一汽宝来(BORA)轿车CAN数据传输系统的原理与故障诊断

CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江一汽宝来（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—发动机控制单元；2—ABS控制单元；3、5、7、8—车门控制单元；4—自动变速器控制单元；6—中央控制单元CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江1CAN数据传输系统概述(1)为什么要采用数据总线我们知道，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可以采用公共回路)，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。如果传递信号项目多还需要更多的信号传输线，这样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。以前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，公共汽车可以运输大量乘客，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说话，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，数据总线采用CAN协议，这个协议是由福持、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。CAN是ControllerAreaNetwork(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。(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CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江传输系统的优点是：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，节省电控单元的有限空间。③如果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。2CAN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控制器，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控制器作用是接收控制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控制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控制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CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江线数据，并将数据传到CAN控制器。③数据传递终端实际是一个电阻器，作用是避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控制单元，各控制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总线采用两条线缠绕在一起(图2)，两线条上的电位是相反的，如果一条线的电压是5V，另一条线就是0V，两条线的电压和总等于常值。通过这种办法，CAN总线得到保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总线采用两条线缠绕在一起(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，但是要判CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江断此数据是否是所需要的数据，如果不是将忽略掉(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数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑)。总线可以同时传递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。CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江图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，所以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，这样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控制单元外部的线束中，在特殊情况下，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可以使用VAG1551、VAG1552或VAS5051电脑诊断仪，分别进入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。CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江举例：宝来1.8T车AUM发动机控制单元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控制单元的信息。②SAE码P1636、VAG码18004——数据总线缺少来自安全气囊控制单元的信息。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控制单元的信息。⑤SAE码P1650、VAG码18058——数据总线缺少来自组合仪表控制单元的信息。⑥SAE码P1682、VAG码18090——数据总线中来自ABS/EDL控制单元的信号不可靠。⑦SAE码P1683、VAG码18091——数据总线中来自安全气囊控制单元的信号不可靠。⑧SAE码P1683、VAG码18261——数据总线中来自ABS/EDL控制单元的信号不可靠。(3)CAN数据传输系统故障诊断①诊断条件已查询出CAN数据总线的一个故障码。②必备工具仪表检测盒VAG1598/31、万用表VAG1526、成套辅助接线VAG1594和电路图。③诊断步骤关闭点火开关，拔开发动机控制单元插头，将VAG1598/31插到控制单元，此时不要连接线束插头。使用万用表测量CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江58针与60针之间的电阻，这是数据传递终端的电阻值，规定值为60～72Ω，如不符合规定应更换发动机控制单元，如符合规定应按照电路图测量数据总线的故障点。4.舒适CAN数据传输系统(1)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。舒适CAN数据传递有五个功能：中央门锁、电动窗、照明开关、后视镜加热及自诊断功能。控制单元的各条传输线以星状形成汇聚一点，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。该系统使经过车门的导线数据减少，线路变得简单。如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路，CAN系统会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行。四个车门控制单元都是由中央控制单元控制，只需较少的自诊断线。数据总线以62.5kbit/s速率传递数据，每一组数据传递大约需要1ms，每个电控单元20ms发送一次数据(图5)。优先权顺序为：中央控制单元驾驶员侧车门控制单元前排乘客侧车门控制单元左后车门控制单元右后车门控制单元。由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递，所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能低。CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江图5数据总线发送数据的时间间隔(2)CAN数据传输系统故障码查询可以使用VAG1551、VAG1552或VAS5051，进入地址码46，对舒适系统控制单元进行自诊断，进入功能码02查询舒适系统中央控制单元是否储存故障码。举例：宝来舒适系统中央控制单元CAN数据传输故障码①VAG码01328——舒适系统数据总线或控制单元存在故障。②VAG码01329——舒适系统数据总线处于紧急模式。(3)CAN数据传输系统故障诊断①诊断条件已查询出CAN数据总线的一个故障码。②必备工具仪表万用表VAG1526和电路图。③诊断步骤按照电路图使用万用表测量数据总线的故障点。如未查出故障，先清除故障码，再拔下所有车门插头并依次插好，同时读取数据块012组的显区1，视显示情况更换某一个控制单元。