汽車CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的原理及其故障診斷4

由于汽車不同控制器對CAN總線的性能要求不同，因此最新版本的CAN總線系統(tǒng)人為設(shè)定為5個不同的區(qū)域，分別為驅(qū)動系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、多功能儀表、診斷總線等5個局域網(wǎng)。其速率分別為(Kbit/s):驅(qū)動系統(tǒng)(由15號線激活):500;舒適系統(tǒng)（由30號線激活):100；信息系統(tǒng)（由30號線激活):100;診斷系統(tǒng)（由30號線激活):500；儀表系統(tǒng)(由15號線激活):100;Lin:20最大承載:1000；基本構(gòu)造Basicstructure網(wǎng)關(guān)由于不同區(qū)域Canbus總線的速率和識別代號不同，因此一個信號要從一個總線進(jìn)入到另一個總線區(qū)域，必須把它的識別信號和速率進(jìn)行改變，能夠讓另一個系統(tǒng)接受，這個任務(wù)由網(wǎng)關(guān)(Gateway)來完成。另外，網(wǎng)關(guān)還具有改變信息優(yōu)先級的功能。如車輛發(fā)生相撞事故，氣囊控制單元會發(fā)出負(fù)加速度傳感器的信號，這個信號的優(yōu)先級在驅(qū)動系統(tǒng)是非常高，但轉(zhuǎn)到舒適系統(tǒng)后，網(wǎng)關(guān)調(diào)低了它的優(yōu)先級，因為它在舒適系統(tǒng)功能只是打開門和燈?；緲?gòu)造Basicstructure診斷總線診斷總線是用于診斷儀器和相應(yīng)控制單元之間的信息交換，它被用來代替原來的K線或者L線的功能(廢氣處理控制器除外）。診斷總線目前只能在VAS5051和VAS5052下工作，而不能適用于原來的診斷工具，如1552等。診斷總線通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)的CANBUs上，然后再連接相應(yīng)的控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。隨著診斷總線的使用，大眾集團(tuán)將逐步淘汰控制器上的K線存儲器,而采用CAN線作為診斷儀器和控制器之間的信息連接線，我們稱之為虛擬K線?；緲?gòu)造Basicstructure診斷接口基本構(gòu)造Basicstructure

當(dāng)車輛使用診斷CANBUS總線結(jié)構(gòu)后，vAS5051等診斷儀器必須使用相對應(yīng)的新型診斷線(VAS5051/SA或VAS5051/6A)，否則無法讀出相應(yīng)的診斷信息。另外，車上的診斷接口也作出了相應(yīng)的改動，具體信息看如下圖表:注:5051儀器的版本號必須大于3.0以上才能使用診斷CANBUS總線。新型診斷線能夠適用于舊型診斷接口?；緲?gòu)造Basicstructure針腳號對應(yīng)的線束1-15號線4-接地5-接地6-CANBUS（高）7-k線14-CANBUS（低）15-L線16-30號線

CAN總線是車內(nèi)電子裝置中的一個獨立系統(tǒng)，它就是數(shù)據(jù)線,用于在連接的控制單元之間進(jìn)行信息交換。由于自身的布置和結(jié)構(gòu)特點，CAN總線工作時的可靠性很高如果CAN總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障,故障就會存入相應(yīng)的控制單元故障存儲器內(nèi)，可以用診斷儀讀出這些故障?！た刂茊卧獡碛凶栽\斷功能，我們通過自診斷功能還可識別出與CAN總線相關(guān)的故障。·用診斷儀（如VAS5051，5052)讀出CAN總線故障記錄后，既可按這些信息準(zhǔn)確地查尋故障·控制單元內(nèi)的故障記錄用于初步確定故障，還可用于讀出排除故障后的無故障說明。如果想要更新故障顯示內(nèi)容，須重新起動發(fā)動機(jī)。CAN總線正常的一個重要前提條件是:車在任何工況均不應(yīng)有CAN總線故障記錄。為了能夠確定及排除故障，就需要了解CAN總線上的數(shù)據(jù)交換基本原理。CAN總線CanBus不同的數(shù)據(jù)傳遞（以CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線為例)1、提高數(shù)據(jù)傳遞的可靠性為了提高數(shù)據(jù)傳遞的可靠性，CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的兩條導(dǎo)線（雙絞線）分別用于不同的數(shù)據(jù)傳送，這兩條線分別稱為CAN-High線和CAN-Low線。CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange2、在顯性狀態(tài)和隱性狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時CAN導(dǎo)線上的電壓變化在靜止?fàn)顟B(tài)時，這兩條導(dǎo)線上作用有相同預(yù)先設(shè)定值，該值稱為靜電平。對于CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線來說，這個值大約為2.5V。靜電平也稱為隱性狀態(tài)，因為連接的所有控制單元均可修改它。在顯性狀態(tài)時，CAN-High線上的電壓值會升高一個預(yù)定值(對CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線來說，這個值至少為1V)。而CAN-Low線上的電壓值會降低一個同樣值（對CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線來說，這個值至少為1V)。于是在CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線上，CAN-High線就處于激活狀態(tài)，其電壓不低于3.5(2.5V+1V=3.5V)，而CAN-Low線上的電壓值最多可降至1.5V(2.5V-1V=1.5V)。因此在隱性狀態(tài)時，CAN-High線與CAN-Low線上的電壓差為ov，在顯性狀態(tài)時該差值最低為2V。CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange3、CAN數(shù)據(jù)總線上的信號變化（以CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線為例)CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange4、收發(fā)器內(nèi)的CAN-High線和CAN-Low線上的信號轉(zhuǎn)換控制單元是通過收發(fā)器聯(lián)接到CAN驅(qū)動總線上的，在這個收發(fā)器內(nèi)有一個接收器，該接收器是安裝在接收一側(cè)的差動信號放大器。差動信號放大器用于處理來自CAN-High線和CAN-Low線的信號,除此以外還負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的信號傳至控制單元的CAN接收區(qū)。這個轉(zhuǎn)換后的信號稱為差動信號放大器的輸出電壓。差動信號放大器用CAN-High線上的電壓(UCAN-High)減去CAN-Low線上的電壓（UCAN-Low)，就得出了輸出電壓，用這種方法可以消除靜電平(對于CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線來說是2.5V)或其它任何重疊的電壓。CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange5、CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線差動信號放大器內(nèi)的信號轉(zhuǎn)換收發(fā)器的差動信號放大器在處理信號時，會用CAN-High-線上作用的電壓減去CAN-Low-線上作用的電壓。CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange6、CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線差動信號放大器內(nèi)的干擾過濾由于數(shù)據(jù)總線也要布置在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，所以數(shù)據(jù)總線就要遭受各種干擾。在保養(yǎng)時要考慮對地短路和蓄電池電壓、點火裝置的火花放電和靜態(tài)放電。在該圖的上部可清楚地看到這種傳遞的效果。由于CAN-High線和GAN-Low線是扭絞在一起的（雙絞3.線）,-所以干擾脈沖X就總是有規(guī)律地作用在兩條線上。由于差動信號放大器總是用CAN-High線上的電壓（3.5V--X）減去CAN-low線上的電壓（1.5V--X），因此在經(jīng)過處理后，差動信號中就不再有干擾脈沖了。CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange7、信號電平控制單元信號在收發(fā)器內(nèi)的放大收發(fā)器發(fā)送一側(cè)的任務(wù)是將控制單元內(nèi)的CAN控制器的較弱信號放大，使之達(dá)到CAN導(dǎo)線上的信號電平和控制單元輸入端的信號電平。聯(lián)接在CAN數(shù)據(jù)總線上的控制單元的作用就像是CAN導(dǎo)線上的一個負(fù)載電阻(因為裝有電子元件）。這個負(fù)載電阻取決于聯(lián)接的控制單元數(shù)量和其電阻。收發(fā)器將CAN信號輸送到CAN數(shù)據(jù)總線的兩條導(dǎo)線上，相應(yīng)地在CAN-High線上的電壓就升高，而在CAN-Low線上的電壓就降低一個同樣大小的值。對于驅(qū)動CAN數(shù)據(jù)總線來說，一條導(dǎo)線上的電壓改變值不低于1V，對于CAN舒適/Infotainment總線來說，這個值不低于3.6V。CAN總線數(shù)據(jù)交換基本原理BasicprincipleofCANbusdataexchange8、CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線的特點CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線的速率為500kBit/s，用于將CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線方面的控制單元聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。CAN驅(qū)動數(shù)據(jù)總線控制單元有:-發(fā)動機(jī)控制單元-ABS-控制單元-ESP-控制單元-變速器控制單