can數據傳輸系統的原理與故障診斷

(1)為什么要采用數據總線(xiàn)

我們知道，汽車(chē)兩塊電腦之間的信息傳遞，有幾個(gè)信號就要有幾條信號傳輸線(xiàn)(信號傳輸線(xiàn)的接地端可以采用公共回路)，例如，寶來(lái)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機電控單元j220與自動(dòng)變速器電控單元j217之間就需要有5條信號傳輸線(xiàn)。如果傳遞信號項目多還需要更多的信號傳輸線(xiàn)，這樣會(huì )導致電控單元針腳數增加、線(xiàn)路復雜、故障率增多及維修困難。

(2)什么是數據總線(xiàn)

一輛汽車(chē)不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電控單元都只需引出兩條線(xiàn)共同接在兩個(gè)節點(diǎn)上，這兩條導線(xiàn)就稱(chēng)作數據總線(xiàn)。以前各電控單元之間好比有許多人騎著(zhù)自行車(chē)來(lái)來(lái)往往，現在是這些人乘坐公共汽車(chē)，公共汽車(chē)可以運輸大量乘客，故數據總線(xiàn)亦稱(chēng)bus線(xiàn)。

(3)什么是can協(xié)議

電子計算機網(wǎng)絡(luò )用電子語(yǔ)言來(lái)說(shuō)話(huà)，各電控單元必須使用和解讀相同的電子語(yǔ)言，這種語(yǔ)言稱(chēng)“協(xié)議”，汽車(chē)電腦網(wǎng)絡(luò )常見(jiàn)的傳輸協(xié)議有數種。數據總線(xiàn)采用can協(xié)議，can是controller area network(控制單元區域網(wǎng)絡(luò ))的縮寫(xiě)，意思是控制單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換數據。

(4)can數據傳輸系統的優(yōu)點(diǎn)

數據總線(xiàn)與其他部件組合在一起就成為數據傳輸系統，can數據傳輸系統的優(yōu)點(diǎn)是：

①將傳感器信號線(xiàn)減至最少，使更多的傳感器信號進(jìn)行高速數據傳遞。

②電控單元和電控單元插腳最小化應用，節省電控單元的有限空間。

③如果系統需要增加新的功能，僅需軟件升級即可。

④各電控單元的監測對所連接的can總線(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，如出現故障該電控單元會(huì )存儲故障碼。

⑤can數據總線(xiàn)符合國際標準，以便于一輛車(chē)上不同廠(chǎng)家的電控單元間進(jìn)行數據交換。

2．can數據傳輸系統構成及工作原理

(1)can數據傳輸系統構成

can數據傳輸系統中每塊電腦的內部增加了一個(gè)can控制器，一個(gè)can收發(fā)器；每塊電腦外部連接了兩條can數據總線(xiàn)。在系統中作為終端的兩塊電腦，其內部還裝有一個(gè)數據傳遞終端(有時(shí)數據傳遞終端安裝在電腦外部)。

(2)各部件功能

①can控制器作用是接收控制單元中微處理器發(fā)出的數據，處理數據并傳給can收發(fā)器。同時(shí)can控制器也接收收發(fā)器收到的數據，處理數據并傳給微處理器。

②can收發(fā)器 是一個(gè)發(fā)送器和接收器的組合，它將can控制器提供的數據轉化成電信號并通過(guò)數據總線(xiàn)發(fā)送出去，同時(shí)，它也接收總線(xiàn)數據，并將數據傳到can控制器。

③數據傳遞終端 實(shí)際是一個(gè)電阻器，作用是避免數據傳輸終了反射回來(lái)，產(chǎn)生反射波而使數據遭到破壞。

④can數據總線(xiàn) 用以傳輸數據的雙向數據線(xiàn)，分為can高位(can-high)和低位(can—low)數據線(xiàn)。數據沒(méi)有指定接收器，數據通過(guò)數據總線(xiàn)發(fā)送給各控制單元，各控制單元接收后進(jìn)行計算。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，can總線(xiàn)采用兩條線(xiàn)纏繞在一起，兩條線(xiàn)上的電位是相反的，如果一條線(xiàn)的電壓是5v，另一條線(xiàn)就是0v，兩條線(xiàn)的電壓和總等于常值。通過(guò)該種辦法，can總線(xiàn)得到保護而免受外界電磁場(chǎng)干擾，同時(shí)can總線(xiàn)向外輻射也保持中性，即無(wú)輻射。

(3)數據傳遞過(guò)程

例如：發(fā)動(dòng)機電腦向某電腦can收發(fā)器發(fā)送數據，該電腦can收發(fā)器接收到由發(fā)動(dòng)機電腦傳來(lái)的數據，轉換信號并發(fā)給本電腦的控制器。can數據傳輸系統的其他電腦收發(fā)器均接收到此數據，但是要檢查判斷此數據是否是所需要的數據，如果不是將忽略掉。

3．動(dòng)力can數據傳輸系統

(1)動(dòng)力can數據傳輸系統的組成

動(dòng)力can數據總線(xiàn)連接3塊電腦，它們是發(fā)動(dòng)機、abs／edl及自動(dòng)變速器電腦(動(dòng)力can數據總線(xiàn)實(shí)際可以連接安全氣囊、四輪驅動(dòng)與組合儀表等電腦)?？偩€(xiàn)可以同時(shí)傳遞10組數據，發(fā)動(dòng)機電腦5組、abs／edl電腦3組和自動(dòng)變速器電腦2組。數據總線(xiàn)以500kbit/s速率傳遞數據，每一數據組傳遞大約需要0．25ms，每一電控單元7～20ms發(fā)送一次數據。優(yōu)先權順序為abs／edl電控單元→發(fā)動(dòng)機電控單元→自動(dòng)變速器電控單元。

在動(dòng)力傳動(dòng)系統中，數據傳遞應盡可能快速，以便及時(shí)利用數據，所以需要一個(gè)高性能的發(fā)送器，高速發(fā)送器會(huì )加快點(diǎn)火系統間的數據傳遞，這樣使接收到的數據立即應用到下一個(gè)點(diǎn)火脈沖中去。can數據總線(xiàn)連接點(diǎn)通常置于控制單元外部的線(xiàn)束中，在特殊情況下，連接點(diǎn)也可能設在發(fā)動(dòng)機電控單元內部。

(2)can數據傳輸系統故障碼查詢(xún)

可以使用v．a(chǎn)．g1551、v．a(chǎn)．g1552或vas5051電腦診斷儀，分別進(jìn)入01、02、03地址，對發(fā)動(dòng)機、abs／edl和自動(dòng)變速器電控單元進(jìn)行自診斷，再進(jìn)入功能碼02查詢(xún)三塊電控單元是否儲存can數據傳輸故障碼。

舉例：寶來(lái)1．8t車(chē)aum發(fā)動(dòng)機控制單元can數據傳輸故障碼

①sae碼p1626、v．a(chǎn)．g碼18034——數據總線(xiàn)缺少來(lái)自自動(dòng)變速器控制單元的信息。

②sae碼p1636、v．a(chǎn)．g碼18004——數據總線(xiàn)缺少來(lái)自安全氣囊控制單元的信息。

③sae碼p1648、v．a(chǎn)．g碼18056——數據總線(xiàn)損壞。

④sae碼p1649、v．a(chǎn)．g碼18057——數據總線(xiàn)缺少來(lái)自abs／edl控制單元的信息。

⑤sae碼p1650、v．a(chǎn)．g碼18058——數據總線(xiàn)缺少來(lái)自組合儀表控制單元的信息。

⑥sae碼p1682、v．a(chǎn)．g碼18090——數據總線(xiàn)中來(lái)自abs／edl控制單元的信號不可靠。

⑦sae碼p1683、v．a(chǎn)．g碼18091——數據總線(xiàn)中來(lái)自安全氣囊控制單元的信號不可靠。

⑧sae碼p1683、v．a(chǎn)．g碼18261——數據總線(xiàn)中來(lái)自abs／edl控制單元的信號不可靠。

(3)can數據傳輸系統故障診斷

①診斷條件 已查詢(xún)出can數據總線(xiàn)的一個(gè)故障碼。

②必備工具儀表：檢測盒v．a(chǎn)．g1598／31、萬(wàn)用表v．a(chǎn)．g1526、成套輔助接線(xiàn)v．a(chǎn)．g1594和電路圖。

③診斷步驟 關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔開(kāi)發(fā)動(dòng)機控制單元插頭，將v．a(chǎn)．g1598／31插到控制單元，此時(shí)不要連接線(xiàn)束插頭。使用萬(wàn)用表測量58針與60針之間的電阻，這是數據傳遞終端的電阻值，規定值為60—72歐姆，如不符合規定應更換發(fā)動(dòng)機控制單元，如符合規定應按照電路圖測量數據總線(xiàn)的故障點(diǎn)。

4．舒適can數據傳輸系統

(1)舒適can數據傳輸系統的組成

舒適can數據總線(xiàn)連接五塊控制單元，包括中央控制單元及四個(gè)車(chē)門(mén)的控制單元。舒適can數據傳遞有五個(gè)功能：中央門(mén)鎖、電動(dòng)窗、照明開(kāi)關(guān)、后視鏡加熱及自診斷功能?？刂茊卧母鳁l傳輸線(xiàn)以星狀形式匯聚一點(diǎn)，這樣做的好處是，如果一個(gè)控制單元發(fā)生故障，其他控制單元仍可發(fā)送各自的數據。

該系統使經(jīng)過(guò)車(chē)門(mén)的導線(xiàn)數量減少，線(xiàn)路變得簡(jiǎn)單。如果線(xiàn)路中某處出現對地短路，對正極短路或線(xiàn)路間短路，can系統會(huì )立即轉為應急模式運行或轉為單線(xiàn)模式運行。四個(gè)車(chē)門(mén)控制單元都是由中央控制單元控制，只需較少的自診斷線(xiàn)。

數據總線(xiàn)以62．5kbit／s速率傳遞數據，每一組數據傳遞大約需要lms，每個(gè)電控單元20ms發(fā)送一次數據。優(yōu)先權順序為：中央控制單元→駕駛員側車(chē)門(mén)控制單元→前排乘客側車(chē)門(mén)控制單元→左后車(chē)門(mén)控制單元→右后車(chē)門(mén)控制單元。由于舒適系統中的數據可以用較低的速率傳遞，所以發(fā)送器性能比動(dòng)力傳動(dòng)系統發(fā)送器的性能低。

(2)can數據傳輸系統故障碼查詢(xún)

可以使用v．a(chǎn)．g1551、v．a(chǎn)．g1552或vas5051，進(jìn)入地址碼46，對舒適系統控制單元進(jìn)行自診斷，進(jìn)入功能碼02查詢(xún)舒適系統中央控制單元是否儲存故障碼。

舉例：寶來(lái)舒適系統中央控制單元can數據傳輸故障碼：

①v．a(chǎn)．g碼01328——舒適系統數據總線(xiàn)或控制單元存在故障。

②v．a(chǎn)．g碼01329——舒適系統數據總線(xiàn)處于緊急模式。

(3)can數據傳輸系統故障診斷。

①診斷條件 已查詢(xún)出can數據總線(xiàn)的一個(gè)故障碼。

②必備工具儀表 萬(wàn)用表v．a(chǎn)．g1526和電路圖。

③診斷步驟 按照電路圖使用萬(wàn)用表測量數據總線(xiàn)的故障點(diǎn)。如未查出故障，先清除故障碼，再拔下所有車(chē)門(mén)插頭并依次插好，同時(shí)讀取數據塊012組的顯區1，視顯示情況更換某一個(gè)控制單元。