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。
