宝来总线原理.ppt

宝来CAN数据传输系统原理与故障诊断 制作 何庆伟2002年11月20日 前言在新型汽车上装用的电控系统越来越多 各电控系统之间需要用很多信号线连接 联线过多会带来弊端 对策是采用计算机网络方法 宝来 Bora 轿车融汇了许多高新技术 在动力传动系统和舒适系统中装用了两套CAN数据传输系统 1 CAN数据传输系统概述1 1为什么采用数据总线我们知道 汽车每个电脑之间有许多信号需要传递 一个信号需要两条导线构成回路 虽然所有信号的对地端可以采用一条公共导线 但随着传递信号的增多会使两块电脑之间连接线的数量越来越多 这样会带来电控单元针脚数增多 线路制作复杂 故障率增加 维修困难 1 2什么是数据总线一辆汽车不管有多少块电控单元 不管信息容量有多大 每台电控单元都引出两条线共同接在两个节点上 这两条导线就称作数据总线 以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往 现在是这些人乘坐公共汽车 公共汽车可以运输大量乘客 故数据总线亦称BUS线 1 3什么是CAN协议电子计算机网络用电子语言来说话 各电控单元必须使用和解读相同的电子语言 这种语言称 协议 汽车电脑网络常见的传输协议有数种 宝来车装用波许公司产品 数据总线采用CAN协议 这个协议是由福特 Internet 波许公司共同开发的高速汽车通信协议 CAN是ControllerAreaNetwork 控制单元区域网络 的缩写 意思是控制单元通过网络交换数据 1 4CAN数据传输系统优点数据总线与其它部件组合在一起就成为数据传输系统 CAN数据传输系统的优点是 a 将传感器信号线减至最少 使更多的传感器信号进行高速数据传递 b 电控单元和电控单元插脚最小化应用 节省电控单元的有限空间 c 如果系统需要增加新的功能 只需软件升级即可 d 各电控单元对所连接的CAN总线进行实时监测 如出现故障该电控单元会存储故障码 e CAN数据总线符合国际标准 便于一辆车上不同厂家生产的电控单元进行数据交换 2CAN数据传输系统构成及工作原理2 1CAN数据传输系统构成CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器 一个CAN收发器 每块电脑外部连接了两条CAN数据总线 在系统中作为终端的两块电脑 其内部装有一个数据传递终端 有时数据传递终端也可以安装在电脑外部 2 2各部件功能a CAN控制器作用是接收控制单元中微处理器发出的数据 处理数据并传给CAN收发器 同时CAN控制器也接收收发器收到的数据 处理数据并传给微处理器 b CAN收发器是一个发送器和接收器的组合 它将CAN控制器提供的数据转化为电信号并通过数据总线发送出去 同时 它接收总线数据 并将数据传到CAN控制器 c 数据传递终端实际是一个电阻器 作用是避免数据传输终了反射回来 产生反射波而使数据遭到破坏 d CAN数据总线用以传输数据的双向数据线 分为CAN高位 CAN high 和低位 CAN low 数据线 数据没有指定接收器 数据通过数据总线发送给各控制单元 各控制单元接收后进行计算 为了防止外界电磁波干扰和向外辐射 CAN总线采用两条线缠绕在一起 见图2 两条线上的电位总是不等的 如果一条线的电压是5V 另一条线的电压就是0V 两条线的电压之和总等于5V 可以看成两条线朝一个方向合起来流过一个稳定的直流电流 通过该种办法CAN总线得到类似屏蔽护套线的保护作用 免遭外界电磁场干扰 CAN总线向外辐射也保持中性 即没有电磁场辐射 2 3数据传递过程例如 发动机电脑向某电脑CAN收发器发送数据 某电脑CAN收发器接收到由发动机电脑传来的数据 转换信号并发给本电脑的控制器 CAN数据传输系统的其它电脑收发器均接收到此数据 但是要检查判断此数据是否是所需要的数据 如果不是将忽略掉 2 4数据内容CAN数据总线在极短的时间里完成一组数据传递 每组数据最多由108位组成 可以将其分为7部分 每一部分位数的多少由数据域的大小决定 见图3 一位 是信息的最小单位 指此时的电路状态 在电子学中 一位 只有 0 或 1 两个值 也就是说只有0伏或5伏两个状态 a 开始域 1位 标志数据传输开始 此时CAN高位传输线为5伏电压 低位传输线为0伏电压 b 状态域 11位 判断数据中的优先权 举例说明 如果两个控制单元同时发送各自的数据 接收控制单元对较高优先权的发送控制单元优先接收 c 检查域 6位 显示数据域中所包含的信息项目数 接收控制单元的接收器依据此项目数检查是否已经接收到所有传递过来的信息 d 数据域 最大64位 是发送控制单元传递给接收控制单元的所有信息 e 安全域 16位 发送控制单元检测传递数据中是否有错误 f 确认域 2位 在确认域中 是由发送控制单元的发送器发出信号 通知接收控制单元的接收器 告知已经正确发送 如果接收器检查出错误 则立即通知发送器 发送器则再发送一次数据 g 结束域 7位 标志数据传递结束 也是发送器检查错误和再次发送数据的最后一次机会 3动力CAN数据传输系统的故障诊断3 1动力CAN数据传输系统的组成动力CAN数据总线连接三块电脑 见图4 它们是发动机 ABS EDL 自变箱电脑 动力CAN数据总线实际还可以连接安全气囊 四轮驱动 组合仪表等电脑 总线可以同时传递10组数据 发动机电脑5组 ABS EDL电脑3组 自变箱电脑2组 数据总线以500Kbit s速率传递数据 每一数据组传递大约需要0 25ms 每一电控单元每7 20ms发送一次数据 优先权顺序为ABS EDL电控单元 发动机电控单元 自变箱电控单元 3 2CAN数据传输系统故障码查询可以使用V A G1551 V A G1552或VAS5051 分别进入发动机地址码01 自动变速箱地址码02 ABS EDL地址码03 对电控单元进行自诊断 再进入功能码02查询三块电控单元中是否存储有关CAN数据传输的故障码 下面是宝来1 8T轿车 发动机控制单元可能存储的CAN数据传输故障码 SAE码P1626 V A G码18034 数据总线缺少来自自动变速器控制单元的信息 SAE码P1636 V A G码18004 数据总线缺少来自安全气囊控制单元的信息 SAE码P1648 V A G码18056 数据总线损坏 SAE码P1649 V A G码18057 数据总线缺少来自ABS EDL控制单元的信息 SAE码P1650 V A G码18058 数据总线缺少来自组合仪表控制单元的信息 SAE码P1682 V A G码18090 数据总线中来自ABS EDL控制单元的信号不可靠 SAE码P1683 V A G码18091 数据总线中来自安全气囊控制单元的信号不可靠 SAE码P1853 V A G码18261 数据总线中来自ABS EDL控制单元的信号不可靠 3 3CAN数据传输系统故障诊断a 诊断条件 已查询出有关CAN数据总线的故障码 b 必备工具仪表 检测盒V A G1598 31 万用表V A G1526 成套辅助接线V A G1594 全车电路图 c 诊断步骤 关闭点火开关 拔开发动机控制单元插头 将V A G1598 31插到控制单元 此时不要连接线束插头 使用万用表测量58针与60针之间的电阻 这是数据传递终端的电阻值 规定值为60 72 如不符合规定应更换发动机控制单元 如符合规定 参照电路图先决定要测量的点 然后使用万用表对数据总线进行测量以确定故障点的位置 4舒适CAN数据传输系统的故障诊断4 1舒适CAN数据传输系统的组成舒适CAN数据总线连接五块控制单元 包括中央控制单元及四个车门的控制单元 舒适CAN数据传递有五个功能 中央门锁 电动窗 照明开关 后视镜加热及自诊断功能 控制单元的各条传输线以星状形式汇聚一点 这样做的好处是 如果一个控制单元发生故障 其它控制单元仍可发送各自的数据 该系统使经过车门的导线数量减少 线路变得简单 如果线路中某处出现对地短路 对正极短路或线路间短路 CAN系统会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行 四个车门控制单元都由中央控制单元控制 只需要中央控制单元的一条自诊断线就足够了 数据总线以62 5Kbit s速率传递数据 每一组数据传递大约需要1ms 每个电控单元每20ms发送一次数据 优先权顺序为 中央控制单元 司机侧车门控制单元 前排乘客侧车门控制单元 左后车门控制单元 右后车门控制单元 由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递 所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能低 4 2CAN数据传输系统故障码查询可以使用V A G1551 V A G1552或VAS5051 进入地址码46 对舒适系统控制单元进行自诊断 进入功能码02查询舒适系统中央控制单元是否储存故障码 下面是宝来轿车舒适系统中央控制单元可能存储的CAN数据传输故障码 V A G码01328 舒适系统数据总线或控制单元存在故障V A G码01329 舒适系统数据总线处于紧急模式 4 3CAN数据传输系统故障诊断a 诊断条件 已查询出有关CAN数据总线的故障码 b 必备工具仪表 万用表V A G1526 全车电路图 c 诊断步骤 参照电路图先决定要测量的点 然后使用万用表对数