查找CAN总线故障的方法

CAN总线的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持，在带来便利的同时，也为工程师们故障排查增加了难度，所以本文主要给大家介绍了找到CAN总线（故障）节点的三种办法。

一、 将所有节点都拔掉，依次往上接。

当CAN总线出现故障后将所有节点都拔掉，之后一个一个节点往上接，接到系统出错时，即找到最后一个插入节点为故障节点。如下这种情况，图1为新能源车控制总线，车辆启动后仪表显示滞后，显示错误。导致司机判断延迟与错误，影响交通安全。将所有节点拔掉之后，采用此方法挨个节点往上接，直到电机控制器接到总线上出现了通信故障，初步判断为电动机运行产生的强干扰，串扰到CAN总线上，导致帧错误增加，重发频繁，正确数据不能及时到达。

图1 新能源车控制总线

二、 根据电平特征，找到出错节点方位

我们接着上面的案例按照此方法验证，下图2是我们使用CANScope接方向盘下的 OBD 接口测试的错误帧波形图。

图2 错误帧的波形图

从蓝色标记可以看到，ACK 应答后，先有一个低台阶，再二次抬高的错误帧。此错误标志是由主动错误标志+错误标志叠加而成，二次抬高的是 6 个连续显性电平，因某节点错误后全局通知，各节点错误标志叠加造成的。也就是说车网络上有某一 CAN 节点较容易受到干扰，出现局部错误。

如何快速分析出错误节点呢？使用CANScope 接入车前端的 OBD 接口和车尾部的电机控制器分别测试，结果如图 3 所示：

图3 共模干扰对比

由上图所示，在 OBD 接口测试的共模幅值为 700 多 mV，在电机控制器节点测试的共模幅值为 1.3V 左右，同时可看到周期性的干扰脉冲。通过对异常共模信号做 FFT 频谱分析，快速定位共模干扰频率，测试结果如图4 所示：

图4 干扰频率

测试出的干扰频率与电机驱动器频率吻合，推断为驱动器逆变产生的巨大电流形成强干扰，串扰到 CAN 总线上，导致距离其较近的节点出现局部错误。

三、 用多路CAN卡查找故障节点

如图5所示，使用的USBCAN-8E-U通过USB接入CAN网络，最高可对8路CAN总线的数据进行同步监听、采集数据。

图5 CAN卡监测

并配合上位机一体化分析流程，可追溯数据错误来源，如图6所示，框1是原始报文，框2是错误信息，框3是统计信息，可对总线深入诊断分析，找出故障节点。

图6 CAN视图