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

1、CAN-BUS汽車多路信息傳輸系統(tǒng)及其檢修技術(shù)李東江一汽寶來（BORA）轎車CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的原理與故障診斷一汽大眾汽車有限公司生產(chǎn)的寶來(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)，在動力傳動系統(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)，本文將對此系統(tǒng)加以介紹。圖1 兩套CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)1發(fā)動機(jī)控制單元；2ABS控制單元；3、5、7、8車門控制單元；4自動變速器控制單元；6中央控制單元1CAN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，汽車兩塊電腦之間的信息傳遞，有幾個信號就要有幾條信號傳輸線(信號傳輸線的接地端可以采用公共回路)，例如，寶來轎車

2、發(fā)動機(jī)電控單元J220與自動變速器電控單元J217之間就需要有5條信號傳輸線。如果傳遞信號項目多還需要更多的信號傳輸線，這樣會導(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)總線一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節(jié)點上，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來往往，現(xiàn)在是這些人乘坐公共汽車，公共汽車可以運輸大量乘客，故數(shù)據(jù)總線亦稱BUS線。(3)什么是CAN協(xié)議電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用電子語言來說話，各電控單元必須使用和解讀相同的電子語言，這種語言稱“協(xié)議”，汽車電腦網(wǎng)絡(luò)常見的傳輸協(xié)議有數(shù)種。

3、寶來車裝用博世公司產(chǎn)品，數(shù)據(jù)總線采用CAN協(xié)議，這個協(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)點是：將傳感器信號線減至最少，使更多的傳感器信號進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳遞。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。如果系統(tǒng)需要增加新的功能，僅需軟件升級即可。各電控單元的監(jiān)測對所連接的CAN總線進(jìn)行實時監(jiān)測，如出現(xiàn)故障該電控單元會存儲故障碼。CAN數(shù)據(jù)總線

4、符合國際標(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。2CAN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CAN控制器，一個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)部還裝有一個數(shù)據(jù)傳遞終端(有時數(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CAN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)化成電信號并通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去，同時，它也

5、接收總線數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳到CAN控制器。數(shù)據(jù)傳遞終端實際是一個電阻器，作用是避免數(shù)據(jù)傳輸終了反射回來，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(CANhigh)和低位(CANlow)數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)設(shè)有指定接收器，數(shù)據(jù)通過數(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。通過這種辦法，CAN總線得到保護(hù)而免受外界電磁場干擾，同時CAN總線向外輻射了保持中性，即無輻射。圖2 CAN總線采用

6、兩條線纏繞在一起(3)數(shù)據(jù)傳遞過程例如：發(fā)動機(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)動機(jī)電腦傳來的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換信號并發(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)。圖3 數(shù)據(jù)傳遞過程3動力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(1)動力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成動力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦(圖4)，它們是發(fā)動機(jī)、ABS/EDL及自動變速器電腦(動力CAN數(shù)據(jù)總線實際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動與組合儀表等電腦)?？偩€可以同時傳遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動機(jī)電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以5

7、00 kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25 ms，每一電控單元720 ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序為ABS/EDL電控單元發(fā)動機(jī)電控單元自動變速器電控單元。圖3 動力傳動系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線在動力傳動系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)盡可能快速，以便及時利用數(shù)據(jù)，所以需要一個高性能的發(fā)送器，高速發(fā)送器會加快點火系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞，這樣使接收到的數(shù)據(jù)立即應(yīng)用到下一個點火脈沖中去。CAN數(shù)據(jù)總線連接點通常置于控制單元外部的線束中，在特殊情況下，連接點也可能設(shè)在發(fā)動機(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、

8、03地址，對發(fā)動機(jī)、ABS/EDL和自動變速器電控單元進(jìn)行自診斷，再進(jìn)入功能碼02查詢?nèi)龎K電控單元是否儲存CAN數(shù)據(jù)傳輸故障碼。舉例：寶來1.8T車AUM發(fā)動機(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)總線缺少來自自動變速器控制單元的信息。SAE碼P1636、VAG碼18004數(shù)據(jù)總線缺少來自安全氣囊控制單元的信息。SAE碼P1648、VAG碼18056數(shù)據(jù)總線損壞。SAE碼P1649、VAG碼18057數(shù)據(jù)總線缺少來自ABS/EDL控制單元的信息。SAE碼P1650、VAG碼18058數(shù)據(jù)總線缺少來自組合儀表控制單元的信息。SAE碼P1682、VAG碼18090數(shù)

9、據(jù)總線中來自ABS/EDL控制單元的信號不可靠。SAE碼P1683、VAG碼18091數(shù)據(jù)總線中來自安全氣囊控制單元的信號不可靠。SAE碼P1683、VAG碼18261數(shù)據(jù)總線中來自ABS/EDL控制單元的信號不可靠。(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)總線的一個故障碼。必備工具儀表檢測盒VAG1598/31、萬用表VAG1526、成套輔助接線VAG1594和電路圖。診斷步驟關(guān)閉點火開關(guān)，拔開發(fā)動機(jī)控制單元插頭，將VAG1598/31插到控制單元，此時不要連接線束插頭。使用萬用表測量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6072 ，如不符合規(guī)定應(yīng)更換

10、發(fā)動機(jī)控制單元，如符合規(guī)定應(yīng)按照電路圖測量數(shù)據(jù)總線的故障點。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車門的控制單元。舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞有五個功能：中央門鎖、電動窗、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，這樣做的好處是，如果一個控制單元發(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)過車門的導(dǎo)線數(shù)據(jù)減少，線路變得簡單。如果線路中某處出現(xiàn)對地短路，對正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運行或轉(zhuǎn)為單線模式運行。四個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。

11、數(shù)據(jù)總線以62.5 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，每個電控單元20 ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)(圖5)。優(yōu)先權(quán)順序為：中央控制單元駕駛員側(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)送器性能比動力傳動系統(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存故障碼。舉例：寶來舒適系統(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