自診斷的通信線，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，并將信號發送給對應執行元件，并接收執行元件反饋信號及產生相應故障代碼；CAN構件用于控制單元間數據交換；收發器就是一個發送接收放大器，在發送時將邏輯電平轉換成傳輸電平，在接收時將傳輸電平轉換成邏輯電平。

2012款邁騰B7L的車窗玻璃由舒適CAN系統來控制，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系統中還存在LIN總線系統。這里的LIN線，只是舒適CAN總線的局域網子系統，LIN線采用的是單線制度，成本低、占用空間少，由于舒適系統中的傳感器和控制單元比較多，一般來說數據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系統的故障，經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

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。經修復導線后副駕駛員側前后兩車窗玻璃升降正常，故障排除。

5 結束語

CAN總線在現代汽車中用得越來越多，導線功能已經不再單一化，掌握CAN系統的控制原理，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.動力驅動CAN總線故障診斷測試與分析[J].汽車實用技術，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。