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新能源汽车CAN总线干扰定位与排除的几个方法


  来源: ZLG致远仪器 时间:2022-01-11 编辑:清风
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CAN总线的应用越来越广泛,工程师在不同工况下,如何快速实现故障定位呢?本文将介绍CAN网络故障带来的麻烦,以及快速定位故障的几种方法,可以帮您快速完成判断并进行选择。


新能源汽车的未来发展


现在大数据、物联网、智能家居等概念已经渗透进了千家万户,也渗透到了汽车工业的未来,典型例子就是汽车的自动化驾驶。


图1 车辆内通讯量随年份变化表


如图1所示,随着车辆实现的功能逐渐增多,整车的网络也越来越复杂,需要进行的通讯量也随着暴涨。为了面对数据传输量的暴增,未来新能源汽车将会逐步从现在有的CAN总线通讯逐步升级到CAN FD,来应对该变化。


故障常见现象


当CAN总线出现故障或数据传输异常时,往往会出现多种奇怪的故障现象,例如:

· 仪表板显示异常,不停跳变,与实际值;

· 车辆无法正常启动,启动后无法熄灭;

· 车辆某些电控系统功能失灵;

· 电机转动异常,动力供应变化巨大等。


CAN总线故障定位


CAN总线的故障问题绝大多数都是由于物理层传输出现问题导致的,所以为了对CAN总线故障定位,就需要对CAN总线的报文进行分析。


图2 CAN总线异常状态波形图


新能源汽车中常见的问题是干扰问题。如图2所示是使用我司CAN总线分析仪捕获到的某车辆通讯的波形,在进行CAN总线故障定位时,要根据波形情况来判定异常干扰的原因。


可以看到在CAN_H和CAN_L上均有异常共模信号叠加,所以针对异常共模信号做FFT频谱分析,帮助用户快速定位共模干扰频率。


图3 FFT分析结果


如图3所示为FFT分析结果,可以看到干扰主要集中在1264KHz附近,证明在该CAN总线网络中有某个节点产生了这个频率的信号,串扰进了CAN总线网络中,导致总线通讯发生异常。


图4 CAN总线网络示例图


如图4所示为该CAN总线网络的示例图,针对每个节点进行测试后发现该共模干扰频率与逆变器频率吻合,最终确定是由于逆变器信号串扰进入总线导致通讯异常。


干扰排除方法


当我们确定了CAN总线的故障原因以后,需要进行干扰排除,那么下面将介绍常用的抗干扰解决方案。


1、增加隔离模块

干扰不但影响信号,更严重的会导致板子死机或者烧毁,所以接口和电源的隔离是抗干扰的第一步。隔离的主要目的是:避免地回流烧毁电路板和限制干扰的幅度。如图5所示,未隔离时,两个节点的地电位不一致,导致有回流电流,产生共模信号,CAN的抗共模干扰能力是-12~7V,超过这个差值则出现错误,如果共模差超过±36V,烧毁收发器或者电路板。增加CTM隔离模块后,就隔绝了地回流,限制了干扰幅度,增加了总线抗干扰性。


图5 差分抗干扰示意图


2、增加双绞程度


CAN总线为了提高抗干扰能力,采用CANH和CANL差分传输,达到效果就是遇到干扰后,可以“同上同下”,最后CANH-CANL的差分值保持不变。如图6所示。


关键词:新能源汽车 CAN总线 干扰定位 排除    浏览量:574

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