汽车CAN总线故障案例分析

1、一、车型故障资料一辆2004年款帕萨特b51.8t轿车行驶6万公里使用期2年。该车在高速公路行驶时发生交通事故事故处理持 续了 3个多月时间处理完毕后将事故车拉到定点汽车修理厂进行碰撞修复工作。修 复后发现发动机无法正常运行在发动机起动2秒钟后就自动熄火。这种现象很象防 盗报警系统启动了但是防盗报警灯却始终没有点亮也无法重新对防盗系统进行兀配 o车主反映事故发生后发动机是能够起动运行的现在事故修好了发动机倒不能起动 了于是产生维修纠纷。故障车型情况一、车型故障资料在发动机控制单元能读到2 个故障码分别是18056表示动力系统数据总线通讯失败17978表示发动机控制单元被 防盗控制单元闭锁。在屮

2、央仪表控制单元和网关控制器内也存有01312号故障码表 示动力系统数据总线有故障或有缺陷。用诊断仪读到的相关故障信息如下图所示前 期检查情况诊断接口位置一、车型故障资料发动机控制单元显示的故障信息一、车 型故障资料仪表控制单元和网关控制器读到的同样的故障信息一、车型故障资料由 于发动机不能起动运行因此也无法对动态数据流进行分析并帮助查找其他故障端倪 。这家汽车修理厂是事故车定点维修企业飯金、喷涂的技术与装备实力较强但是对 于汽车“动力系统数据总线通讯失败''以及“总线缺陷''等故障以前从来没有接触过也 闹不清是怎么回事不知道从何下手解决故障问题。加之车主拒绝支付

3、维修费用于是 寻求专家门诊。前期处理情况前期处理情况一、车型故障资料课堂讨论1、根据诊 断仪读取的故障码你认为应从何处着手进行诊断修复工作2、多个控制器读到多个 故障码这些故障码相互z间有关联吗二、车载can总线与多路信息传输系统简要 介绍canca n总线介绍总线介绍can总线控制器局域网controllerareanetwork是由 徳国bosch公司首先制订推出的针对汽车电子控制领域的总线式串行数据通讯网络 。can总线应用不仅限于汽车工业在其他的工业领域如过程控制、工业流水线控 制、机器人等早已被广泛使用。can总线目前己经成为欧洲轿车的标准配置并已 经推广到美国和口本。国际标准化组织

4、iso己经认可can总线作为汽车应用领域的 工业标准如iso 11898ep为道路交通运输工具、数据信息交换、高速通信控制器局 域网的国际标准。二、车载can总线与多路信息传输系统简耍介绍相关介绍相关 介绍can can总线总线寻址寻址can总线根据内容进行数据寻址。每一条信息被赋予一条恒定 的标识符用于表明该信息的内容比如发动机转速。挂接在系统上的每一个单元先判 别是否含有其“接受列表"认可检查表中所列特定标识符并只对含有这种标识符的信 息进行处理。这意味着can总线在发送数据时不需要附带相应的单元地址而接口 操作与系统结构型式无关。二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍相关

5、 介绍相关介绍can can总线总线仲裁仲裁每个单元都会在总线空闲时尽快发送它的最高优先级信息。如果 几个单元同时向总线启动传输数据会产牛总线冲突。解决的方法是利用总线结构上 的“线与,的裁决功能。其结果是让最高优先级的信息最优先存取而且不会有时间或 数据位的损失。在总线仲裁中失败的单元会自动返冋到等待状态一旦总线空闲时再 次重复发送传输请求。二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍相关介绍 相关介绍can can总线总线数据格式数据格式采用数据帧格式向总线可传送每一帧低于130位的数据 o采用这种方式可以使下一次有可能非常紧急的数据传输排?拥却 奔渥嚏獭c慷 问莅 胁煌萸63 翟毓an总

6、线与多路信息传输系统简要介绍相关介绍相关介绍can can总线总线相关标准相关标准can2.0a确定了 can总线的标准格式can2.0b确定了 c an总线的标准和扩展两种格式iso11898为道路交通运输工具数据信息交换高速通信控制器局域网的国际标准。二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍在汽车上数据传输方式可以分为两 类1、传统的数据通讯方式如右图所示如果传递信号项目多还需要更多的信号传输 线这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。2、总线 数据传输方式如控制器局域网can总线controller areanetworko二、车载can总线与多路信息传输系统简

7、要介绍在传统的汽车数据传输 系统中每一信号均分配有一根信号线。随着车内电子控制器件的增多线束组件已经 复杂到难以管理的地步同吋各系统对系统之间数据传输要求也在不断增加这些都使 得传统的数据通讯方式已无法令人满意。因此在当前汽车中是通过类似右图所示的 线性总线形式来实现车内各电子控制系统z间的通讯。线性总线结构?？ ? ?控制 系统1通讯总线控制系统2控制系统3二、车载can总线与多路信息传输系统简要介 绍cancan总线网络在汽车上的布置总线网络在汽车上的布置低速can低速can 高速can高速canabs/稳定性控制abs/稳定性控制变速箱控制变速箱控制发动机 控制发动机控制发动机控制发动机

8、控制动力转向控制动力转向控制网关控制网关控 制门锁控制门锁控制安全气囊控制安全气囊控制天气感应控制天气感应控制电动车 窗控制电动车窗控制车灯控制车灯控制二、车载can总线与多路信息传输系统简 要介绍canca n总线的主要特点总线的主要特点良好的容错能力can总线采用“多 元主控"的线性总线结构下挂接多个相同优先级的ecu。可以避免在环型结构或星 型结构中岀现的某一个单元的失效而导致整个系统功能的崩溃的现象。？?可靠的数 据通讯质scan总线的通讯速度可调采用15位的循环冗余校验码确保数据传输质 量对数据帧结构和总线裁决均有严格的定义。？?满足不同的实时控制要求满足不 同的实时控制要

9、求can总线上的信息分成不同的优先级可满足不同的实时耍求高 优先级的数据最多可在134微秒内实现快速传输。？?方便的线束安装can总线线束 只有四根两根电源线两根数据线因此线束连接很方便并大量减少了导线数量。二、 车载can总线与多路信息传输系统简要介绍cancan数据传输系统的优点数据传 输系统的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数据总线与其它 部件组合在一起就成为数据传输系统cancan数据传输系统的数据传输系统的优 点是优点是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。 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。电控单元和电 控单元插脚最小化

10、应用节省电控单元的有限空间。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。如果系统需要增加新的功能仅需软件升级即可 o如果系统需要增加新的功能仅需软件升级即可。各电控单元的监测对所连接 的各电控单元的监测对所连接的canca n总线进行实时监测如出现故障该电控 单元总线进行实时监测如出现故障该电控单元会存储故障码注意是单独编码。会存 储故障码注意是单独编码。cancan数据总线符合国际标准以便于一辆车上 不同厂家的电控单元间进行数据数据总线符合国际标准以便于一辆车上不同厂家的 电控单元间进行数据交换。交换。二、车载can总线与多路信息传输系统简要介 绍两根数据线缠绕可防止电磁干扰c

11、an总线的特点1、传输速度快2、相关控制单元可共用传感器3、更少的线束、更小的 控制单元节省了空间4、可随时挂接其它控制单元实现功能扩展各网络控制单元数 据交换二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍根据实时控制的需要可以 给can总线设置成不同的通讯速度对应地汽车的can总线网络便可以分成两个通 讯网络低速网通讯速度不大于125kbps0前常用的在100k bps主要用于中央门锁自动门窗自动空调汽车定位等舒适系统。高速网通讯速度可 达1m bp泪前常用的在500kbps主要用于汽车动力控制系统如发动机管理系统自动变速箱制动防抱死装置等。 注高速网和低速网之间有一个网关控制器gateway

12、controller用于协调高低速网络之间的数据通讯。can can 总线总线数据传输速率数据传输速率二、车载can总线与多路信息传输系统简要 介绍can-驱动500 kbaudcan-舒适 100 kbaudcan-信息娱斥 100 kbaud三条数据总线can总线在audi a4 2001 的布置二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍can 数据总线网络连接部件及参与工作的控制器发动机控制单元自动变速器控制单元e sp控制单元安全气囊控制单元氧传感器美国转向角度传感器转向柱电气控制单元 多功能方向盘控制单元导航、电视等导航系统接口导航系统控制单元收音机车载电 话控制单元远程通讯、电话

13、控制单元卡片阅读器语音输入控制单元汽车电气控制单 元座椅调节控制单元停车辅助控制单元挂车识别控制单元空调控制单元驻车加热控 制单元轮胎压力监控控制单元舒适系统中央控制单元显示信息娱乐can bus舒适can bus驱动canbus二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍驱动驱动cancanhigh or/bk桔黑low or/bi桔棕舒适舒适cancanhigh or/gn桔绿low or/br桔棕信息娱乐信息娱乐cancanhigh or/vio桔紫low or/brfe棕can 数据总线连接链路外形二、车载can总线与多路信息传输系统简耍介绍舒适系统 数据总线orange-green信

14、息娱乐系统数据总线orange-violetcan 数据总线网络节点连接及安装位置中央线束连接星形接法驱动数据总线orange-blac k左侧a柱右侧a柱二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍总线接点can 数据总线接点及检查注意严禁使用刺线器穿刺双绞线测试波形而应当使用感应钳测 试。打开线束应离接点10cm以上。在此处打开100 mm总线接点二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍本地连接网络数据总 线lin特征传输速率最大192 kbd条线主色为紫色识别色主从控制管理借助于can舒适总线通过主控 制单元进行lin总线系统之间的数据交换自诊断通过主控制单元的地址码二、车 载can

15、总线与多路信息传输系统简耍介绍linbus数据总线主、从控制器原理从控 制器gt最多16个从控制器gt接收或传送与主控制器的查询或指定有关的数据主控制 器gt控制总线和协议gt控制哪些信息在哪个时间通过总线被发送gt把lin-bus和ca n-bus连接起来gt承担完整的故障处理及诊断lin-bus里的通讯只能借助主控制器二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍l in-bus数据总线诊断主控制器是诊断用的主控制器淇从控制器诊断的内容测量数据 块、执行元件测试、设定、故障存储器查询 在主控制器地址的帮助下被读出或激活。在儿次通讯无效的尝试后主控制器的故障 存储器里会产生一个故障记忆“控制单

16、元xy-无信号/通讯“lin-通讯在醒来的舒适系统can有效。在通讯断开时拔下插头通讯参与者的供电断路 主控制单元里产生一个故障存储二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍l in总线驱动器物理结构入 mvom ?clin-出 mlin-ger?tllin-ger?t 2lin-ger?t 31k30k30k30klin驱动器对地接通-0vlin显性电平0位优势毎个lin控制单元在总 线上可以设置显性电平对正极或负极短路lin总线不再工作.二、车载can总线与 多路信息传输系统简要介绍执行器和控制器间数据传输lin 控制器master空调操作显示单元lin执行器1 slave前风窗加热li

17、n 执行器2slave新鲜空气鼓风机实际转速值转速值1501/m鼓风机转速询问如果信息从 执行器slave控制器master传递肯定是master要求二、车载can总线与多路信息传 输系统简要介绍执行器和控制器间数据传输lin 控制器master空调操作显示单元lin执彳亍器1slave前风窗加热lin 执行器2slave新鲜空气鼓风机将转速提升至2001/m转速值2001/m设置鼓风机转速二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍媒体系统数据交换总线-most通讯 盒收音机语音操作系统数字音响广播dab电视调谐器带dvd的导航数字音响处理 电话/紧急呼叫网关主单元带cd的导航cd转换器特征

18、gt传输率21.2mbgt光纤传输gt实现声咅和图象数据的传输gt环形结构gt点火开关关断后要求环 路断路影响所有功能在环断路诊断和衰减仪的帮助下进行故障查找二、车载can 总线与多路信息传输系统简要介绍most-光纤的结构lwl1连接外壳2 插式连接头3光纤套管1 signal in2 signalout般的连接生产采用塑料连接套管在售后服务和返修工作中采用铜连接套管 光纤gt工作波长650 nmgt传送距离50米gt使用寿命至少15年gt适应温度从40 到85。（2二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍most-光纤的功能原理全反肘原理应用于光纤折射和光线从光纤管中溢出gt 岀现光线

19、损失可能原因光线错误的入射角插头故障或者光纤弯曲角度超过r25二、 车载can总线与多路信息传输系统简要介绍most-衰减增大的原因1超过限定的光纤弯曲角度2光纤外层损坏3端面被划伤4端面脏污5 端面配合错位6角度故障7两光纤之间有空隙8末端套管安装有误差二、车载can总 线与多路信息传输系统简要介绍most-光纤的弯曲保护为防止光纤超过允许最小弯曲角度采用波纹管套装到光纤上。r gt 25允许最小限弯曲角度r 20. 10功能受到影响r it5被损坏弯曲角度二、车载can总线与多路信息传输系统简要介绍帕萨特b51.8t轿车是采用canbus总线与多路信息传输系统网关控制器诊断总线二、车载c

20、an总线与多路信息传输系统简耍介绍帕萨特b51.8t轿车是采用can-bus总线与多路信息传输系统控制的车辆 整车有两套总线网 络系统 一套动力系统总线 一套舒适系统总线。动力系统总线连接发动机控制单 元、仪表控制单元、abs控制单元、安全气囊控制单元和自动变速器控制单元采 用总线型接法 如右图所示 经常在200-300kbps速率下工作 为高速网。舒适系统总线连接中央控制器、电控坐椅控制、自动 空调控制器以及音响控制器等常在70-80kbps速率下工作为低速网。本案例故障车型特点二、车载can总线与多路信息传 输系统简要介绍课堂讨论1、总线数据传输方式与传统的数据通讯方式相比较有何 优点2、

21、常见的总线系统有哪几种3、lin-bus数据总线能单独工作吗能直接输出故 障数据吗4、most总线主要用于哪个系统的数据交换三、can总线在行业应用与 职业教育培训的要点can总线是广泛应用于汽车工业制造、制造业流水线控制、 工业过程控制和机器人等领域的先进控制技术。相关知识涉及很广也很深甚至连一 些词汇如标识符、循环冗余、数据帧结构、总线仲裁、总线寻址等对于汽车服务业 来说都是比较陌牛的。在汽车维修服务和汽车职业教育中不一定需要全面掌握ca n总线的所有知识了解can总线的结构组成了解can总线系统的工作原理就可以了 o我们重点要掌握的是针对车载can总线与多路信息传输系统的故障分析、故障

22、诊断、系统维护与维修操作要领等。行业应用与职业教育培训重点1电控单元内增 加了can接收器、转发器和处理器在原电控系统各控制器间增加了两条双绞线减 少了大把的线束。2分动力、舒适和信息娱乐3套网络有总线型结构和环形结构两种 o 3采用网关控制器协调高低速网络之间的数据通讯。1、了解can总线的结构、 组成三、can总线在行业应用与职业教育培训的要点1连接多块电脑并相互传递数 据。2可以同时传递多组数据毎一电控单元720ms发送一次数据。3具有优先权顺序 o 2、了解can总线的工作原理三、can总线在行业应用与职业教育培训的要点三、can总线在行业应用与职业教育培训的要点11故障代码诊断分析与

23、普通的汽车 电控系统传感器、执行器故障码有所不故障代码诊断分析与普通的汽车电控系统传感器、执行器故障码有所不同如驱动总线缺乏来自同如驱动总线缺乏来自absabs 的信息的信息absabs控制单元未做匹配造成的集控制单元未做匹配造成的集团数 据总线通讯错误网关控制器不能通讯造成的。团数据总线通讯错误网关控制器不能 通讯造成的。22数据流分析与一般电控系统数据分析一样只是网络系统故障也会造 成数据流分析与一般电控系统数据分析一样只是网络系统故障也会造成相关数据发 生变化。相关数据发生变化。33波形分析这是判断波形分析这是判断cancan总 线系统链路故障的主要手段是通过示波器总线系统链路故障的主要

24、手段是通过示波 器以波形图的形式检查高速以波形图的形式检查高速cancan与低速与低速can can的工作情况。的工作情况。44控制器匹配、自适应调整这是汽车维修服务过 程中经常要做的事情。在控制器匹配、自适应调整这是汽车维修服务过程中经常要 做的事情。在没有采用没有采用cancan控制的汽车上电脑电控单元坏了我们买 一块新的换上就控制的汽车上电脑电控单元坏了我们买一块新的换上就可以了。而 现在许多车型更换电脑后不能马上工作还要对电脑进行编码、还要可以了。而现在 许多车型更换电脑后不能马上工作还要对电脑进行编码、还要对控制器或执行器做 自适应兀配等操作才能正常工作。对控制器或执行器做自适应兀配

25、等操作才能正常 工作。随着汽车电子技术的发展随着汽车电子技术的发展cancan总线技术在汽 车上运用越来越多也有向总线技术在汽车上运用越来越多也有向中、低档轿车覆盖 的趋势。了解汽车中、低档轿车覆盖的趋势。了解汽车cancan总线与多路信息 传输系统的结构原理总线与多路信息传输系统的结构原理特别是掌握特别是掌握c ancan总线的故障类型与分析、检修、操作方法是十分重要的也总线的故障类型 与分析、检修、操作方法是十分重要的也是汽车维修技师必须具备的素质。是汽车 维修技师必须具备的素质。3、掌握can总线的检测维护方法四、can总线与多路 信息传输系统的故障类型与分析汽车can总线与多路信息传输系统的故障有三类 。一类是电源故障由于电源系统电压低引起控制器无法正常工作。二类是节点故障 多路信息传输系统的节点为网络连接的各个电控单元因此节点故障即电控单元木身 有故障。三类是链路故障因多路信息传输系统的链路不畅通或物理性质被改变导致 数据无法正常通讯。can总线的故障分类环网自诊断线环网断路自诊断接口四、c an总线与多路信息传输系统的故障类型与分析1、电源故障汽车多路传输系统的核 心部分是含有通讯ic芯片的电控单元电控单元的正常工作电压一般在10.515 v的范 围内如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值就会使一些对工作电压要求较高的 电控单元出现短暂的停止工