CAN-BUS原理與檢修課件

CAN-BUS原理與檢修課件第一頁，共53頁。懸架控制ABS/ASR/VDC控制系統(tǒng)發(fā)動機(jī)集中控制自動變速器控制系統(tǒng)巡航控制SRS系統(tǒng)自動空調(diào)控制第二頁，共53頁。第一章控制局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)簡介第三頁，共53頁。認(rèn)識CAN-BUS如果有這么一個問題？車速車速信號是給哪一個控制單元？儀表控制單元ABS控制單元發(fā)動機(jī)控制單元第四頁，共53頁。認(rèn)識CAN-BUS這樣分配有何缺點？車速方法一：車速信號同時分配給各個控制單元！儀表控制單元ABS控制單元發(fā)動機(jī)控制單元第五頁，共53頁。認(rèn)識CAN-BUS相對于上一種，這種方法有何特點？車速方法二：總控制ECU的解決方法！總控制ECU儀表控制單元ABS控制單元發(fā)動機(jī)控制單元第六頁，共53頁。認(rèn)識CAN-BUS相對于上一種，這種方法有何優(yōu)點？車速方法三：CAN-BUS的解決方法！CAN-BUS儀表控制單元ABS控制單元發(fā)動機(jī)控制單元第七頁，共53頁。什么叫做CAN-BUS：P4隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，在汽車上采用的計算機(jī)微處理芯片數(shù)量越來越多，多個處理器之間相互連接、協(xié)調(diào)工作并共享信息構(gòu)成了汽車車載電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，CAN-BUS也就是這樣誕生的。CAN(ControllerAreaNetwork)(控制局域網(wǎng))是唯一被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線?？刂凭钟蚓W(wǎng)總線第八頁，共53頁。為什么需要CAN-BUSP5模塊常規(guī)線路多路傳輸可以節(jié)省布線空間可以改善可靠性第九頁，共53頁。學(xué)習(xí)CAN-BUS需要掌握的一些知識小車道大車道小車道大車道PolicePolice發(fā)動機(jī)排量<1.0升的禁止上高速架構(gòu)網(wǎng)關(guān)通信協(xié)議模塊數(shù)據(jù)總線第十頁，共53頁。數(shù)據(jù)總線(BUS)數(shù)據(jù)總線——就是指在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信號可以被多個系統(tǒng)共享，從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率，充分利用有限的資源。運輸數(shù)據(jù)的通道。第十一頁，共53頁。模塊(Modula)模塊——產(chǎn)生信號運輸和接收的裝置。小如傳感器，大如計算機(jī)，簡單的模塊可以稱之為節(jié)點。第十二頁，共53頁。架構(gòu)架構(gòu)——在高速公路上反映為進(jìn)入準(zhǔn)則，在CAN中規(guī)定什么信息可以輸入，什么信息可以輸出。架構(gòu)通常包括1至2條線路，利用電壓差來控制信號的輸入和輸出。第十三頁，共53頁。網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)——使各信息不產(chǎn)生沖突的一種裝置，實際上也是一種“模塊”。例如：車門打開時發(fā)動機(jī)控制模塊也許需要被喚醒，或者使舊的OBDⅡ診斷儀讀取不到CAN-C的數(shù)據(jù)流等。第十四頁，共53頁。通信協(xié)議通信協(xié)議——即所謂的交通規(guī)則和交通標(biāo)志的制定方法。在CAN中決定哪種信號具有優(yōu)先讀取權(quán)，哪種信號需要傳遞的速度快等。第十五頁，共53頁。第十六頁，共53頁。第十七頁，共53頁。了解CAN-BUSLAN(LocalAreaNetwork)是微機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一種類型，CAN只是LAN中的高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一。第十八頁，共53頁。汽車控制局域網(wǎng)的分類中中低成本40m40m（典型）40m總線最大長度1Mb/s（250kb/s）10~1250kb/s20kb/s位速率雙絞線雙絞線單根線介質(zhì)控制、診斷控制、診斷智能傳感器用途C類B類A類類別第十九頁，共53頁。B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第二十頁，共53頁。CAN-BUS各級別(C)舉例第二十一頁，共53頁。CAN-BUS各級別(B)舉例第二十二頁，共53頁。CAN-BUS各級別(A)舉例第二十三頁，共53頁。如此多的信息，CAN-BUS是如何解決的？第二十四頁，共53頁。CAN-BUS局域網(wǎng)工作過程第二十五頁，共53頁。CAN-BUS局域網(wǎng)的基本系統(tǒng)控制單元A控制單元B控制單元CCAN-BUS收發(fā)器第二十六頁，共53頁。信息如何交換控制單元A控制單元B控制單元C發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并行信息連續(xù)的比特流第二十七頁，共53頁。CAN-BUS局域網(wǎng)元件的功能微處理器帶有時間換算的CAN區(qū)故障記錄CAN-BUS收發(fā)器接收區(qū)接收郵箱CAN構(gòu)件控制單元K線/診斷線發(fā)送區(qū)發(fā)送郵箱輸入儲存輸出儲存第二十八頁，共53頁?？刂茊卧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邮盏降膫鞲衅髦禃欢ㄆ诓樵儾错樞虼嫒胼斎氪鎯ζ?。處理后的結(jié)果存入輸出存儲器，然后傳遞給各個執(zhí)行元件。為了能夠處理CAN信息，各控制單元內(nèi)還有一個CAN存儲區(qū)，用于容納接收到和要發(fā)送的信息。第二十九頁，共53頁。CAN構(gòu)件CAN構(gòu)件用于數(shù)據(jù)交換，它分為兩個區(qū)，一個接收區(qū)，一個發(fā)送區(qū)。該構(gòu)件一般集成在控制單元的微控制器芯片內(nèi)。第三十頁，共53頁。收發(fā)器收發(fā)器就是一個發(fā)送-接收放大器，它把CAN構(gòu)件連續(xù)的比特流(邏輯電平)轉(zhuǎn)換成電壓值(線路傳輸電平)，或反之。收發(fā)器通過TX-線(發(fā)送導(dǎo)線)或RX-線(接收導(dǎo)線)與CAN構(gòu)件相連。RX-線通過一個放大器直接與CAN總線相連，總在監(jiān)聽總線信號。TX線與總線通過一個斷路式集流器電路來進(jìn)行耦合。(見下圖)第三十一頁，共53頁。收發(fā)器工作情況RXTX+5V總線導(dǎo)線第三十二頁，共53頁。三個收發(fā)器接到一根總線導(dǎo)線上+5V+5V+5V總線導(dǎo)線(0V)收發(fā)器A收發(fā)器B收發(fā)器C第三十三頁，共53頁。第三節(jié)數(shù)據(jù)傳遞過程信息傳遞格式：標(biāo)識:(標(biāo)識符11位)用于識別信息信息內(nèi)容:數(shù)字區(qū)最大8位包含信息的內(nèi)容16位CRC校驗數(shù)據(jù)安全的校驗和數(shù)確認(rèn)(2位數(shù)據(jù)收到信號)第三十四頁，共53頁。傳遞過程發(fā)送開始發(fā)送信息查詢總線是否空閑檢查信息是否正確檢查信息是否可用CRC校驗需要該信息接收信息第三十五頁，共53頁。發(fā)動機(jī)控制單元輸入儲存輸出儲存ABS控制單元輸入儲存輸出儲存組合儀表控制單元輸入儲存RXTXRXTXRXTX發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速第三十六頁，共53頁。如何避免數(shù)據(jù)沖突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，為了避免這種狀況，CAN-BUS采取仲裁方法來處理這類沖突。第三十七頁，共53頁。標(biāo)識符仲裁過程TX位數(shù)：12345678信息：10101010RX發(fā)動機(jī)控制單元TXRXABS控制單元信息：10101011TXRX組合儀表控制單元信息：10111111數(shù)據(jù)總線信息：10101010有分配功能并保持在發(fā)送模式無分配功能并進(jìn)入接收模式無分配功能并進(jìn)入接收模式標(biāo)識符中的號碼越小，表示該信息越重要。這種方法稱之為仲裁。第三十八頁，共53頁。信息仲裁過程數(shù)字最小的(前面的“0”最多)，優(yōu)先級越高。第三十九頁，共53頁。第四節(jié)CAN-BUS局域網(wǎng)自我診斷CAN傳送數(shù)據(jù)的可靠性很高，加上CAN具有完善的故障管理機(jī)制，因此它可以準(zhǔn)確識別出CAN系統(tǒng)中的所有故障。無法識別故障的幾率大約為<10-12，相當(dāng)于每輛車在使用壽命內(nèi)出現(xiàn)4次數(shù)據(jù)傳遞故障。第四十頁，共53頁。引起故障的原因P142一是汽車電源系統(tǒng)引起的故障；二是汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路故障；三是汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的節(jié)點故障。第四十一頁，共53頁。CAN雙線式總線系統(tǒng)的檢測方法第四十二頁，共53頁。電源系統(tǒng)故障——故障機(jī)理P142ECM10.5～15.0V第四十三頁，共53頁。案例分析P142故障：行駛過程中有時轉(zhuǎn)速表、里程表、燃油表、水溫表指示為零。第四十四頁，共53頁。第四十五頁，共53頁。節(jié)點故障——故障機(jī)理P143節(jié)點即模塊，該故障就是電控模塊ECM中軟件故障(傳輸協(xié)議或軟件程序有缺陷或沖突)或硬件故障(通信芯片或集成電路故障)。第四十六頁，共53頁。案例分析P143故障：行駛過程中機(jī)油壓力報警燈與安全氣囊故障指示燈報警，同時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表不能運行故障。第四十七頁，共53頁。第四十八頁，共53頁。鏈路故障——故障機(jī)理P143-P144通信線路的短路、斷路以及線路物理性質(zhì)引起的通信信號衰減或失真。判斷是否為鏈路故障時，一般采用示波器或汽車專用光纖診斷儀來觀察通信數(shù)據(jù)信號是否與標(biāo)準(zhǔn)通信數(shù)據(jù)信號相符(讀數(shù)據(jù)流)。第四十九頁，共53頁。檢測方法小結(jié)P1441.了解該車型的汽車多路傳輸系統(tǒng)特點（包括：傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)及汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式等）。2.汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的功能，如：有無喚醒功能和休眠功能等。3.檢查汽車電源系統(tǒng)是否存在故障，如：交流發(fā)電機(jī)的輸出波形是否正常（若不正常將導(dǎo)致信號干擾等故障）等。4.檢查汽車多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路是否存在故