CAN-BUS原理與檢修課件

CAN-BUS原理與檢修課件第一頁(yè)，共53頁(yè)。懸架控制ABS/ASR/VDC控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)巡航控制SRS系統(tǒng)自動(dòng)空調(diào)控制第二頁(yè)，共53頁(yè)。第一章控制局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)簡(jiǎn)介第三頁(yè)，共53頁(yè)。認(rèn)識(shí)CAN-BUS如果有這么一個(gè)問(wèn)題？車(chē)速車(chē)速信號(hào)是給哪一個(gè)控制單元？?jī)x表控制單元ABS控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元第四頁(yè)，共53頁(yè)。認(rèn)識(shí)CAN-BUS這樣分配有何缺點(diǎn)？車(chē)速方法一：車(chē)速信號(hào)同時(shí)分配給各個(gè)控制單元！儀表控制單元ABS控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元第五頁(yè)，共53頁(yè)。認(rèn)識(shí)CAN-BUS相對(duì)于上一種，這種方法有何特點(diǎn)？車(chē)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(dòng)機(jī)控制單元第六頁(yè)，共53頁(yè)。認(rèn)識(shí)CAN-BUS相對(duì)于上一種，這種方法有何優(yōu)點(diǎn)？車(chē)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(dòng)機(jī)控制單元第七頁(yè)，共53頁(yè)。什么叫做CAN-BUS：P4隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，在汽車(chē)上采用的計(jì)算機(jī)微處理芯片數(shù)量越來(lái)越多，多個(gè)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(chē)車(chē)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線?？刂凭钟蚓W(wǎng)總線第八頁(yè)，共53頁(yè)。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(yè)，共53頁(yè)。學(xué)習(xí)CAN-BUS需要掌握的一些知識(shí)小車(chē)道大車(chē)道小車(chē)道大車(chē)道PolicePolice發(fā)動(dòng)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(yè)，共53頁(yè)。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(hào)可以被多個(gè)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(yùn)輸數(shù)據(jù)的通道。第十一頁(yè)，共53頁(yè)。模塊(Modula)模塊——產(chǎn)生信號(hào)運(yùn)輸和接收的裝置。小如傳感器，大如計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)單的模塊可以稱之為節(jié)點(diǎn)。第十二頁(yè)，共53頁(yè)。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(lái)控制信號(hào)的輸入和輸出。第十三頁(yè)，共53頁(yè)。網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)——使各信息不產(chǎn)生沖突的一種裝置，實(shí)際上也是一種“模塊”。例如：車(chē)門(mén)打開(kāi)時(shí)發(fā)動(dòng)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(yè)，共53頁(yè)。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(hào)具有優(yōu)先讀取權(quán)，哪種信號(hào)需要傳遞的速度快等。第十五頁(yè)，共53頁(yè)。第十六頁(yè)，共53頁(yè)。第十七頁(yè)，共53頁(yè)。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(yè)，共53頁(yè)。汽車(chē)控制局域網(wǎng)的分類中中低成本40m40m（典型）40m總線最大長(zhǎng)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(yè)，共53頁(yè)。B類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與C類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第二十頁(yè)，共53頁(yè)。CAN-BUS各級(jí)別(C)舉例第二十一頁(yè)，共53頁(yè)。CAN-BUS各級(jí)別(B)舉例第二十二頁(yè)，共53頁(yè)。CAN-BUS各級(jí)別(A)舉例第二十三頁(yè)，共53頁(yè)。如此多的信息，CAN-BUS是如何解決的？第二十四頁(yè)，共53頁(yè)。CAN-BUS局域網(wǎng)工作過(guò)程第二十五頁(yè)，共53頁(yè)。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(yè)，共53頁(yè)。信息如何交換控制單元A控制單元B控制單元C發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并行信息連續(xù)的比特流第二十七頁(yè)，共53頁(yè)。CAN-BUS局域網(wǎng)元件的功能微處理器帶有時(shí)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(chǔ)存輸出儲(chǔ)存第二十八頁(yè)，共53頁(yè)?？刂茊卧刂茊卧邮諄?lái)自傳感器的信號(hào)，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?huì)被定期查詢并按順序存入輸入存儲(chǔ)器。處理后的結(jié)果存入輸出存儲(chǔ)器，然后傳遞給各個(gè)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(gè)CAN存儲(chǔ)區(qū)，用于容納接收到和要發(fā)送的信息。第二十九頁(yè)，共53頁(yè)。CAN構(gòu)件CAN構(gòu)件用于數(shù)據(jù)交換，它分為兩個(gè)區(qū)，一個(gè)接收區(qū)，一個(gè)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(yè)，共53頁(yè)。收發(fā)器收發(fā)器就是一個(gè)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(guò)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(guò)一個(gè)放大器直接與CAN總線相連，總在監(jiān)聽(tīng)總線信號(hào)。TX線與總線通過(guò)一個(gè)斷路式集流器電路來(lái)進(jìn)行耦合。(見(jiàn)下圖)第三十一頁(yè)，共53頁(yè)。收發(fā)器工作情況RXTX+5V總線導(dǎo)線第三十二頁(yè)，共53頁(yè)。三個(gè)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(yè)，共53頁(yè)。第三節(jié)數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程信息傳遞格式：標(biāo)識(shí):(標(biāo)識(shí)符11位)用于識(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)安全的校驗(yàn)和數(shù)確認(rèn)(2位數(shù)據(jù)收到信號(hào))第三十四頁(yè)，共53頁(yè)。傳遞過(guò)程發(fā)送開(kāi)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(yàn)需要該信息接收信息第三十五頁(yè)，共53頁(yè)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元輸入儲(chǔ)存輸出儲(chǔ)存ABS控制單元輸入儲(chǔ)存輸出儲(chǔ)存組合儀表控制單元輸入儲(chǔ)存RXTXRXTXRXTX發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速第三十六頁(yè)，共53頁(yè)。如何避免數(shù)據(jù)沖突如果多個(gè)控制單元同時(shí)發(fā)送信息，那么數(shù)據(jù)總線上就必然會(huì)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(lái)處理這類沖突。第三十七頁(yè)，共53頁(yè)。標(biāo)識(shí)符仲裁過(guò)程TX位數(shù)：12345678信息：10101010RX發(fā)動(dòng)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(wú)分配功能并進(jìn)入接收模式無(wú)分配功能并進(jìn)入接收模式標(biāo)識(shí)符中的號(hào)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(yè)，共53頁(yè)。信息仲裁過(guò)程數(shù)字最小的(前面的“0”最多)，優(yōu)先級(jí)越高。第三十九頁(yè)，共53頁(yè)。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(shí)別出CAN系統(tǒng)中的所有故障。無(wú)法識(shí)別故障的幾率大約為<10-12，相當(dāng)于每輛車(chē)在使用壽命內(nèi)出現(xiàn)4次數(shù)據(jù)傳遞故障。第四十頁(yè)，共53頁(yè)。引起故障的原因P142一是汽車(chē)電源系統(tǒng)引起的故障；二是汽車(chē)多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路故障；三是汽車(chē)多路信息傳輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)故障。第四十一頁(yè)，共53頁(yè)。CAN雙線式總線系統(tǒng)的檢測(cè)方法第四十二頁(yè)，共53頁(yè)。電源系統(tǒng)故障——故障機(jī)理P142ECM10.5～15.0V第四十三頁(yè)，共53頁(yè)。案例分析P142故障：行駛過(guò)程中有時(shí)轉(zhuǎn)速表、里程表、燃油表、水溫表指示為零。第四十四頁(yè)，共53頁(yè)。第四十五頁(yè)，共53頁(yè)。節(jié)點(diǎn)故障——故障機(jī)理P143節(jié)點(diǎn)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(yè)，共53頁(yè)。案例分析P143故障：行駛過(guò)程中機(jī)油壓力報(bào)警燈與安全氣囊故障指示燈報(bào)警，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表不能運(yùn)行故障。第四十七頁(yè)，共53頁(yè)。第四十八頁(yè)，共53頁(yè)。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(hào)衰減或失真。判斷是否為鏈路故障時(shí)，一般采用示波器或汽車(chē)專用光纖診斷儀來(lái)觀察通信數(shù)據(jù)信號(hào)是否與標(biāo)準(zhǔn)通信數(shù)據(jù)信號(hào)相符(讀數(shù)據(jù)流)。第四十九頁(yè)，共53頁(yè)。檢測(cè)方法小結(jié)P1441.了解該車(chē)型的汽車(chē)多路傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)（包括：傳輸介質(zhì)、幾種子網(wǎng)及汽車(chē)多路信息傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式等）。2.汽車(chē)多路信息傳輸系統(tǒng)的功能，如：有無(wú)喚醒功能和休眠功能等。3.檢查汽車(chē)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(hào)干擾等故障）等。4.檢查汽車(chē)多路信息傳輸系統(tǒng)的鏈路是否存在故