汽車CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的原理及其故障診斷

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.一汽寶來（BORA）轎車車CAN數(shù)據(jù)據(jù)傳輸系系統(tǒng)的原原理與故故障診斷斷一汽大眾眾汽車有有限公司司生產(chǎn)的的寶來(Boora)轎車，已已于20001年12月9日上市市，該車車融合了了許多高高新技術(shù)術(shù)，在動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)和和舒適系系統(tǒng)中裝裝用了兩兩套CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)(圖1)，本文文將對(duì)此此系統(tǒng)加加以介紹紹。圖1 兩兩套CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)1發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)控制單單元；2ABS控制單單元；3、5、7、8車門控控制單元元；4自動(dòng)變變速器控控制單元元；6中央控控制單元元

2、1CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)概述(1)為什么么要采用用數(shù)據(jù)總總線我們知知道，汽汽車兩塊塊電腦之之間的信信息傳遞遞，有幾幾個(gè)信號(hào)號(hào)就要有有幾條信信號(hào)傳輸輸線(信號(hào)傳傳輸線的的接地端端可以采采用公共共回路)，例如如，寶來來轎車發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)電電控單元元J2220與自動(dòng)動(dòng)變速器器電控單單元J2117之間就就需要有有5條信號(hào)號(hào)傳輸線線。如果果傳遞信信號(hào)項(xiàng)目目多還需需要更多多的信號(hào)號(hào)傳輸線線，這樣樣會(huì)導(dǎo)致致電控單單元針腳腳數(shù)增加加、線路路復(fù)雜、故故障率增增多及維維修困難難。(2)什么是是數(shù)據(jù)總總線一輛汽汽車不管管有多少少塊電控控單元，不不管信息息容量有有多大，每每塊電控控單元都都只需引引出兩條條線共同接在在兩個(gè)

3、節(jié)節(jié)點(diǎn)上，這這兩條導(dǎo)導(dǎo)線就稱稱作數(shù)據(jù)據(jù)總線。以以前各電電控單元元之間好好比有許許多人騎騎著自行行車來來來往往，現(xiàn)現(xiàn)在是這這些人乘乘坐公共共汽車，公公共汽車車可以運(yùn)運(yùn)輸大量量乘客，故數(shù)據(jù)總線亦稱BUS線。(3)什么是CAN協(xié)議電子計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)用電電子語(yǔ)言言來說話話，各電電控單元元必須使使用和解解讀相同同的電子子語(yǔ)言，這這種語(yǔ)言言稱“協(xié)議”，汽車車電腦網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)常見見的傳輸輸協(xié)議有有數(shù)種。寶寶來車裝裝用博世世公司產(chǎn)產(chǎn)品，數(shù)數(shù)據(jù)總線線采用CAN協(xié)議，這這個(gè)協(xié)議議是由福福持、Intternnet與博世世公司共共同開發(fā)發(fā)的高速速汽車通通信協(xié)議議。CAN是Conntroolleer AAreaa Neetw

4、oork(控制單元區(qū)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)絡(luò))的縮寫寫，意思思是控制制單元通通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)交換數(shù)數(shù)據(jù)。(4)CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)總總線與其其他部件件組合在在一起就就成為數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸系統(tǒng)，CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：將傳傳感器信信號(hào)線減減至最少少，使更更多的傳傳感器信信號(hào)進(jìn)行行高速數(shù)數(shù)據(jù)傳遞遞。電控控單元和和電控單單元插腳腳最小化化應(yīng)用，節(jié)節(jié)省電控控單元的的有限空空間。如果果系統(tǒng)需需要增加加新的功功能，僅僅需軟件件升級(jí)即即可。各電電控單元元的監(jiān)測(cè)測(cè)對(duì)所連連接的CAN總線進(jìn)進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如如出現(xiàn)故故障該電電控單元元會(huì)存儲(chǔ)儲(chǔ)故障碼碼。CAAN數(shù)據(jù)總總線符合合國(guó)際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以以便于一一輛上不不同廠家

5、家的電控控單元間進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)交換。2CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成及及工作原原理(1)CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)中每塊塊電腦的的內(nèi)部增增加了一一個(gè)CAN控制器器，一個(gè)個(gè)CAN收發(fā)器器；每塊塊電腦外外部連接接了兩條條CAN數(shù)據(jù)總總線。在在系統(tǒng)中中作為終終端的兩兩塊電腦腦，其內(nèi)內(nèi)部還裝裝有一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)傳傳遞終端端(有時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)傳遞遞終端安安裝在電電腦外部部)。(2)各部件件功能CAAN控制器器作用是是接收控控制單元元中微處處理器發(fā)發(fā)出的數(shù)數(shù)據(jù)，處處理數(shù)據(jù)據(jù)并傳給給CAN收發(fā)器器。同時(shí)時(shí)CAN控制器器也接收收收發(fā)器器收到的的數(shù)據(jù)，處處理數(shù)據(jù)據(jù)并傳給給微處理理器。CAAN收發(fā)器器是

6、一個(gè)個(gè)發(fā)送器器和接收器的組組合，它它將CAN控制器器提供的的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成電電信號(hào)并并通過數(shù)數(shù)據(jù)總線線發(fā)送出出去，同同時(shí)，它它也接收收總線數(shù)數(shù)據(jù)，并并將數(shù)據(jù)據(jù)傳到CAN控制器器。數(shù)據(jù)據(jù)傳遞終終端實(shí)際際是一個(gè)個(gè)電阻器器，作用用是避免免數(shù)據(jù)傳傳輸終了了反射回回來，產(chǎn)產(chǎn)生反射射波而使使數(shù)據(jù)遭遭到破壞壞。CAAN數(shù)據(jù)總總線用以以傳輸數(shù)數(shù)據(jù)的雙雙向數(shù)據(jù)據(jù)線，分分為CAN高位(CAANhiggh)和低位(CAANloww)數(shù)據(jù)線線。數(shù)據(jù)據(jù)設(shè)有指指定接收收器，數(shù)數(shù)據(jù)通過過數(shù)據(jù)總總線發(fā)送送給各控控制單元元，各控控制單元元接收后后進(jìn)行計(jì)計(jì)算。為為了防止止外界電電磁波干干擾和向向外輻射射，CAN總線采采用兩條條線纏

7、繞繞在一起起(圖2)，兩線線條上的的電位是是相反的，如果果一條線線的電壓壓是5 V，另一條條線就是是0 V，兩條條線的電電壓和總總等于常常值。通通過這種種辦法，CAN總線得得到保護(hù)護(hù)而免受受外界電電磁場(chǎng)干干擾，同同時(shí)CAN總線向向外輻射射了保持持中性，即即無輻射射。圖2 CCAN總線采采用兩條條線纏繞繞在一起起(3)數(shù)據(jù)傳傳遞過程程例如：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)電腦向向某電腦腦CAN收發(fā)器器發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，該該電腦CAN收發(fā)器器接收到到由發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)電腦腦傳來的的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換信號(hào)號(hào)并發(fā)給給本電腦腦的控制制器。CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)的其他他電腦收收發(fā)器均均接收到到此數(shù)據(jù)據(jù)，但是是要判斷斷此數(shù)據(jù)據(jù)是否是是所需要要的數(shù)據(jù)據(jù)

8、，如果果不是將將忽略掉掉(圖3)。圖3 數(shù)數(shù)據(jù)傳遞遞過程3動(dòng)力CCAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)(1)動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)的組成成動(dòng)力CCAN數(shù)據(jù)總總線連接接3塊電腦(圖4)，它們們是發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)、ABSS/EDDL及自動(dòng)動(dòng)變速器器電腦(動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總總線實(shí)際際可以連連接安全全氣囊、四四輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)與組合合儀表等等電腦)?？偩€線可以同同時(shí)傳遞遞10組數(shù)據(jù)據(jù)，發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)電腦腦5組、ABSS/EDDL電腦3組和自自動(dòng)變速速器電腦腦2組。數(shù)數(shù)據(jù)總線線以5000 kbbit/s速率傳傳遞數(shù)據(jù)據(jù)，每一一數(shù)據(jù)組組傳遞大大約需要要0.225 mms，每一一電控單單元720 ms發(fā)送一一次數(shù)據(jù)據(jù)。優(yōu)先先權(quán)順序序?yàn)锳BSS

9、/EDDL電控單單元發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)電電控單元元自動(dòng)動(dòng)變速器器電控單單元。圖3 動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)CANN數(shù)據(jù)總總線在動(dòng)力力傳動(dòng)系系統(tǒng)中，數(shù)數(shù)據(jù)傳遞遞應(yīng)盡可可能快速速，以便便及時(shí)利利用數(shù)據(jù)據(jù)，所以以需要一一個(gè)高性性能的發(fā)發(fā)送器，高高速發(fā)送送器會(huì)加加快點(diǎn)火火系統(tǒng)間間的數(shù)據(jù)據(jù)傳遞，這這樣使接接收到的的數(shù)據(jù)立立即應(yīng)用用到下一一個(gè)點(diǎn)火火脈沖中中去。CAN數(shù)據(jù)總總線連接接點(diǎn)通常常置于控控制單元元外部的的線束中中，在特特殊情況況下，連連接點(diǎn)也也可能設(shè)設(shè)在發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)電控控單元內(nèi)內(nèi)部。(2)CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)故障碼碼查詢可以使使用VAGG15551、VAGG15552或VASS50551電腦診診斷儀，分分別進(jìn)入入0

10、1、02、03地址，對(duì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)、ABSS/EDDL和自動(dòng)動(dòng)變速器器電控單單元進(jìn)行行自診斷，再再進(jìn)入功功能碼02查詢?nèi)龎K電控控單元是是否儲(chǔ)存存CAN數(shù)據(jù)傳傳輸故障障碼。舉例：寶來1.88T車AUM發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)控制單單元CAN數(shù)據(jù)傳傳輸故障障碼SAAE碼P16626、VAG碼180034數(shù)據(jù)總總線缺少少來自自自動(dòng)變速速器控制制單元的的信息。SAAE碼P16636、VAG碼180004數(shù)據(jù)總總線缺少少來自安安全氣囊囊控制單單元的信信息。SAAE碼P16648、VAG碼180056數(shù)據(jù)總總線損壞壞。SAAE碼P16649、VAG碼180057數(shù)據(jù)總總線缺少少來自ABSS/EDDL控制單單元的信信息。S

11、AAE碼P16650、VAG碼180558數(shù)據(jù)總總線缺少少來自組組合儀表表控制單單元的信信息。SAAE碼P16682、VAG碼180090數(shù)據(jù)總總線中來來自ABSS/EDDL控制單單元的信信號(hào)不可可靠。SAAE碼P16683、VAG碼180091數(shù)據(jù)總總線中來來自安全全氣囊控控制單元元的信號(hào)號(hào)不可靠靠。SAAE碼P16683、VAG碼182261數(shù)據(jù)總總線中來來自ABSS/EDDL控制單單元的信信號(hào)不可可靠。(3)CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)故障診診斷診斷斷條件已查詢?cè)兂鯟AN數(shù)據(jù)總總線的一一個(gè)故障障碼。必備備工具儀儀表檢檢測(cè)盒VAGG15998/331、萬用用表VAGG15226、成套輔助助接線

12、VAGG15994和電路路圖。診斷斷步驟關(guān)閉點(diǎn)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)，拔開開發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)控制單單元插頭頭，將VAGG15998/331插到控控制單元元，此時(shí)時(shí)不要連連接線束束插頭。使用萬用表測(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6072 ，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.舒舒適CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)(1)舒適CAN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)的組成成舒適CCAN數(shù)據(jù)總總線連接接五塊控控制單元元，包括括中央控控制單元元及四個(gè)個(gè)車門的的控制單單元。舒舒適CAN數(shù)據(jù)傳傳遞有五五個(gè)功能能：中央央門鎖、電電動(dòng)窗、照照明開關(guān)關(guān)、后視視鏡加熱熱及自診診斷功能能

13、?？刂浦茊卧牡母鳁l傳傳輸線以以星狀形形成匯聚聚一點(diǎn)，這這樣做的的好處是是，如果果一個(gè)控控制單元元發(fā)生故故障，其其他控制制單元仍仍可發(fā)送送各自的的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)統(tǒng)使經(jīng)過過車門的的導(dǎo)線數(shù)數(shù)據(jù)減少少，線路路變得簡(jiǎn)簡(jiǎn)單。如如果線路路中某處處出現(xiàn)對(duì)對(duì)地短路路，對(duì)正正極短路路或線路路間短路路，CAN系統(tǒng)會(huì)會(huì)立即轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為應(yīng)急急模式運(yùn)運(yùn)行或轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為單線線模式運(yùn)運(yùn)行。四四個(gè)車門門控制單單元都是是由中央央控制單單元控制制，只需需較少的的自診斷斷線。數(shù)據(jù)總總線以62.5 kkbitt/s速率傳傳遞數(shù)據(jù)據(jù)，每一一組數(shù)據(jù)據(jù)傳遞大大約需要要1 mms，每個(gè)個(gè)電控單單元20 ms發(fā)送一一次數(shù)據(jù)據(jù)(圖5)。優(yōu)先先權(quán)順序序?yàn)椋褐兄?/p>

14、央控制制單元駕駛員員側(cè)車門門控制單單元前前排乘客客側(cè)車門門控制單單元左左后車門門控制單單元右右后車門門控制單單元。由由于舒適適系統(tǒng)中中的數(shù)據(jù)據(jù)可以用用較低的的速率傳傳遞，所所以發(fā)送送器性能能比動(dòng)力力傳動(dòng)系系統(tǒng)發(fā)送送器的性性能低。圖5 數(shù)數(shù)據(jù)總線線發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)的時(shí)時(shí)間間隔隔(2)CANN數(shù)據(jù)傳傳輸系統(tǒng)統(tǒng)故障碼碼查詢可以使使用VAGG15551、VAGG15552或VASS50551，進(jìn)入入地址碼碼46，對(duì)舒舒適系統(tǒng)統(tǒng)控制單單元進(jìn)行行自診斷斷，進(jìn)入入功能碼碼02查詢舒舒適系統(tǒng)統(tǒng)中央控控制單元元是否儲(chǔ)儲(chǔ)存故障障碼。舉例：寶來舒舒適系統(tǒng)統(tǒng)中央控控制單元元CAN數(shù)據(jù)傳傳輸故障障碼VAAG碼013328舒適系系統(tǒng)數(shù)據(jù)據(jù)總線或或控制單單元