模塊二 汽車CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)

課題一汽車CAN總線系統(tǒng)概述◆了解汽車CAN總線的定義。◆熟悉數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的類型、組成及工作原理。◆掌握CAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組成結(jié)構(gòu)及其優(yōu)先級(jí)的判定方法。隨著汽車上控制單元的增加，信號(hào)傳輸線必然會(huì)隨之增加。車門(mén)控制單元完成全部控制功能需要45根線和9個(gè)插頭，如圖所示2-1-1。這樣會(huì)使電控單元針腳數(shù)增加、線路復(fù)雜、故障率增多、維修困難。而安裝了CAN總線系統(tǒng)的信號(hào)傳輸線數(shù)量相對(duì)減少很多，如圖2-1-2所示。圖2-1-1未安裝CAN總線系統(tǒng)

圖2-1-2已安裝CAN總線系統(tǒng)

一、CAN總線的定義圖2-1-3CAN總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)CAN－ControllerAreaNetwork（控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）的縮寫(xiě)，意思是控制單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。這是因?yàn)殡娮佑?jì)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)言即“協(xié)議”。CAN協(xié)議是由福特、Internet、波許公司共同開(kāi)發(fā)的高速汽車通信協(xié)議。二、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的類型圖2-1-4汽車通信網(wǎng)絡(luò)通常汽車采用動(dòng)力、舒適、通信三套通信網(wǎng)絡(luò)。每套網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率不同，每套網(wǎng)絡(luò)的總線分別與網(wǎng)關(guān)服務(wù)器相連，如圖2-1-4所示。圖2-1-5網(wǎng)關(guān)原理與鐵路系統(tǒng)比較三、動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成及工作原理1．CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成2．各部件功能(1)CAN控制器（2)CAN收發(fā)器

(3)數(shù)據(jù)傳遞終端(4)CAN數(shù)據(jù)總線4．?dāng)?shù)據(jù)內(nèi)容3．?dāng)?shù)據(jù)傳遞過(guò)程圖2-1-8108位數(shù)據(jù)組

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)；某電腦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)，但是要檢查判斷此數(shù)據(jù)是否是所需要的數(shù)據(jù)，如果不是，將它忽略掉。四、舒適CAN數(shù)據(jù)總線1．舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的優(yōu)點(diǎn)（1）若一個(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)（2）通過(guò)車門(mén)聯(lián)接所確定的線路較少（3）如果出現(xiàn)對(duì)地短路、對(duì)正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會(huì)轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運(yùn)行和轉(zhuǎn)為單線模式運(yùn)行（4）由于故障自診斷完全由中央控制單元控制，所以只需要較少的自診斷線。

（5）由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以較低的速率傳遞，所以發(fā)送器只需較低的功率。系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的速率為62.5kbit/s。這意味著它以0~125kbit/s的速率范圍（低速狀態(tài)）傳輸。一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)告?zhèn)鬟f大約需要1ms。2．舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線傳遞數(shù)據(jù)的功能（1）中央門(mén)鎖控制功能。（2）電動(dòng)窗控制功能。（3）照明開(kāi)關(guān)控制功能。（4）電動(dòng)調(diào)節(jié)和加熱后視鏡控制功能。（5）防盜控制功能。（6）故障自診斷功能。3．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(mén)的控制單元?？刂茊卧母鳁l傳輸線以星狀形式匯聚一點(diǎn)，這樣做的好處是如果一個(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)。圖2-1-9舒適系統(tǒng)的傳送信號(hào)圖2-1-10控制單元的優(yōu)先權(quán)順序4．舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線控制單元電路圖圖2-1-11舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線控制單元電路圖J386-駕駛員側(cè)車門(mén)控制單元J387-前乘員側(cè)車門(mén)控制單元J388-左后車門(mén)控制單元J388J389-右后車門(mén)控制單元J389J393-舒適系統(tǒng)中央控制單元J393S37-30號(hào)線保險(xiǎn)絲-電動(dòng)窗S38-30號(hào)線保險(xiǎn)絲-中央門(mén)鎖S6-15號(hào)線保險(xiǎn)絲-中央控制單元S14-30號(hào)線保險(xiǎn)絲-中央控制單元課題二汽車CAN總線系統(tǒng)的工作過(guò)程與原理◆了解CAN數(shù)據(jù)總線終端的相關(guān)內(nèi)容?！粽莆掌嘋AN總線系統(tǒng)的工作過(guò)程?！粽莆掌嘋AN總線系統(tǒng)的工作原理（數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程）。車載網(wǎng)絡(luò)的信息是如何通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)哪?？圖2-2-1汽車CAN總線系統(tǒng)一、CAN數(shù)據(jù)總線終端圖2-2-2驅(qū)動(dòng)總線中的負(fù)載電阻1．舒適系統(tǒng)中的CAN數(shù)據(jù)總線（1）控制中央鎖。（2）控制電動(dòng)車窗。（3）控制開(kāi)關(guān)照明。（4）控制后視鏡的電子調(diào)整和加熱。（5）自診斷功能。圖2-2-3舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線2．舒適系統(tǒng)的傳輸內(nèi)容功能狀態(tài)信息比特組合比特5比特4比特3比特2比特1比特值中央鎖基本-狀態(tài)安全鎖定門(mén)未鎖門(mén)已鎖未鎖信號(hào)錯(cuò)誤，輸入傳感器狀態(tài)錯(cuò)誤

0伏，0伏，0伏0伏，0伏，5伏0伏，5伏，0伏0伏，5伏，5伏5伏，0伏，0伏5伏，0伏，5伏5伏，5伏，0伏5伏，5伏，5伏000001010011100101110111電動(dòng)車窗運(yùn)動(dòng)中未運(yùn)動(dòng)未超出范圍全關(guān)閉確認(rèn)0伏，0伏0伏，5伏5伏，0伏5伏，5伏

000110113．舒適/信息娛樂(lè)系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的物理電平圖2-2-4駕駛員側(cè)車門(mén)控制單元數(shù)據(jù)電壓值舉例圖2-2-5舒適/信息娛樂(lè)系統(tǒng)總線的物理電平4．舒適/信息娛樂(lè)系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的邏輯電平圖2-2-6舒適/信息娛樂(lè)系統(tǒng)總線的邏輯電平二、CAN總線系統(tǒng)的工作過(guò)程圖2-2-7CAN數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程1．提供數(shù)據(jù)——控制單元2向CAN控制器提供用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。2．發(fā)出數(shù)據(jù)——CAN收發(fā)器從CAN控制器處接收數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)出。3．接收數(shù)據(jù)——所有與CAN數(shù)據(jù)總線一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的控制單元成為接收器。4．檢驗(yàn)數(shù)據(jù)——各控制單元對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否是其功能所需。5．認(rèn)可數(shù)據(jù)——控制單元如果所接受的數(shù)據(jù)是重要的、有用的，數(shù)據(jù)將被認(rèn)可并處理，反之則將其忽略。三、CAN總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的工作原理圖2-2-8CAN數(shù)據(jù)總線的工作原理示意圖圖2-2-10信息發(fā)送與接收?qǐng)D2-2-11串行比特流◆了解CAN數(shù)據(jù)總線常見(jiàn)的故障類型?！羰煜AN數(shù)據(jù)總線故障診斷步驟?！粽莆战K端電阻的測(cè)量方法?！粽莆誄AN系統(tǒng)常見(jiàn)故障的波形檢測(cè)方法。課題三汽車CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)常見(jiàn)故障與檢修2013年新款帕薩特，由于事故原因?qū)е萝嚿砑败囬T(mén)整形維修。維修結(jié)束后，

用鑰匙打開(kāi)車門(mén)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法發(fā)動(dòng)，且對(duì)車輛上鎖時(shí)，車輛小燈常亮不熄滅。查看電路控制原理圖（見(jiàn)圖2-3-1），試問(wèn)該故障是由什么原因引起的？應(yīng)該如何排除故障？另外，車內(nèi)小燈的開(kāi)啟、熄滅的控制方式是什么？有幾種控制形式？

圖2-3-1電路控制原理圖一、CAN數(shù)據(jù)總線故障的類型裝有CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)的車輛出現(xiàn)故障，維修人員應(yīng)首先檢測(cè)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)是否正常。因?yàn)槿绻嗦沸畔鬏斚到y(tǒng)有故障，則整個(gè)汽車多路信息傳輸系統(tǒng)中的有些信息將無(wú)法傳輸，接收這些信息的電控模塊將無(wú)法正常工作，從而為故障診斷帶來(lái)困難。對(duì)于汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的維修，應(yīng)根據(jù)多路信息傳輸系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和控制回路具體分析。一般說(shuō)來(lái)，引起汽車多路信息傳輸系統(tǒng)故障的原因有三種：一是無(wú)法通訊，該類型故障一般是汽車電源系統(tǒng)引起達(dá)到；二是汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路故障；三是汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)故障。二、CAN總線故障診斷步驟1．了解該車型的汽車多路傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)，包括：傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)及汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式等。2．汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的功能，如有無(wú)喚醒功能和休眠功能等。3．檢查汽車電源系統(tǒng)是否存在故障，如交流發(fā)電機(jī)的輸出波形是否正常（若不正常將導(dǎo)致信號(hào)干擾等故障）等。4．檢查汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路是否存在故障，采用替換法或采用跨線法進(jìn)行檢測(cè)。5．如果是節(jié)點(diǎn)故障，只能采用替換法進(jìn)行檢測(cè)。三、終端電阻的測(cè)量方法圖2-3-2終端電阻的測(cè)量方法四、CAN數(shù)據(jù)總線的波形檢測(cè)方法1．以CAN驅(qū)動(dòng)總線為例，對(duì)CAN系統(tǒng)的波形進(jìn)行檢測(cè)分析圖2-3-3CAN低線導(dǎo)線中的開(kāi)路（1）故障1：CAN數(shù)據(jù)總線的導(dǎo)線斷路（CAN-Low線）。故障顯示：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元CAN-Low線開(kāi)路，如圖2-3-3所示。（2）故障2：CAN-Low線對(duì)蓄電池短路。故障描述：CAN-Low線故障在于蓄電池電壓，如圖2-3-4所示。圖2-3-4連接到蓄電池電壓的CAN低線（3）故障3：一個(gè)或多個(gè)控制單上的CAN-High線和CAN-Low線裝混了（見(jiàn)圖2-3-5）。診斷內(nèi)容為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元無(wú)信號(hào)/通信。

圖2-3-5CAN高線和CAN低線裝混了2．以CAN舒適總線為例，對(duì)舒適系統(tǒng)進(jìn)行波形分析、講解（1）故障1：一條CAN導(dǎo)線對(duì)蓄電池正極短路診斷結(jié)果為舒適數(shù)據(jù)總線單線模式，在測(cè)量數(shù)據(jù)塊內(nèi)顯示所有控制單元都處于單線模，如圖2-3-6所示。

（2）故障2：某條CAN導(dǎo)線對(duì)地短路，診斷結(jié)果為數(shù)據(jù)總線處于單線模式。圖2-3-7當(dāng)CAN高線信號(hào)對(duì)地路時(shí)的CAN低線信號(hào)

（3）故障3：CAN-High對(duì)CAN-Low線