汽车CAN数据传输系统的原理及其故障诊断.docx

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汽车CAN数据传输系统的原理及其故障诊断

一汽宝来（BORA）轿车

CAN数据传输系统的原理与故障诊断

一汽－大众汽车有限公司生产的宝来（Bora）轿车，已于2001年12月9日上市，该车融合了许多高新技术，在动力传动系统和舒适系统中装用了两套CAN数据传输系统（图1），本文将对此系统加以介绍。

图1两套CAN数据传输系统

1—发动机操纵单元；2—ABS操纵单元；3、5、7、8—车门操纵单元；

4—自动变速器操纵单元；6—中央操纵单元

1　CAN数据传输系统概述

（1）什么缘故要采纳数据总线

　　我们明白，汽车两块电脑之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线（信号传输线的接地端能够采纳公共回路），例如，宝来轿车发动机电控单元J220与自动变速器电控单元J217之间就需要有5条信号传输线。

假如传递信号项目多还需要更多的信号传输线，如此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）什么是数据总线

　　一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。

往常各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车，公共汽车能够运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线。

　　（3）什么是CAN协议

　　电子计算机网络用电子语言来讲话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语言，这种语言称“协议”，汽车电脑网络常见的传输协议有数种。

宝来车装用博世公司产品，数据总线采纳CAN协议，那个协议是由福持、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。

CAN是ControllerAreaNetwork（操纵单元区域网络）的缩写，意思是操纵单元通过网络交换数据。

　　（4）CAN数据传输系统的优点

　　数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是：

　　①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。

　　②电控单元和电控单元插脚最小化应用，节约电控单元的有限空间。

　　③假如系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。

　　④各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。

　　⑤CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆上不同厂家的电控单元间进行数据交换。

2　CAN数据传输系统构成及工作原理

（1）CAN数据传输系统构成

　　CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN操纵器，一个CAN收发器；每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。

在系统中作为终端的两块电脑，其内部还装有一个数据传递终端（有时数据传递终端安装在电脑外部）。

（2）各部件功能

　　①CAN操纵器作用是接收操纵单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。

同时CAN操纵器也接收收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。

　　②CAN收发器是一个发送器和接收器的组合，它将CAN操纵器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去，同时，它也接收总线数据，并将数据传到CAN操纵器。

　　③数据传递终端实际是一个电阻器，作用是幸免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。

　　④CAN数据总线用以传输数据的双向数据线，分为CAN高位（CAN－high）和低位（CAN－low）数据线。

数据设有指定接收器，数据通过数据总线发送给各操纵单元，各操纵单元接收后进行计算。

为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，CAN总线采纳两条线缠绕在一起（图2），两线条上的电位是相反的，假如一条线的电压是5V，另一条线确实是0V，两条线的电压和总等于常值。

通过这种方法，CAN总线得到爱护而免受外界电磁场干扰，同时CAN总线向外辐射了保持中性，即无辐射。

图2CAN总线采纳两条线缠绕在一起

　　（3）数据传递过程

　　例如：

发动机电脑向某电脑CAN收发器发送数据，该电脑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操纵器。

CAN数据传输系统的其他电脑收发器均接收到此数据，然而要推断此数据是否是所需要的数据，假如不是将忽略掉（图3）。

图3数据传递过程

3　动力CAN数据传输系统

（1）动力CAN数据传输系统的组成

　　动力CAN数据总线连接3块电脑（图4），它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑（动力CAN数据总线实际能够连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑）。

总线能够同时传递10组数据，发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组和自动变速器电脑2组。

数据总线以500kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0.25ms，每一电控单元7～20ms发送一次数据。

优先权顺序为ABS/EDL电控单元　发动机电控单元　自动变速器电控单元。

图3动力传动系统CAN数据总线

　　在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便及时利用数据，因此需要一个高性能的发送器，高速发送器会加快点火系统间的数据传递，如此使接收到的数据立即应用到下一个点火脉冲中去。

CAN数据总线连接点通常置于操纵单元外部的线束中，在专门情况下，连接点也可能设在发动机电控单元内部。

（2）CAN数据传输系统故障码查询

　　能够使用VAG1551、VAG1552或VAS5051电脑诊断仪，分不进入01、02、03地址，对发动机、ABS/EDL和自动变速器电控单元进行自诊断，再进入功能码02查询三块电控单元是否储存CAN数据传输故障码。

　　举例：

宝来1.8T车AUM发动机操纵单元CAN数据传输故障码

　　①SAE码P1626、VAG码18034——数据总线缺少来自自动变速器操纵单元的信息。

　　②SAE码P1636、VAG码18004——数据总线缺少来自安全气囊操纵单元的信息。

　　③SAE码P1648、VAG码18056——数据总线损坏。

　　④SAE码P1649、VAG码18057——数据总线缺少来自ABS/EDL操纵单元的信息。

　　⑤SAE码P1650、VAG码18058——数据总线缺少来自组合仪表操纵单元的信息。

　　⑥SAE码P1682、VAG码18090——数据总线中来自ABS/EDL操纵单元的信号不可靠。