車載局域網(wǎng) 課件 學(xué)習(xí)任務(wù)3：CAN總線系統(tǒng)的檢修

《車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的檢修》授課人：建議課時：16課時目錄CONTENTS車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常用工具的使用LIN總線系統(tǒng)的檢修CAN總線系統(tǒng)的檢修FlexRay總線系統(tǒng)的檢修MOST總線系統(tǒng)的檢修學(xué)習(xí)任務(wù)2學(xué)習(xí)任務(wù)3學(xué)習(xí)任務(wù)4學(xué)習(xí)任務(wù)5學(xué)習(xí)任務(wù)1任務(wù)目標(biāo)1．知識目標(biāo)（1）了解CAN總線的概念及特點（2）熟悉CAN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與功能（3）掌握CAN總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及傳輸過程（4）掌握CAN總線的信號電壓及波形（5）掌握CAN總線的故障類型及故障信號波形（6）掌握CAN總線的診斷方法2.能力目標(biāo)（1）能夠檢測控制模塊插頭端子的電阻、電壓（2）能夠檢測控制模塊與電子元件或控制模塊之間線束的導(dǎo)通性（3）能夠讀取和清除控制模塊相關(guān)故障碼及數(shù)據(jù)流（4）能夠讀取并分析控制模塊的CAN總線的波形（5）能夠根據(jù)數(shù)據(jù)分析故障原因，制定維修方案任務(wù)導(dǎo)入某4S店接到了一輛邁騰轎車車主的維修委托，車主反映車輛無法起動，維修技師接車后通過一鍵啟動按鈕可以打開點火開關(guān)，檔位置于P檔，踩下制動踏板按下一鍵啟動按鈕，起動機(jī)不工作，發(fā)動機(jī)不能起動。連接車輛診斷儀，無法連接并讀取發(fā)動機(jī)控制單元信息。維修技師懷疑車輛CAN總線出現(xiàn)故障，接下來維修技師進(jìn)行對客戶的維修委托制定故障診斷及維修計劃，并針對故障進(jìn)行相應(yīng)的維修。在執(zhí)行車輛診斷與維修工作時，會涉及到CAN總線的哪些信息？CAN總線又如何進(jìn)行診斷檢修呢？CAN總線系統(tǒng)的認(rèn)知3.1CAN是ControllerAreaNetwork的縮寫，即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，CAN總線標(biāo)志如圖所示。1980年為了適應(yīng)汽車減少線束數(shù)量和數(shù)據(jù)高速可靠通信的要求，博世（BOSCH）公司的工程師們開始設(shè)計新型串行總線，并于1986年提出了CAN總線，主要用于汽車內(nèi)部大量控制器、測試儀器及執(zhí)行裝置之間的數(shù)據(jù)通信。目前CAN總線是汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用最多、最主流的一種總線技術(shù)。CAN總線系統(tǒng)的認(rèn)知3.1CAN總線的一些基本概念如下：（1）CAN報文。報文是CPU和CAN控制器通信的主要手段，總線上的信息以不同固定格式的報文發(fā)送，但長度有限制，當(dāng)總線開放時，任何連接的節(jié)點均可開始發(fā)送一個新報文。（2）標(biāo)識符。標(biāo)識符在傳送的幀的仲裁域中，它給出的不是目標(biāo)節(jié)點地址，而是這個幀的特征。幀以廣播的方式在總線上發(fā)送，所有節(jié)點都可以收到，節(jié)點接收到一幀后，通過標(biāo)識符確定是否存儲這一幀數(shù)據(jù)。（3）優(yōu)先級。在總線訪問期間，標(biāo)識符ID定義了一個報文的優(yōu)先級，標(biāo)識符小，優(yōu)先級高。CAN總線系統(tǒng)的認(rèn)知3.1（4）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求。通過發(fā)送一個遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點可以請求另一個節(jié)點發(fā)送一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀相對應(yīng)的遠(yuǎn)程幀以相同的標(biāo)識符ID命名。（5）多主站。當(dāng)總線開放時，任何節(jié)點均可開始發(fā)送報文，發(fā)送具有最高優(yōu)先權(quán)報文的節(jié)點獲得總線訪問權(quán)。（6）仲裁及仲裁過程。當(dāng)總線開放時，任何節(jié)點均可開始發(fā)送報文，若同時有2個或更多的節(jié)點開始發(fā)送報文，總線訪問沖突運用逐位仲裁規(guī)則，借助標(biāo)識符ID解決。這種仲裁規(guī)則可以使信息和時間均無損失。（7）睡眠/喚醒。為降低系統(tǒng)功耗，CAN器件可被置于無任何內(nèi)部活動的睡眠方式，相當(dāng)于未連接總線的驅(qū)動器。睡眠狀態(tài)借助任何總線激活或者系統(tǒng)的內(nèi)部條件被喚醒而告終結(jié)。CAN總線系統(tǒng)的認(rèn)知-傳輸速率3.1位速率是總線的通信傳輸速率，單位是bit/s（位每秒），在CAN總線中一般用的單位是kbit/s或Mbit/s。目前，CAN總線系統(tǒng)中的信號采用數(shù)字方式經(jīng)銅導(dǎo)線傳輸，其最大穩(wěn)定傳輸速率可以達(dá)到1Mbit/s。但CAN總線的最高位速率和通信距離有很大的關(guān)系，通信距離越遠(yuǎn)，位速率越低。CAN總線系統(tǒng)的認(rèn)知-傳輸速率3.1大眾和奧迪公司將最大標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率規(guī)定為500Kbit/s，即高速CAN總線；最小標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率規(guī)定為100Kbit/s，即低速CAN總線。但是隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和車輛的需求，傳輸速率為100Kbit/s的低速CAN總線的應(yīng)用越來越少。如邁騰B8，CAN總線采用的均是500Kbit/s的高速CAN總線。大眾MQB平臺網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銫AN總線系統(tǒng)的認(rèn)知-特點及優(yōu)點3.1（1）可靠性高。（2）數(shù)據(jù)密度大。（3）數(shù)據(jù)傳輸快。（4）采用雙線傳輸。CAN總線的結(jié)構(gòu)特點：汽車上使用CAN總線的優(yōu)點：（1）減少了線束的數(shù)量和線束的體積，節(jié)省成本，減輕車重。（2）提高了電子系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。（3）采用通用傳感器，同時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將各控制系統(tǒng)緊密連接，不僅達(dá)到了數(shù)據(jù)共享的目的，而且，各控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性可進(jìn)一步提高。（4）CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，采用對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制。（5）改善了系統(tǒng)的靈活性，即通過系統(tǒng)的軟件可以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。（6）可為診斷提供通用的接口，利用多功能測試儀對數(shù)據(jù)進(jìn)行測試與診斷，方便了維修人員對電子系統(tǒng)的維護(hù)和故障檢修。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能-CAN總線的組成3.2CAN總線系統(tǒng)是由電控單元（ECU）、傳輸介質(zhì)（雙絞線）和終端電阻組成CAN總線系統(tǒng)的組成與功能3.2

在CAN總線的兩個末端設(shè)有兩個終端電阻，其目的是防止數(shù)據(jù)信號在傳輸線終端被反射并以波的形式返回，數(shù)據(jù)信號在終端的反射波會影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。

測量終端電阻時，要先關(guān)閉點火開關(guān)，等待大約5分鐘左右，使所有的電容器都充分放電；使用數(shù)字式萬用表測量總阻值，一般車輛的總阻值在60歐姆左右；將一個帶有終端電阻控制單元的插頭拔下，檢測總的阻值是否發(fā)生變化，插好剛拔下的控制單元插頭，再拔下另一個帶終端電阻的控制單元插頭，檢測總阻值是否發(fā)生變化，若總阻值均發(fā)生變化，說明終端電阻都是正常的。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能3.2CAN總線的電控單元又稱為CAN總線上的節(jié)點，由輸入電路、輸出電路、微控制器、CAN控制器、光電隔離電路、CAN收發(fā)器組成。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能3.2CAN總線系統(tǒng)的組成與功能3.2差分信號具有抗干擾作用CAN總線系統(tǒng)的組成與功能3.2

車輛上的CAN數(shù)據(jù)傳輸線一般采用的是雙絞線，分為CAN高線和CAN低線，即CAN-H線和CAN-L線。CAN總線采用雙絞線可以有效地抵抗外電磁干擾：

根據(jù)磁感應(yīng)定律和右手定則，雙平行線和兩端的通信設(shè)備構(gòu)成一個空間閉合回路和導(dǎo)線閉合回路，穿過雙平行線的磁感應(yīng)線可在回路中形成方向一致的感應(yīng)電流，對正常的信號形成干擾。而雙絞線與兩端的通信設(shè)備雖然構(gòu)成一個大的導(dǎo)線閉合回路，但由于雙絞線是雙線纏繞而成，在空間上雖然感應(yīng)電動勢方向相同，但在同一根導(dǎo)線上的感應(yīng)電動勢相反，因此起到抵消作用。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能-CAN總線系統(tǒng)元件的功能3.2K線：K線用于在CAN總線系統(tǒng)自診斷時連接車輛診斷儀，屬于診斷用的通信線?？刂茊卧嚎刂茊卧邮諄碜詡鞲衅鞯男盘?，將其處理后再發(fā)送到執(zhí)行元件上?？刂茊卧械奈⒖刂破魃蠋в休斎胼敵龃鎯ζ骱统绦虼鎯ζ鳌AN總線系統(tǒng)的組成與功能-CAN總線系統(tǒng)元件的功能3.2CAN構(gòu)件：CAN構(gòu)件用于數(shù)據(jù)交換，它分為兩個區(qū)，一個是接收區(qū)，另一個是發(fā)送區(qū)。收發(fā)器：

收發(fā)器就是一個發(fā)送/接收放大器，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，收發(fā)器把CAN構(gòu)件連續(xù)的邏輯電平（比特流）轉(zhuǎn)換成線路傳輸電平（電壓值）；當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，收發(fā)器把線路傳輸電平轉(zhuǎn)換成邏輯電平。線路傳輸電平非常適合在銅質(zhì)導(dǎo)線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。收發(fā)器通過發(fā)送線（TX線）或接收線（RX線）與CAN構(gòu)件相連。接收線通過一個放大器直接與CAN總線相連，并總是在監(jiān)聽總線信號。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能-CAN總線系統(tǒng)元件的功能3.2收發(fā)器內(nèi)晶體管的狀態(tài)與總線電平之間的對應(yīng)關(guān)系狀態(tài)晶體管狀態(tài)有無電源電阻狀態(tài)總線電平1截止(相當(dāng)于開關(guān)斷開)無高阻抗5V0導(dǎo)通（相當(dāng)于開關(guān)閉合）有低阻抗0V收發(fā)器的特點CAN總線系統(tǒng)的組成與功能-CAN總線系統(tǒng)元件的功能3.2

當(dāng)有多個收發(fā)器與總線導(dǎo)線耦合時，總線的電平狀態(tài)將取決于各個收發(fā)器開關(guān)狀態(tài)的邏輯組合。如果某一開關(guān)已閉合，電阻上就有電流流過，于是總線導(dǎo)線上的電壓就為0V；如果所有開關(guān)均未閉合，那么電阻上就沒有電流流過，電阻上就沒有壓降，于是總線導(dǎo)線上的電壓就為5V。如果總線處于狀態(tài)為“1”（無源），那么該狀態(tài)可以由某一個控制單元使用狀態(tài)“0”（有源）來改寫。一般將無源的總線電平稱為隱電平，有源的總線電平稱為顯性電平。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能-CAN總線系統(tǒng)元件的功能3.2收發(fā)器開關(guān)狀態(tài)與總線電平的邏輯關(guān)系收發(fā)器A收發(fā)器B收發(fā)器C總線電平1111（5V）1100（0V）1010（0V）1000（0V）0110（0V）0100（0V）0010（0V）0000（0V）CAN總線系統(tǒng)的組成與功能

測驗題3.2問題1：汽車上使用CAN總線的優(yōu)點有哪些？

問題2：圖所示為CAN總線的結(jié)構(gòu)組成，請寫出圖中數(shù)字代表的部件名稱，并簡單解釋各部件的作用。1：

，作用：

。2：

，作用：

。3：

，作用：

。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能

測驗題3.2問題3：完成下列收發(fā)器相關(guān)知識學(xué)習(xí)。1.收發(fā)器是由

和

組成的，其中：發(fā)送器的作用是

。接收器的作用是

。2.收發(fā)器的狀態(tài)特點：狀態(tài)1：截止?fàn)顟B(tài)，晶體管截止，開關(guān)

；無源：總線電平=

，電阻高。狀態(tài)2：接通狀態(tài)，晶體管導(dǎo)通，開關(guān)

；有源：總線電平=

，電阻低。CAN總線系統(tǒng)的組成與功能

測驗題3.2問題3：完成下列收發(fā)器相關(guān)知識學(xué)習(xí)。3.當(dāng)有多個收發(fā)器與總線導(dǎo)線耦合時，總線的電平狀態(tài)將取決于各個收發(fā)器開關(guān)狀態(tài)的

。如果某一開關(guān)已閉合，電阻上就有電流流過，于是總線導(dǎo)線上的電壓就為

V；如果所有開關(guān)均未閉合，那么電阻上就沒有電流流過，電阻上就沒有壓降，于是總線導(dǎo)線上的電壓就為

V。問題4：簡述CAN總線雙絞線與收發(fā)器的抗干擾原理？CAN總線數(shù)據(jù)傳輸-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.3CAN總線所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)又被稱為CAN報文，它是一幀一幀連續(xù)傳送的，每幀的數(shù)據(jù)是由一組二進(jìn)制數(shù)或數(shù)字脈沖組成，這組二進(jìn)制數(shù)按功能又分為多段，每一段被稱為幀的域或場。CAN總線所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（CAN報文）主要有四種類型：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯誤幀以及過載幀。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.31.數(shù)據(jù)幀開始域標(biāo)志數(shù)據(jù)的開始，由1個“顯性”位組成。狀態(tài)域包括識別符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位，用于確定所傳數(shù)據(jù)的優(yōu)先級?？刂朴蛴糜陲@示數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)數(shù)量，以便讓接收數(shù)據(jù)的控制單元檢驗自己將要接收到的數(shù)據(jù)是否完整。數(shù)據(jù)域是信息的實質(zhì)內(nèi)容。安全域用于檢驗數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出現(xiàn)錯誤。檢驗域用來反映接收器通知發(fā)送器是否已經(jīng)正確接收到數(shù)據(jù)。結(jié)束域標(biāo)志著數(shù)據(jù)的結(jié)束，由7個“隱性”位組成。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.32.遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀更像是一個請求信號。遠(yuǎn)程幀沒有數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)長度代碼的數(shù)值也不受制約，遠(yuǎn)程幀的六個域的功能與數(shù)據(jù)幀中對應(yīng)的域的功能相同。3.錯誤幀錯誤幀是由兩個不同的域組成，一個域為不同控制單元提供錯誤標(biāo)志的疊加，一個域是錯誤界定符。任何控制單元檢測到總線錯誤就會發(fā)出錯誤幀，錯誤幀的功能是對所有發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行錯誤檢測、錯誤標(biāo)定及錯誤自檢。4.過載幀過載幀包括過載標(biāo)志和過載界定符兩個域，過載標(biāo)志為6個連續(xù)“顯性”電平位，過載界定符為8個連續(xù)“隱性”電平位。過載幀用于在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間提供一個附加的延時，當(dāng)某一接收節(jié)點（接收器）沒有做好接收下一幀數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備時，將發(fā)送過載幀以通知發(fā)送節(jié)點（發(fā)送器）延遲數(shù)據(jù)發(fā)送。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸過程-傳輸過程3.3信息格式的轉(zhuǎn)換查詢總線狀態(tài)CAN總線數(shù)據(jù)傳遞過程包含：信息格式轉(zhuǎn)換、請求發(fā)送信息（總線狀態(tài)查詢）、發(fā)送信息、接收信息以及沖突仲裁。以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信息傳輸過程為例:CAN總線數(shù)據(jù)傳輸過程-傳輸過程3.3信息發(fā)送過程如果在某一段時間內(nèi)，總線邏輯電平一直為“1”，則說明總線處于空閑狀態(tài)。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸過程-傳輸過程3.3接收信息過程接收信息的過程分為兩步：檢查信息是否正確（監(jiān)控層）、檢查信息是否可用（接收層）。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸過程-傳輸過程3.3沖突仲裁

如果多個控制單元同時發(fā)送信息，那么數(shù)據(jù)總線上就必然會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。為了避免發(fā)生這種情況，CAN總線具有沖突仲裁機(jī)制。按照信息的重要程度分配優(yōu)先級，十萬火急的信息（如安全相關(guān)、車輛穩(wěn)定性控制的信息）優(yōu)先級最高，不是特別緊急的信息（如汽車空調(diào)、車窗控制等）優(yōu)先級較低，確保優(yōu)先級高的信息能夠優(yōu)先發(fā)送。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸過程

測驗題3.3問題1：CAN總線所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（CAN報文）主要有四種類型，分別是

、

、錯誤幀以及

。

問題2：圖所示為CAN數(shù)據(jù)幀的組成結(jié)構(gòu)，請寫出圖中數(shù)字代表的結(jié)構(gòu)名稱，并說明其作用。CAN總線數(shù)據(jù)傳輸過程

測驗題3.3問題3：根據(jù)下表中的狀態(tài)域，排列優(yōu)先級。優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)報告狀態(tài)域形式

Brake1(制動1）00110100000

Engine1（發(fā)動機(jī)1）01010000000

Gearbox1（變速器1）10001000000CAN總線的分類及信號波形-高速CAN3.4

高速CAN數(shù)據(jù)總線以500Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms，每個控制單元7至20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。

高速CAN總線一般用于驅(qū)動（動力）系統(tǒng)、安全系統(tǒng)以及診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，連接的控制單元如發(fā)動機(jī)控制單元、ABS控制單元、ESP控制單元、變速器控制單元、安全氣囊控制單元等。CAN總線的分類及信號波形-高速CAN3.4高速CAN導(dǎo)線上的電壓高速CAN總線處于靜止?fàn)顟B(tài)（沒有數(shù)據(jù)傳輸）時，CAN-H導(dǎo)線和CAN-L導(dǎo)線兩條導(dǎo)線上作用有預(yù)先設(shè)定的電壓，其電壓約為2.5V。CAN總線的靜止?fàn)顟B(tài)也稱為隱性狀態(tài)，該狀態(tài)下，CAN-H導(dǎo)線和CAN-L導(dǎo)線的對地電壓稱為靜止電平，或者隱性電平。當(dāng)總線有數(shù)據(jù)傳輸時，高速CAN處于顯性狀態(tài)，此時CAN-H導(dǎo)線上的電壓值升高到大約3.5V，而CAN-L導(dǎo)線上的電壓值降低到1.5V。CAN總線的分類及信號波形-高速CAN3.4

控制單元是通過收發(fā)器連接到高速CAN總線上的。在收發(fā)器內(nèi)部的接收器一側(cè)設(shè)有差動信號放大器，它主要是用于處理來自CAN-H導(dǎo)線和CAN-L導(dǎo)線的信號，除此之外，還負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的信號傳至控制單元的CAN接收區(qū)。這個轉(zhuǎn)換后的信號稱為差動信號放大器的輸出電壓。高速CAN總線的差動信號放大器差動信號放大器CAN總線的分類及信號波形-高速CAN正常信號波形3.4示波器（DSO）設(shè)置：

使用VAS6150診斷儀、VAS6356測試工具盒以及CAN總線信號檢測盒VAS1598/31，CAN總線信號檢測盒VAS1598/31如圖所示。選擇測量技術(shù)中的“數(shù)字存儲示波器（DSO）”測量高速CAN正常信號波形。CAN總線信號檢測盒VAS1598/31CAN總線的分類及信號波形-高速CAN正常信號波形3.4測量高速CAN信號示波器的設(shè)置測量高速CAN信號示波器的設(shè)置步驟如下：①通道A測量CAN-H線；②通道B測量CAN-L線；③將通道A和通道B的零線坐標(biāo)置于相同高度（位置）以便在同一零坐標(biāo)線下對電壓值進(jìn)行分析和對比；CAN總線的分類及信號波形-高速CAN正常信號波形3.4④通道A的電壓單位值的設(shè)定，在0.5V/Div的設(shè)定下，DSO的顯示被較好地利用，便于電壓值讀取；⑤通道B的電壓單位值的設(shè)定，與通道A相同設(shè)定為0.5V/Div；⑥觸發(fā)點的設(shè)定，它位于被測定信號的范圍內(nèi)，在CAN-H線信號電壓值為2.5至3.5V時，CAN-L線信號電壓值為1.5至2.5V；⑦時間單位的設(shè)置，讀取高速CAN總線信號波形的時間單位一般設(shè)為0.02ms/Div，也可以設(shè)置為2ms/Div來讀取多組波形。CAN總線的分類及信號波形-高速CAN正常信號波形3.4高速CAN正常信號波形分析：

高速CAN總線的信息傳輸通過兩個邏輯狀態(tài)“0”（顯性）和“1”（隱性）來實現(xiàn)。每個邏輯狀態(tài)都對應(yīng)于一個相應(yīng)的電壓值，控制單元應(yīng)用其電壓值獲得數(shù)據(jù)。高速CAN正常信號波形如圖所示，CAN-H線的隱性電壓值大約為2.6V（邏輯值為1），CAN-H線的顯性電壓值大約為3.8V（邏輯值為0）；CAN-L線的隱性電壓值大約為2.4V（邏輯值為1），CAN-L線的顯性電壓值大約1.1V（邏輯值為0）高速CAN正常信號波形CAN總線的分類及信號波形-低速CAN3.4低速CAN也是雙絞線式數(shù)據(jù)總線，以100Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)。低速CAN總線一般用于舒適系統(tǒng)、信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，連接的控制單元如全自動空調(diào)/空調(diào)控制單元、車門控制單元、收音機(jī)和導(dǎo)航顯示控制單元等。CAN總線的分類及信號波形-低速CAN3.4低速CAN導(dǎo)線上的電壓

低速CAN信號放棄了共同的中壓，在隱性狀態(tài)（靜止?fàn)顟B(tài)）時，CAN-H信號電壓值為0V，CAN-L信號電壓值為5V；在顯性狀態(tài)（數(shù)據(jù)傳輸）時,CAN-H信號電壓值大于等于3.6V；CAN-L信號電壓值小于等于1.4V。CAN總線的分類及信號波形-低速CAN3.4低速CAN收發(fā)器的結(jié)構(gòu)CAN-H線和CAN-L線上的數(shù)據(jù)傳遞由安裝在收發(fā)器內(nèi)的故障邏輯電路監(jiān)控，故障邏輯電路檢驗兩條CAN導(dǎo)線上的信號，如果出現(xiàn)故障，如某條CAN導(dǎo)線斷路，那么故障邏輯電路會識別出該故障，從而使用完好的另一條導(dǎo)線（單線工作模式）。CAN總線的分類及信號波形-低速CAN總線正常信號波形3.4CAN總線信號檢測盒VAS1598/11示波器（DSO）設(shè)置：

使用VAS6150診斷儀、VAS6356測試工具盒以及CAN總線信號檢測盒VAS1598/11。CAN總線信號檢測盒VAS1598/11如圖所示。選擇測量技術(shù)中的“數(shù)字存儲示波器（DSO）”測量低速CAN正常信號波形。CAN總線的分類及信號波形-低速CAN總線正常信號波形3.4測量低速CAN信號示波器的設(shè)置測量低速CAN信號示波器的設(shè)置步驟如下：

①通道A測量CAN-H線；

②通道B測量CAN-L線；

③通道A和通道B的零坐標(biāo)線等高，通道A的零標(biāo)記被通道B所掩蓋；④在讀取數(shù)值時，可以將零線相互分開；通道A的電壓單位值的設(shè)定，在2V/Div的設(shè)定下，DSO的顯示被較好地利用，便于電壓值讀?。籆AN總線的分類及信號波形-低速CAN總線正常信號波形3.4⑤通道B的電壓單位值的設(shè)定，與通道A相同設(shè)定為2V/Div；⑥時間單位的設(shè)置，應(yīng)盡可能選取得小。讀取低速CAN總線信號波形的時間單位可設(shè)置為0.02ms/Div，也可以設(shè)置為0.1ms/Div。CAN總線的分類及信號波形-低速CAN總線正常信號波形3.4低速CAN正常信號波形低速CAN正常信號波形分析:

低速CAN總線與高速CAN總線的信息傳輸方式相同，也是通過兩個邏輯狀態(tài)來實現(xiàn)。CAN-H線的隱性電壓值大約為0V（邏輯值為1），CAN-H線的顯性電壓值大約為4V（邏輯值為0）；CAN-L線的隱性電壓值大約為5V（邏輯值為1），CAN-L線的顯性電壓值大約1V（邏輯值為0）CAN總線的分類及信號波形-低速CAN總線正常信號波形3.4低速CAN總線的單線工作模式:

如果因短路、斷路或與蓄電池電壓相連而導(dǎo)致兩條CAN導(dǎo)線中的一條不工作了，將切換到單線工作模式。在單線工作模式下，只使用完好的CAN導(dǎo)線中的信號，保證連接在低速CAN數(shù)據(jù)總線上的所有控制單元能夠正常傳輸和接收信息。但系統(tǒng)會生成一個故障信息，通知各個控制單元，總線處于單線工作模式。CAN總線的分類及信號波形-網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)診斷總線3.4網(wǎng)關(guān)的作用：

由于電壓電平和電阻配置不同，所以高速CAN數(shù)據(jù)總線和低速CAN數(shù)據(jù)總線之間無法進(jìn)行耦合聯(lián)接。另外，不同區(qū)域CAN總線的速率和識別代號不同，因此一個信號要從一個總線進(jìn)入到另一個總線區(qū)域，必須把它的識別信號和速率進(jìn)行改變，能夠讓另一個系統(tǒng)接受，這個任務(wù)由網(wǎng)關(guān)(Gateway)來完成。除此之外，網(wǎng)關(guān)還可以在不改變數(shù)據(jù)的情況下，將各個區(qū)域總線的診斷信息傳遞到診斷接口。CAN總線的分類及信號波形-網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)診斷總線3.4網(wǎng)關(guān)工作原理：

可以用旅客在火車站換車的過程來說明，站臺A到達(dá)一列高鐵（高速CAN數(shù)據(jù)總線，速率為500kbit/s）,車上有數(shù)百名旅客。在站臺B有一列普通快車（低速CAN數(shù)據(jù)總線，速率為100kbit/s）在車站已經(jīng)等待，有一些乘客需要換乘這列普通快車，有一些乘客需要換乘高鐵繼續(xù)旅行。而往往乘客從列車下來后需要在車站或站臺等待相應(yīng)的車次，這相當(dāng)于網(wǎng)關(guān)的信息緩沖作用。

車站或站臺的換乘功能，即讓旅客換車，以便通過速度不同的交通工具到達(dá)各自目的地的功能，恰好與高速CAN總線和低速CAN總線兩個總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)功能一致，實現(xiàn)速率不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間能進(jìn)行信息交換。CAN總線的分類及信號波形-網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)診斷總線3.4點火供電的延遲功能：

驅(qū)動總線（高速CAN總線）系統(tǒng)在15號電（點火供電）關(guān)閉后一段時間內(nèi)，有些控制單元仍然需要交換信息，因此，在控制單元內(nèi)部，用30號電（蓄電池常供電）延遲控制單元內(nèi)的15號電，保證斷電后，信息的正常傳遞。延遲功能的時間大約在10秒至15分鐘之間。運輸模式：

在商品車運輸?shù)浇?jīng)銷商之前，為了防止蓄電池過多放電，應(yīng)當(dāng)使車輛的耗能達(dá)到最小，因此有些功能（如：收音機(jī)、遙控功能、內(nèi)部照明燈、防盜指示燈、駐車加熱等）將被關(guān)閉。運輸模式在低于150公里時，可以用網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行切換，當(dāng)高于150公里時，系統(tǒng)自動關(guān)閉運輸模式。經(jīng)銷商在銷售給客戶前，必須使用車輛診斷儀來關(guān)閉運輸模式功能。CAN總線的分類及信號波形-網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)診斷總線3.4睡眠和喚醒模式的監(jiān)控：當(dāng)舒適和信息娛樂總線（低速CAN總線）處于空閑狀態(tài)時，控制單元發(fā)送出睡眠指令。當(dāng)網(wǎng)關(guān)監(jiān)控到所有總線都有睡眠的要求時，進(jìn)入睡眠模式。此時總線電壓:CAN-H線為0V；CAN-L線為12V。也就是說，如果驅(qū)動總線仍處于信息傳遞過程中，舒適和娛樂信息總線是不允許進(jìn)入睡眠狀態(tài)，當(dāng)舒適總線處于信息傳遞的過程，娛樂和信息總線也不允許進(jìn)入睡眠模式。當(dāng)處于睡眠模式時，如果某一信息激活相應(yīng)的總線后，網(wǎng)關(guān)會喚醒其它的總線系統(tǒng)。CAN總線的分類及信號波形-網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)診斷總線3.4

數(shù)據(jù)診斷CAN總線也是采用的雙絞線，其橫截面面積為0.35平方毫米。CAN-H導(dǎo)線的顏色為橙褐色，CAN-L導(dǎo)線為橙紫色。數(shù)據(jù)診斷CAN總線可以雙向同時傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為500kbit/s。

各控制單元的診斷數(shù)據(jù)經(jīng)各自的數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)利用診斷CAN總線傳輸?shù)皆\斷接口。通過診斷CAN總線和網(wǎng)關(guān)的快速數(shù)據(jù)傳輸，車輛診斷儀就可以在連接到車上后快速顯示出車上所有控制單元的故障信息及相關(guān)數(shù)據(jù)。CAN總線的分類及信號波形-網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)診斷總線3.4診斷接口針腳號導(dǎo)線診斷接口針腳號導(dǎo)線1點火供電7K線2至3暫未使用8至13暫未使用4接地14診斷CAN-L線5接地15L線6診斷CAN-H線16蓄電池常供電CAN總線的分類及信號波形測驗題3.4問題1：高速CAN總線的相關(guān)知識學(xué)習(xí)。1.高速CAN數(shù)據(jù)總線以

速率傳遞數(shù)據(jù)，一般用于

、

、

的數(shù)據(jù)傳輸，連接的控制單元有：

、

、

、

、

等。2.請在下圖中標(biāo)注出CAN-H線和CAN-L線，在隱性狀態(tài)時，CAN-H導(dǎo)線與CAN-L導(dǎo)線上的電壓差大約為

V；在顯性狀態(tài)時，CAN-H導(dǎo)線與CAN-L導(dǎo)線上的電壓差大約為

V。CAN總線的分類及信號波形測驗題3.4問題2：低速CAN總線的相關(guān)知識學(xué)習(xí)。1.低速CAN數(shù)據(jù)總線以

速率傳遞數(shù)據(jù)，一般用于

、

的數(shù)據(jù)傳輸，連接的控制單元有：

、

、

、

等。2.請在下圖中標(biāo)注出CAN-H線和CAN-L線，在隱性狀態(tài)時，CAN-H導(dǎo)線與CAN-L導(dǎo)線上的電壓差大約為

V；在顯性狀態(tài)時，CAN-H導(dǎo)線與CAN-L導(dǎo)線上的電壓差大約為

V。CAN總線的分類及信號波形測驗題3.4問題2：低速CAN總線的相關(guān)知識學(xué)習(xí)。

3.低速CAN總線的單線工作模式，是（

）。A.只用一根連接線的便宜解決方案B.CAN-H線和CAN-L線之間短路C.短路或斷路時數(shù)據(jù)總線的應(yīng)急工況D.以上均不正確問題3：簡述網(wǎng)關(guān)的工作原理。

CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-自診斷功能3.5CAN總線是車內(nèi)電子裝置中的一個獨立系統(tǒng)，從本質(zhì)上CAN總線就是數(shù)據(jù)傳輸線路，用于在控制單元之間交換信息。由于自身的布置和結(jié)構(gòu)特點，CAN總線工作時的可靠性很高。如果CAN總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障，故障會存入相應(yīng)的控制單元故障存儲器，以便車輛診斷儀讀出這些故障代碼?？刂茊卧哂凶栽\斷功能，通過該功能還可以識別出與CAN總線相關(guān)的故障。使用車輛診斷儀（如KT600、VAS6150等）讀出CAN總線故障記錄后，即可按診斷儀提示信息分析故障可能原因，準(zhǔn)確、快速第查找出故障并排除?？刂茊卧獌?nèi)部的故障記錄用于初步確定故障，還可以用于讀取排故后的無故障說明，確認(rèn)故障已經(jīng)被排除。如果想要更新故障顯示內(nèi)容，必須重新啟動發(fā)動機(jī)。CAN總線正常工作的前提條件是車輛在任何工況下均不應(yīng)有CAN總線故障記錄。CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-H線與CAN-L線之間相互短路。CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-H線對正極短路CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-H線對地短路CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-L線對正極短路CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-L對地短路CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-H線斷路CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-L線斷路CAN總線系統(tǒng)的故障診斷與檢修-高速CAN故障3.5CAN-H線與CAN-L線裝混CAN總線系統(tǒng)