查找CAN總線故障的方法

CAN總線的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，在帶來(lái)便利的同時(shí)，也為工程師們故障排查增加了難度，所以本文主要給大家介紹了找到CAN總線（故障）節(jié)點(diǎn)的三種辦法。

一、 將所有節(jié)點(diǎn)都拔掉，依次往上接。

當(dāng)CAN總線出現(xiàn)故障后將所有節(jié)點(diǎn)都拔掉，之后一個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)往上接，接到系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)，即找到最后一個(gè)插入節(jié)點(diǎn)為故障節(jié)點(diǎn)。如下這種情況，圖1為新能源車控制總線，車輛啟動(dòng)后儀表顯示滯后，顯示錯(cuò)誤。導(dǎo)致司機(jī)判斷延遲與錯(cuò)誤，影響交通安全。將所有節(jié)點(diǎn)拔掉之后，采用此方法挨個(gè)節(jié)點(diǎn)往上接，直到電機(jī)控制器接到總線上出現(xiàn)了通信故障，初步判斷為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的強(qiáng)干擾，串?dāng)_到CAN總線上，導(dǎo)致幀錯(cuò)誤增加，重發(fā)頻繁，正確數(shù)據(jù)不能及時(shí)到達(dá)。

圖1 新能源車控制總線

二、 根據(jù)電平特征，找到出錯(cuò)節(jié)點(diǎn)方位

我們接著上面的案例按照此方法驗(yàn)證，下圖2是我們使用CANScope接方向盤下的 OBD 接口測(cè)試的錯(cuò)誤幀波形圖。

圖2 錯(cuò)誤幀的波形圖

從藍(lán)色標(biāo)記可以看到，ACK 應(yīng)答后，先有一個(gè)低臺(tái)階，再二次抬高的錯(cuò)誤幀。此錯(cuò)誤標(biāo)志是由主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志+錯(cuò)誤標(biāo)志疊加而成，二次抬高的是 6 個(gè)連續(xù)顯性電平，因某節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤后全局通知，各節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤標(biāo)志疊加造成的。也就是說車網(wǎng)絡(luò)上有某一 CAN 節(jié)點(diǎn)較容易受到干擾，出現(xiàn)局部錯(cuò)誤。

如何快速分析出錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)呢？使用CANScope 接入車前端的 OBD 接口和車尾部的電機(jī)控制器分別測(cè)試，結(jié)果如圖 3 所示：

圖3 共模干擾對(duì)比

由上圖所示，在 OBD 接口測(cè)試的共模幅值為 700 多 mV，在電機(jī)控制器節(jié)點(diǎn)測(cè)試的共模幅值為 1.3V 左右，同時(shí)可看到周期性的干擾脈沖。通過對(duì)異常共模信號(hào)做 FFT 頻譜分析，快速定位共模干擾頻率，測(cè)試結(jié)果如圖4 所示：

圖4 干擾頻率

測(cè)試出的干擾頻率與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器頻率吻合，推斷為驅(qū)動(dòng)器逆變產(chǎn)生的巨大電流形成強(qiáng)干擾，串?dāng)_到 CAN 總線上，導(dǎo)致距離其較近的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)局部錯(cuò)誤。

三、 用多路CAN卡查找故障節(jié)點(diǎn)

如圖5所示，使用的USBCAN-8E-U通過USB接入CAN網(wǎng)絡(luò)，最高可對(duì)8路CAN總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步監(jiān)聽、采集數(shù)據(jù)。

圖5 CAN卡監(jiān)測(cè)

并配合上位機(jī)一體化分析流程，可追溯數(shù)據(jù)錯(cuò)誤來(lái)源，如圖6所示，框1是原始報(bào)文，框2是錯(cuò)誤信息，框3是統(tǒng)計(jì)信息，可對(duì)總線深入診斷分析，找出故障節(jié)點(diǎn)。

圖6 CAN視圖