赵鑫

北京飞机维修工程有限公司 北京 100621

1 CAN 总线定义

CAN总线即Controller Area Network控制器局域网，由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准（ISO1189⑧，是国际上应用最广泛的总线之一。它为串行通信协议，能有效支持具有很高安全等级的分布实时控制，CAN 的高性能和可靠性已被广泛认同，在航空、汽车、电子设备等行业中已广泛应用，使用CAN总线连接发动机控制组件，传感器，刹车系统等，其传输速度可达到1Mbit/S[1]。

2 CAN 总线的组成

2.1 CAN 总线数据的生成

CAN总线的数据分为模拟信号与数字信号，模拟信号由各系统上的传感器探测得到，并将所得信号进行模数转换，转为数字信号再送给系统上的控制组件，由其将生成的CAN报文发送到总线上。模拟信号一般显示在指针表上，如气压值等。数字信号相对简单，可直接由控制组件接收，然后将报文发到CAN总线上，如发动机诊断，组件温度等，一般用于系统内部的控制和计算，也会同步显示在各系统页面上。

2.2 CAN 信号线

CAN传输的两条信号线被称为CAN_H 和CAN_L。通电状态：CAN_H（2.5V）、CAN_L（2.5V）或CAN_L（3.5V）、CAN_H（1.5V）；断电状态：CAN_H、CAN_L之间应有60欧阻值（-10%/+20%）。

3 排故案例分析

因CAN总线有其自身特点，它的排故思路也有别与普通线路，下面举例说明。

3.1 故障简述

某飞机多次空中出现放行信息FQMS1+2，维护信息指向FQMS CAN B，即燃油管理系统CAN B信息。

3.2 故障分析

当复位驾驶舱头顶板复位跳开关后，放行信息可被清除，但在使用IRP面板加油时信息再现，且加油中断。后续还接连出现过IRP、TWDC（燃油箱数据集线器）等相关部件故障信息，在更换上述部件后测试系统均可通过，但起飞后还是会再现相关部件故障信息，且无规律可循，系统内部件的故障信息会不间断交替跳出，根据手册内描述并结合排故经验总结，造成此现象的应为CAN线路问题。按其设计原理分析，CAN总线上的所有系统部件，无论是哪一种架构，均从总线上获取各自所需信号，英文为Subscribers（即用户）。一旦CAN总线出现问题，如此次排故中测得出的两条信号线分别对地绝缘值仅180多欧，近似对地短路，就会造成总线发出错误的信号，各部件本身并不能识辨信号的对错，一旦获取到错误信号即会报出相应部件故障信息，CAN总线上信号由线路上所有设备共用，因此就会造成线路上各部件交替报出故障，复位跳开关只能对设备起到断电再上电的初始化作用，一旦系统再次探测到CAN总线上的故障，故障信息会立刻再现；线路故障本身就具有很大的隐蔽性和不可预测性，CAN总线又和普通线路有很大区别，因此很难一次性准确判断出故障源[2]。

3.3 排故经过

执行测量线路排故工作，在FQMS CAN B 所有设备都连接的状态下，在离IRP最近终端电阻处测量HI LO位之间阻值为55欧姆（符合标准）。测量HI端对地为64欧，LO端对地为16欧，标准为50欧到20兆欧之间。LO端已低于标准，HI端 虽在手册标准内，但从后续测量出的正常结果看，HI和 LO端的对地绝缘阻值均应在4兆欧以上才正常，由此可初步判断总线上有线路或部件内部有对地短路情况，按手册要求断开设备A，即距此终端电阻最近设备—IRP后，测量HI LO位之间阻值为55欧，符合标准，测量HI端对地为72欧，LO端对地仅为19欧，HI LO 端对地绝缘阻值均不好；在总线的CPIOM端的1133VH025终端电阻处测量HI LO位之间阻值为68欧，符合标准；测量HI端对地为187欧，LO端对地为167欧（标准为50欧至20兆欧之间）。对比不同终端电阻处所得阻值，可初步判断对地绝缘不好的线路或部件应更接近IRP所在区域（绝缘阻值更低）。随后按线路图查找并逐步缩小范围，最终锁定在右机身内的2565VC404插头处。

测量此插头到IRP线路通路和绝缘阻值均正常。随后测量此插头到2669VH100终端电阻间阻值，测得绝缘值180欧（标准＞50欧），但实际远低于正常绝缘值；随后分解插头退出此同轴钉，测量对地绝缘仅8欧，可判断此钉对地绝缘不好，更换此插钉后再次测量绝缘值为5.5兆欧，测试系统均工作正常，监控飞机后续未再反映此故障。

4 CAN 排故总结

（1）线路图中并联接入的TC（终端电阻）的作用是让传输线上的阻抗在终端处没有突变，此终端电阻也能方便工作者在执行排故量线工作时，更方便接近和测量线路，同时在线路的两端和中段一般都会设计有一个终端电阻，这也是为了工作者能更快的测量找出故障源。例如这次的FQMS CAN总线排故测量，在接近计算机端的终端电阻处测量出的CAN总线对地绝缘阻值要远大于实际故障的IRP附近插头处测量终端块对地绝缘阻值，即说明对地绝缘值更近似短路的终端电阻处更为接近实际故障位置。

（2）手册给出CAN总线的对地绝缘阻值范围为50欧与20兆欧之间，为何会给出这么宽泛的阻值范围呢，经后续对其他架构和章节的CAN总线排故测量对地绝缘值分析得出，不同架构和章节的线路因实际导线规格不同，所能达到的线路绝缘也是不同的，补充冷却系统的总线对地绝缘值应达到5兆欧以上，而发动机火警探测系统的总线对地绝缘值仅能达到163千欧以上，因此想得到所排系统绝缘准确值，必须做出对比测量，可在其他正常飞机同样位置测量取值，或不同环路之间测量取值来作对比，这样才能准确得知我们此次排故总线的对地绝缘值，从而减少误判，更准确的找出故障源[3]。

（3）在执行CAN总线对地绝缘测量时，需注意的是每次测量时对地的那根表笔不要更换，始终使用同一根表笔测量，这样能得出更准确的数值。还有就是用万用表是测不准CAN_H或CAN_L电压的，因为通电后CAN线上的电压在不停变化，而万用表的响应速度很慢，所测得电压是并不是当前电压，而是电压的有效值。