模块二 汽车CAN数据总线系统

课题一汽车CAN总线系统概述◆了解汽车CAN总线的定义。◆熟悉数据传输系统的类型、组成及工作原理。◆掌握CAN系统数据的组成结构及其优先级的判定方法。随着汽车上控制单元的增加，信号传输线必然会随之增加。车门控制单元完成全部控制功能需要45根线和9个插头，如图所示2-1-1。这样会使电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多、维修困难。而安装了CAN总线系统的信号传输线数量相对减少很多，如图2-1-2所示。图2-1-1未安装CAN总线系统

图2-1-2已安装CAN总线系统

一、CAN总线的定义图2-1-3CAN总线系统传输数据CAN－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。这是因为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即“协议”。CAN协议是由福特、Internet、波许公司共同开发的高速汽车通信协议。二、数据传输系统的类型图2-1-4汽车通信网络通常汽车采用动力、舒适、通信三套通信网络。每套网络的传输速率不同，每套网络的总线分别与网关服务器相连，如图2-1-4所示。图2-1-5网关原理与铁路系统比较三、动力CAN数据传输系统的组成及工作原理1．CAN数据传输系统构成2．各部件功能(1)CAN控制器（2)CAN收发器

(3)数据传递终端(4)CAN数据总线4．数据内容3．数据传递过程图2-1-8108位数据组

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数据传输系统的其他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，将它忽略掉。四、舒适CAN数据总线1．舒适系统CAN数据总线的优点（1）若一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据（2）通过车门联接所确定的线路较少（3）如果出现对地短路、对正极短路或线路间短路，CAN系统会转为应急模式运行和转为单线模式运行（4）由于故障自诊断完全由中央控制单元控制，所以只需要较少的自诊断线。

（5）由于舒适系统中的数据可以较低的速率传递，所以发送器只需较低的功率。系统传输数据的速率为62.5kbit/s。这意味着它以0~125kbit/s的速率范围（低速状态）传输。一个数据报告传递大约需要1ms。2．舒适系统CAN数据总线传递数据的功能（1）中央门锁控制功能。（2）电动窗控制功能。（3）照明开关控制功能。（4）电动调节和加热后视镜控制功能。（5）防盗控制功能。（6）故障自诊断功能。3．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。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，其他控制单元仍可发送各自的数据。图2-1-9舒适系统的传送信号图2-1-10控制单元的优先权顺序4．舒适系统CAN数据总线控制单元电路图图2-1-11舒适系统CAN数据总线控制单元电路图J386-驾驶员侧车门控制单元J387-前乘员侧车门控制单元J388-左后车门控制单元J388J389-右后车门控制单元J389J393-舒适系统中央控制单元J393S37-30号线保险丝-电动窗S38-30号线保险丝-中央门锁S6-15号线保险丝-中央控制单元S14-30号线保险丝-中央控制单元课题二汽车CAN总线系统的工作过程与原理◆了解CAN数据总线终端的相关内容。◆掌握汽车CAN总线系统的工作过程。◆掌握汽车CAN总线系统的工作原理（数据传输过程）。车载网络的信息是如何通过电信号进行传输的呢？图2-2-1汽车CAN总线系统一、CAN数据总线终端图2-2-2驱动总线中的负载电阻1．舒适系统中的CAN数据总线（1）控制中央锁。（2）控制电动车窗。（3）控制开关照明。（4）控制后视镜的电子调整和加热。（5）自诊断功能。图2-2-3舒适系统CAN数据总线2．舒适系统的传输内容功能状态信息比特组合比特5比特4比特3比特2比特1比特值中央锁基本-状态安全锁定门未锁门已锁未锁信号错误，输入传感器状态错误

0伏，0伏，0伏0伏，0伏，5伏0伏，5伏，0伏0伏，5伏，5伏5伏，0伏，0伏5伏，0伏，5伏5伏，5伏，0伏5伏，5伏，5伏000001010011100101110111电动车窗运动中未运动未超出范围全关闭确认0伏，0伏0伏，5伏5伏，0伏5伏，5伏

000110113．舒适/信息娱乐系统CAN数据总线的物理电平图2-2-4驾驶员侧车门控制单元数据电压值举例图2-2-5舒适/信息娱乐系统总线的物理电平4．舒适/信息娱乐系统CAN数据总线的逻辑电平图2-2-6舒适/信息娱乐系统总线的逻辑电平二、CAN总线系统的工作过程图2-2-7CAN数据总线数据传输过程1．提供数据——控制单元2向CAN控制器提供用于传输的数据。2．发出数据——CAN收发器从CAN控制器处接收数据，并将其转换为电信号发出。3．接收数据——所有与CAN数据总线一起构成网络的控制单元成为接收器。4．检验数据——各控制单元对接收到的数据进行检测，判断是否是其功能所需。5．认可数据——控制单元如果所接受的数据是重要的、有用的，数据将被认可并处理，反之则将其忽略。三、CAN总线系统数据总线的工作原理图2-2-8CAN数据总线的工作原理示意图图2-2-10信息发送与接收图2-2-11串行比特流◆了解CAN数据总线常见的故障类型。◆熟悉CAN数据总线故障诊断步骤。◆掌握终端电阻的测量方法。◆掌握CAN系统常见故障的波形检测方法。课题三汽车CAN数据总线系统常见故障与检修2013年新款帕萨特，由于事故原因导致车身及车门整形维修。维修结束后，

用钥匙打开车门时，发动机无法发动，且对车辆上锁时，车辆小灯常亮不熄灭。查看电路控制原理图（见图2-3-1），试问该故障是由什么原因引起的？应该如何排除故障？另外，车内小灯的开启、熄灭的控制方式是什么？有几种控制形式？

图2-3-1电路控制原理图一、CAN数据总线故障的类型装有CAN-BUS多路信息传输系统的车辆出现故障，维修人员应首先检测汽车多路信息传输系统是否正常。因为如果多路信息传输系统有故障，则整个汽车多路信息传输系统中的有些信息将无法传输，接收这些信息的电控模块将无法正常工作，从而为故障诊断带来困难。对于汽车多路信息传输系统故障的维修，应根据多路信息传输系统的具体结构和控制回路具体分析。一般说来，引起汽车多路信息传输系统故障的原因有三种：一是无法通讯，该类型故障一般是汽车电源系统引起达到；二是汽车多路信息传输系统的链路故障；三是汽车多路信息传输系统的节点故障。二、CAN总线故障诊断步骤1．了解该车型的汽车多路传输系统特点，包括：传输介质、几种子网及汽车多路信息传输系统的结构形式等。2．汽车多路信息传输系统的功能，如有无唤醒功能和休眠功能等。3．检查汽车电源系统是否存在故障，如交流发电机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰等故障）等。4．检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障，采用替换法或采用跨线法进行检测。5．如果是节点故障，只能采用替换法进行检测。三、终端电阻的测量方法图2-3-2终端电阻的测量方法四、CAN数据总线的波形检测方法1．以CAN驱动总线为例，对CAN系统的波形进行检测分析图2-3-3CAN低线导线中的开路（1）故障1：CAN数据总线的导线断路（CAN-Low线）。故障显示：发动机控制单元CAN-Low线开路，如图2-3-3所示。（2）故障2：CAN-Low线对蓄电池短路。故障描述：CAN-Low线故障在于蓄电池电压，如图2-3-4所示。图2-3-4连接到蓄电池电压的CAN低线（3）故障3：一个或多个控制单上的CAN-High线和CAN-Low线装混了（见图2-3-5）。诊断内容为发动机控制单元无信号/通信。

图2-3-5CAN高线和CAN低线装混了2．以CAN舒适总线为例，对舒适系统进行波形分析、讲解（1）故障1：一条CAN导线对蓄电池正极短路诊断结果为舒适数据总线单线模式，在测量数据块内显示所有控制单元都处于单线模，如图2-3-6所示。

（2）故障2：某条CAN导线对地短路，诊断结果为数据总线处于单线模式。图2-3-7当CAN高线信号对地路时的CAN低线信号

（3）故障3：CAN-High对CAN-Low线