摘要： 在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)中裝用了兩套CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，本文將對(duì)此系統(tǒng)加以介紹。
1．CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)概述
(1)為什么要采用數(shù)據(jù)總線
我們知道，汽車兩塊電腦之間的信息傳遞，有幾個(gè)信號(hào)就要有幾條信號(hào)傳輸線(信號(hào)傳輸線的接地端可以采用公共回路)，例如，寶來轎車發(fā)動(dòng)機(jī)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(hào)傳輸線。如果傳遞信號(hào)項(xiàng)目多還需要更多的信號(hào)傳輸線，這樣會(huì)導(dǎo)致電控單元針腳數(shù)增加、線路復(fù)雜、故障率增多及維修困難。
(2)什么是數(shù)據(jù)總線
一輛汽車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共同接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線。以前各電控單元之間好比有許多人騎著自行車來來往往，現(xiàn)在是這些人乘坐公共汽車，公共汽車可以運(yùn)輸大量乘客，故數(shù)據(jù)總線亦稱BUS線。
(3)什么是CAN協(xié)議
電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用電子語言來說話，各電控單元必須使用和解讀相同的電子語言，這種語言稱“協(xié)議”，汽車電腦網(wǎng)絡(luò)常見的傳輸協(xié)議有數(shù)種。寶來車裝用博世公司產(chǎn)品，數(shù)據(jù)總線采用CAN協(xié)議，這個(gè)協(xié)議是由福特、Internet與博世公司共同開發(fā)的高速汽車通信協(xié)議。CAN是Controller Area Network(控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò))的縮寫，意思是控制單元通過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。
(4)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
數(shù)據(jù)總線與其他部件組合在一起就成為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：
①將傳感器信號(hào)線減至最少，使更多的傳感器信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳遞。
②電控單元和電控單元插腳最小化應(yīng)用，節(jié)省電控單元的有限空間。
③如果系統(tǒng)需要增加新的功能，僅需軟件升級(jí)即可。
④各電控單元的監(jiān)測(cè)對(duì)所連接的CAN總線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn)故障該電控單元會(huì)存儲(chǔ)故障碼。
⑤CAN數(shù)據(jù)總線符合國際標(biāo)準(zhǔn)，以便于一輛車上不同廠家的電控單元間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2．CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
(1)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成
CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中每塊電腦的內(nèi)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(shù)據(jù)總線。在系統(tǒng)中作為終端的兩塊電腦，其內(nèi)部還裝有一個(gè)數(shù)據(jù)傳遞終端(有時(shí)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送出去，同時(shí)，它也接收總線數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳到CAN控制器。
③數(shù)據(jù)傳遞終端 實(shí)際是一個(gè)電阻器，作用是避免數(shù)據(jù)傳輸終了反射回來，產(chǎn)生反射波而使數(shù)據(jù)遭到破壞。
④CAN數(shù)據(jù)總線 用以傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線，分為CAN高位(CAN-high)和低位(CAN—low)數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)沒有指定接收器，數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給各控制單元，各控制單元接收后進(jìn)行計(jì)算。為了防止外界電磁波干擾和向外輻射，CAN總線采用兩條線纏繞在一起，兩條線上的電位是相反的，如果一條線的電壓是5V，另一條線就是0V，兩條線的電壓和總等于常值。通過該種辦法，CAN總線得到保護(hù)而免受外界電磁場(chǎng)干擾，同時(shí)CAN總線向外輻射也保持中性，即無輻射。
(3)數(shù)據(jù)傳遞過程
例如：發(fā)動(dòng)機(jī)電腦向某電腦CAN收發(fā)器發(fā)送數(shù)據(jù)，該電腦CAN收發(fā)器接收到由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦傳來的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換信號(hào)并發(fā)給本電腦的控制器。CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的其他電腦收發(fā)器均接收到此數(shù)據(jù)，但是要檢查判斷此數(shù)據(jù)是否是所需要的數(shù)據(jù)，如果不是將忽略掉。
3．動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
(1)動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成
動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線連接3塊電腦，它們是發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS／EDL及自動(dòng)變速器電腦(動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表等電腦)。總線可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5組、ABS／EDL電腦3組和自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0．25ms，每一電控單元7～20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS／EDL電控單元→發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元→自動(dòng)變速器電控單元。
在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)盡可能快速，以便及時(shí)利用數(shù)據(jù)，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(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞，這樣使接收到的數(shù)據(jù)立即應(yīng)用到下一個(gè)點(diǎn)火脈沖中去。CAN數(shù)據(jù)總線連接點(diǎn)通常置于控制單元外部的線束中，在特殊情況下，連接點(diǎn)也可能設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元內(nèi)部。
(2)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障碼查詢
可以使用V．A．G1551、V．A．G1552或VAS5051電腦診斷儀，分別進(jìn)入01、02、03地址，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、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?nèi)龎K電控單元是否儲(chǔ)存CAN數(shù)據(jù)傳輸故障碼。
舉例：寶來1．8T車AUM發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元CAN數(shù)據(jù)傳輸故障碼
①SAE碼P1626、V．A．G碼18034——數(shù)據(jù)總線缺少來自自動(dòng)變速器控制單元的信息。
②SAE碼P1636、V．A．G碼18004——數(shù)據(jù)總線缺少來自安全氣囊控制單元的信息。
③SAE碼P1648、V．A．G碼18056——數(shù)據(jù)總線損壞。
④SAE碼P1649、V．A．G碼18057——數(shù)據(jù)總線缺少來自ABS／EDL控制單元的信息。
⑤SAE碼P1650、V．A．G碼18058——數(shù)據(jù)總線缺少來自組合儀表控制單元的信息。
⑥SAE碼P1682、V．A．G碼18090——數(shù)據(jù)總線中來自ABS／EDL控制單元的信號(hào)不可靠。
⑦SAE碼P1683、V．A．G碼18091——數(shù)據(jù)總線中來自安全氣囊控制單元的信號(hào)不可靠。
⑧SAE碼P1683、V．A．G碼18261——數(shù)據(jù)總線中來自ABS／EDL控制單元的信號(hào)不可靠。
(3)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障診斷
①診斷條件 已查詢出CAN數(shù)據(jù)總線的一個(gè)故障碼。
②必備工具儀表：檢測(cè)盒V．A．G1598／31、萬用表V．A．G1526、成套輔助接線V．A．G1594和電路圖。
③診斷步驟 關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔開發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元插頭，將V．A．G1598／31插到控制單元，此時(shí)不要連接線束插頭。使用萬用表測(cè)量58針與60針之間的電阻，這是數(shù)據(jù)傳遞終端的電阻值，規(guī)定值為60—72歐姆，如不符合規(guī)定應(yīng)更換發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，如符合規(guī)定應(yīng)按照電路圖測(cè)量數(shù)據(jù)總線的故障點(diǎn)。
4．舒適CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
(1)舒適CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成
舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接五塊控制單元，包括中央控制單元及四個(gè)車門的控制單元。舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞有五個(gè)功能：中央門鎖、電動(dòng)窗、照明開關(guān)、后視鏡加熱及自診斷功能。控制單元的各條傳輸線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(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)使經(jīng)過車門的導(dǎo)線數(shù)量減少，線路變得簡(jiǎn)單。如果線路中某處出現(xiàn)對(duì)地短路，對(duì)正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會(huì)立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運(yùn)行或轉(zhuǎn)為單線模式運(yùn)行。四個(gè)車門控制單元都是由中央控制單元控制，只需較少的自診斷線。
數(shù)據(jù)總線以62．5kbit／s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)傳遞大約需要lms，每個(gè)電控單元20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋褐醒肟刂茊卧{駛員側(cè)車門控制單元→前排乘客側(cè)車門控制單元→左后車門控制單元→右后車門控制單元。由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)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(tǒng)發(fā)送器的性能低。
(2)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障碼查詢
可以使用V．A．G1551、V．A．G1552或VAS5051，進(jìn)入地址碼46，對(duì)舒適系統(tǒng)控制單元進(jìn)行自診斷，進(jìn)入功能碼02查詢舒適系統(tǒng)中央控制單元是否儲(chǔ)存故障碼。
舉例：寶來舒適系統(tǒng)中央控制單元CAN數(shù)據(jù)傳輸故障碼：
①V．A．G碼01328——舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線或控制單元存在故障。
②V．A．G碼01329——舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線處于緊急模式。
(3)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)故障診斷。
①診斷條件 已查詢出CAN數(shù)據(jù)總線的一個(gè)故障碼。
②必備工具儀表 萬用表V．A．G1526和電路圖。
③診斷步驟 按照電路圖使用萬用表測(cè)量數(shù)據(jù)總線的故障點(diǎn)。如未查出故障，先清除故障碼，再拔下所有車門插頭并依次插好，同時(shí)讀取數(shù)據(jù)塊012組的顯區(qū)1，視顯示情況更換某一個(gè)控制單元。
