一汽寶來(lái)BORA轎車CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的原理與故障診斷

1、一汽寶來(lái)BORA轎車CAN數(shù)據(jù)傳輸糸統(tǒng)的原理與故障診斷Pleasure Group Office T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-S一俺寶來(lái)(BORA )辭夕CAN數(shù)腸俸鏑務(wù)俊的岳理與敖障軫斷汽-大眾汽車有限公司生產(chǎn)的寶來(lái)(Bora)轎車，已于2001年12月9日上市，該車融合了許多高新技術(shù)，在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和舒適系 統(tǒng)中裝用了兩套CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(圖1),本文將對(duì)此系統(tǒng)加以介 紹。兩套CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)1發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元；2ABS控制單元；3、5、7、8車門控制單兀；4一自動(dòng)變速器控制單元；6中央控制單元1 CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)概述(1) 為什么要采用數(shù)據(jù)總線我們知道，汽

2、車兩塊電腦之間的信息傳遞，有幾個(gè)信號(hào)就要有幾 條信號(hào)傳輸線(信號(hào)傳輸線的接地端可以采用公共回路)，例如，寶來(lái) 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元J220與自動(dòng)變速器電控單元J217之間就需要有 5條信號(hào)傳輸線。如果傳遞信號(hào)項(xiàng)目多還需要更多的信號(hào)傳輸線，這 樣會(huì)導(dǎo)致電控單元針腳數(shù)增加、線路復(fù)雜、故障率增多及維修困難。(2) 什么是數(shù)據(jù)總線輛汽車不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電 控單元都只需引出兩條線共同接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù) 據(jù)總線。以前各電控單元之間好比有許多人騎著自行車來(lái)來(lái)往往，現(xiàn) 在是這些人乘坐公共汽車，公共汽車可以運(yùn)輸大量乘客，故數(shù)據(jù)總線 亦稱BUS線。什么是CAN協(xié)議電子計(jì)

3、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用電子語(yǔ)言來(lái)說(shuō)話，各電控單元必須使用和解讀 相同的電子語(yǔ)言，這種語(yǔ)言稱“協(xié)議”，汽車電腦網(wǎng)絡(luò)常見的傳輸協(xié)議 有數(shù)種。寶來(lái)車裝用博世公司產(chǎn)品，數(shù)據(jù)總線采用CAN協(xié)議，這個(gè)協(xié) 議是由福持、Internet與博世公司共同開發(fā)的高速汽車通信協(xié)議。CAN是Controller Area Network（控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）的縮寫，意思是 控制單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。（4）CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)總線與其他部件組合在一起就成為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，CAN數(shù)據(jù) 傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是： ）將傳感器信號(hào)線減至最少，使更多的傳感器信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù) 傳遞。（2）電控單元和電控單元插腳最小化應(yīng)用，節(jié)省電控單元的有限空 間

4、。如果系統(tǒng)需要增加新的功能，僅需軟件升級(jí)即可。（3）各電控單元的監(jiān)測(cè)對(duì)所連接的CAN總線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn) 故障該電控單元會(huì)存儲(chǔ)故障碼。CAN數(shù)據(jù)總線符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以便于一輛上不同廠家的電控單 元間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2 CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理(1) CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中每塊電腦的內(nèi)部增加了一個(gè)CAN控制器，一 個(gè)CAN收發(fā)器；每塊電腦外部連接了兩條CAN數(shù)據(jù)總線。在系統(tǒng)中作 為終端的兩塊電腦，其內(nèi)部還裝有一個(gè)數(shù)據(jù)傳遞終端(有時(shí)數(shù)據(jù)傳遞終 端安裝在電腦外部)。(2) 各部件功能 CAN控制器作用是接收控制單元中微處理器發(fā)出的數(shù)據(jù)，處理 數(shù)據(jù)并傳給CAN收發(fā)器。同時(shí)C

5、AN控制器也接收收發(fā)器收到的數(shù)據(jù)， 處理數(shù)據(jù)并傳給微處理器。 CAN收發(fā)器是一個(gè)發(fā)送器和接收器的組合，它將CAN控制器提 供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去，同時(shí)，它也接收總 線數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳到CAN控制器。 )數(shù)據(jù)傳遞終端實(shí)際是一個(gè)電阻器，作用是避免數(shù)據(jù)傳輸終了反 射回來(lái)，產(chǎn)生反射波而使數(shù)據(jù)遭到破壞。 CAN數(shù)據(jù)總線用以傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，分為CAN高位(CAN -high)和低位(CAN-low)數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)設(shè)有指定接收器，數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù) 據(jù)總線發(fā)送給各控制單元，各控制單元接收后進(jìn)行計(jì)算。為了防止外 界電磁波干擾和向外輻射，CAN總線采用兩條線纏繞在一起(圖2),兩 線條上的電位是

6、相反的，如果一條線的電壓是5 V,另一條線就是0 V,兩條線的電壓和總等于常值。通過(guò)這種辦法，CAN總線得到保護(hù)而 免受外界電磁場(chǎng)干擾，同時(shí)CAN總線向外輻射了保持中性，即無(wú)輻 射。圖2 CAN總線采用兩條線纏繞在一起（3）數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程例如：發(fā)動(dòng)機(jī)電腦向某電腦CAN收發(fā)器發(fā)送數(shù)據(jù)，該電腦CAN收發(fā)器接收到由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦傳來(lái)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換信號(hào)并發(fā)給本電腦的控制 器。CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的其他電腦收發(fā)器均接收到此數(shù)據(jù)，但是要判 斷此數(shù)據(jù)是否是所需要的數(shù)據(jù)，如果不是將忽略掉（圖3） o圖3數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程3動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（1）動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦（圖4）,它們是發(fā)

7、動(dòng)機(jī)、ABS/EDL 及自動(dòng)變速器電腦（動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū) 動(dòng)與組合儀表等電腦）。總線可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5 組、ABS/EDL電腦3組和自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500 kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要ms,每一電控單元 720 ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS/EDL電控單元 發(fā)動(dòng)機(jī)電 控單元自動(dòng)變速器電控單元。圖3動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)盡可能快速，以便及時(shí)利用數(shù) 據(jù)，所以需要一個(gè)高性能的發(fā)送器，高速發(fā)送器會(huì)加快點(diǎn)火系統(tǒng)間的 數(shù)據(jù)傳遞，這樣使接收到的數(shù)據(jù)立即應(yīng)用到下一個(gè)點(diǎn)火脈沖中去。CAN 數(shù)

8、據(jù)總線連接點(diǎn)通常置于控制單元外部的線束中，在特殊情況下，連 接點(diǎn)也可能設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元內(nèi)部。(2) CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障碼查詢可以使用VAG1551、VAG1552或VAS5051電腦診斷儀 分別進(jìn)入01、02、03地址，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL和自動(dòng)變速器電控單元進(jìn)行自 診斷，再進(jìn)入功能碼02查詢?nèi)龎K電控單元是否儲(chǔ)存CAN數(shù)據(jù)傳輸故障 碼。舉例：寶來(lái)車AUM發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元CAN數(shù)據(jù)傳輸故障碼 SAE碼P1626、VAG碼18034數(shù)據(jù)總線缺少來(lái)自自動(dòng)變速器 控制單元的信息。 SAE碼P1636、VAG碼18004數(shù)據(jù)總線缺少來(lái)自安全氣囊控 制單元的信息。 SAE碼P1648、VAG碼18

9、056數(shù)據(jù)總線損壞。 SAE碼P1649、VAG碼18057數(shù)據(jù)總線缺少來(lái)自ABS/EDL控 制單元的信息。 SAE碼P1650、VAG碼18058數(shù)據(jù)總線缺少來(lái)自組合儀表控 制單元的信息。 SAE碼P1682、VAG碼18090數(shù)據(jù)總線中來(lái)自ABS/EDL控制 單元的信號(hào)不可靠。 SAE碼P1683、VAG碼18091數(shù)據(jù)總線中來(lái)自安全氣囊控制 單元的信號(hào)不可靠。 SAE碼P1683、VAG碼18261數(shù)據(jù)總線中來(lái)自ABS/EDL控制單元的信號(hào)不可靠。(3) CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障診斷 診斷條件已查詢出CAN數(shù)據(jù)總線的一個(gè)故障碼。 必備工具儀表 檢測(cè)盒VAG1598/31.萬(wàn)用表VAG152

10、6.成套輔 助接線VAG1594和電路圖。 診斷步驟關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔開發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插頭，將 VAG1598/31插到控制單元，此時(shí)不要連接線束插頭。使用萬(wàn)用表測(cè)量 58針與60針之間的電阻，這是數(shù)據(jù)傳遞終端的電阻值，規(guī)定值為 60-72 Q,如不符合規(guī)定應(yīng)更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，如符合規(guī)定應(yīng)按照 電路圖測(cè)量數(shù)據(jù)總線的故障點(diǎn)。4.舒適CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(1)舒適CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接五塊控制單元，包括中央控制單元及四個(gè) 車門的控制單元。舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞有五個(gè)功能：中央門鎖、電動(dòng) 窗、照明開關(guān)、后視鏡加熱及自診斷功能?？刂茊卧母鳁l傳輸線以 星狀形成匯聚一點(diǎn)，這樣做的好處是

11、，如果一個(gè)控制單元發(fā)生故障， 其他控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使經(jīng)過(guò)車門的導(dǎo)線數(shù)據(jù)減少，線路變得簡(jiǎn)單。如果線路中 某處出現(xiàn)對(duì)地短路，對(duì)正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會(huì)立即轉(zhuǎn)為 應(yīng)急模式運(yùn)行或轉(zhuǎn)為單線模式運(yùn)行。四個(gè)車門控制單元都是由中央控 制單元控制，只需較少的自診斷線。數(shù)據(jù)總線以kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)傳遞大約需要1 ms,每個(gè)電控單元20 ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)(圖5)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋褐醒肟刂茊卧?駕駛員側(cè)車門控制單元 前排乘客側(cè)車門控制單元 左后 車門控制單元 右后車門控制單元。由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以用較 低的速率傳遞，所以發(fā)送器性能比動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送器的性能低。圖5數(shù)據(jù)總線發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔(2) CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障碼查詢可以使用VAG1551. VAG1552或VAS5051,進(jìn)入地址碼46,對(duì)舒適 系統(tǒng)控制單元進(jìn)行自診斷，進(jìn)入功能碼02查詢舒適系統(tǒng)中央控制單元 是否儲(chǔ)存故障碼。舉例：寶來(lái)舒適系統(tǒng)中央控制單元CAN數(shù)據(jù)傳輸故障碼 VAG碼01328舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線或控制單元