共軌導讀 隨著人類科技發(fā)展,汽車智能化也得到高速發(fā)展,目前卡車也逐步向高度智能化控制發(fā)展,一個卡車有多個控制模塊已經(jīng)很常見了。各個模塊在工作的時候,需要互相通訊;因此在汽車上常常使用總線通訊。 常見的總線通訊協(xié)議有SAE J1939 / SAE J1587/SAE J1708(不同的通訊協(xié)議代表說話的語言不一樣,例如日語韓語英語普通話等,要想理解說的內(nèi)容,必須先要了解使用的語言。),目前使用最多的是1939協(xié)議,也就是CAN線。 有很多朋友問小軌CAN是干嘛用的,還有很多師傅在遇到CAN通訊的相關故障時就頭疼,不知道該怎么去檢查。今天小軌就帶大家一起來學習一下CAN總線的相關知識。 CAN線概述 1、什么是CAN? CAN:全稱為“Controller Area Network”,即控制器局域網(wǎng),是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初,CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊,在車載各電子控制裝置之間交換信息,形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如:發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中,均嵌入CAN控制裝置。 一個由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡中,理論上可以掛無數(shù)個節(jié)點。實際應用中,節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件的電氣特性所限制。常見的CAN線的頻率有250Kbs/500Kbs/1000Kbs,不同的頻率代表傳輸速度的快慢不一樣。 2、CAN的發(fā)展 CAN最初出現(xiàn)在80年代末的汽車工業(yè)中,由德國Bosch公司最先提出。當時,由于消費者對于汽車功能的要求越來越多,而這些功能的實現(xiàn)大多數(shù)基于電子操作的,這就使得電子裝置之間的通訊越來越復雜,同時意味著需要更多的連接信號線。提出CAN總線的最初動機就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊,減少不斷增加的信號線。 3、CAN的工作原理 CAN通訊協(xié)議主要描述設備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開放系統(tǒng)互連模型一致。每一層與另一設備上的相同的那一層通訊。實際的通訊發(fā)生在每一設備上相鄰的兩層,而設備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。 CAN能夠使用多種物理介質(zhì),例如雙絞線、光釬等。最常用的就是雙絞線,信號使用差分電壓傳送,兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”,靜態(tài)時均是2.5V左右,此時狀態(tài)表示為邏輯“1”,也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”,稱為“顯形”;此時,通常電壓值為:CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。 Can通訊,實質(zhì)上就是通過這些0和1實現(xiàn)信息的傳輸。 4、CAN系統(tǒng)組成 CAN收發(fā)器: 安裝在控制器內(nèi)部,同時兼具接受和發(fā)送的功能,將控制器傳來的數(shù)據(jù)化為電信號并將其送入數(shù)據(jù)傳輸線。 數(shù)據(jù)傳輸終端: 該終端是一個電阻,防止數(shù)據(jù)在線端被反射,以回聲的形式返回,影響數(shù)據(jù)的傳輸。 數(shù)據(jù)傳輸線: 雙向數(shù)據(jù)線,由高低雙絞線組成。 CAN總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點 1、低成本: 相較于傳統(tǒng)線路,智能化的模塊控制,提高了車輛的可靠性、減少了線束的數(shù)量和設計、減輕車輛的重量、后期維護更方便; 2、極高的總線利用率; 3、很遠的數(shù)據(jù)傳輸距離(可長達10Km); 4、高速的數(shù)據(jù)傳輸速率(高達1Mbit/s); 5、可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文; 6、可靠的錯誤處理和檢錯機制; 7、發(fā)送的信息遭到破壞后,可自動重發(fā); 8、節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能; 9、報文不包含源地址或目標地址,僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息; 10、可實現(xiàn)屏幕診斷功能:采用通用CAN診斷協(xié)議,可以將系統(tǒng)故障直接在儀表屏幕上顯示出來; 11、設備監(jiān)控功能: Can線通訊可以在故障發(fā)生后,準確快速的報出相關故障,方便檢修; 12. 電路保護功能: 在電路出現(xiàn)短路時,CBCU會自動切斷該線路的電源輸出、保護電路,并同時將故障信息傳遞給儀表,儀表報出相關故障。 CAN線在汽車中的應用 1、CAN的車用網(wǎng)絡 通過CAN總線將汽車上的各種電子裝置與設備連成一個網(wǎng)絡,實現(xiàn)相互之間的信息共享,既減少了線束,又可更好地控制和協(xié)調(diào)汽車的各個系統(tǒng),使汽車性能達到最佳。 ★ 歐曼H4總線系統(tǒng)具有兩路CAN總線,分別是動力總線(P-CAN)和儀表總線(I-CAN),如下圖: ★特別提示: I-CAN通訊的失敗將會使車輛大部分電器無法正常工作。 CBCU不會去控制P-CAN上設備的正常運行。 ★診斷接口: P-CAN動力總線的通訊線CANH是接在OBD口的6號口,CANL是接在OBD口的14號口。 I-CAN車身總線的通訊線CANH是接在OBD口的3號口,CANL是接在OBD口的11號口。 ★CAN線測量 電阻測量: 斷電情況,用萬用表電阻檔測量I-CAN_L與I-CAN_H之間的阻值。 有效模式:阻值在60歐姆左右; 失效模式:阻值為零說明I-CAN_L與I-CAN_H之間短路;阻值為120歐姆或者無窮大,說明I-CAN_L或者I-CAN_H有斷路。 電壓測量: 上電情況下,用萬用表電壓檔測量I-CAN_L與信號地、I-CAN_H與信號地之間的電壓。 有效模式: I-CAN_L與信號地,電壓值1.5±0.5V左右,實際測量2.4V左右;I-CAN_H與信號地,電壓值3.5±0.5V左右,實際測量2.6V左右; 失效模式:電壓值為零,說明與地線短路或線路斷路;電壓值大于5V,說明與電源短路。 2、東風商用車EDC7UC31電腦板,配備VECU與CBCU系統(tǒng)如下圖: VECU采集電子油門及各種開關信號,同時接收組合儀表發(fā)生的車速信息從而確定整車的控制模式,通過CAN總線將控制指令和參數(shù)發(fā)給EECU,由EECU實現(xiàn)對發(fā)動機的控制。 CAN網(wǎng)絡的故障分析與排除 1、CAN總線診斷基礎 1.1總線系統(tǒng)工作條件 ★ 電源供給正常、無虛接 ★ 地線正常 ★ 喚醒電源正常 ★ CAN線線束正常 ★ 終端電阻正常 ★ 節(jié)點正常 ★ 控制模塊硬件正常 ★ 控制模塊軟件正常 ★ 各接插件、接觸端子正常 1.2 哪些情況查CAN網(wǎng)絡? ★ 報出CAN通訊相關、或者數(shù)據(jù)錯誤之類的故障 ★ 儀表不顯示、或顯示混亂 ★ 無法通訊,無法連接診斷儀 ★ 車身燈光系統(tǒng)異常 ★ 無法定位、無法起動 ★ 其它CAN相關故障 1.3 節(jié)點的確認 ★ 儀表不顯示、或顯示混亂 ? 儀表 ★ 車身燈光系統(tǒng)異常 ? CBCU/燈光控制模塊 ★ 無法換檔 ? TCU ★ 電動車窗無反應 ? 車門控制器 ★ 無法起動 ? ECU/VCU/CBCU ★ 防盜開啟 ? 防盜模塊/GPS/GPRS ★ 空調(diào)無反應 ? 空調(diào)控制模塊 1.4 指示燈 常見CAN故障碼的分析 一、CAN接收偵AT101超時錯誤(博世EDC17系統(tǒng)) 故障原理: 1、NOx傳感器通過CAN總線,將監(jiān)測的氮氧濃度時時發(fā)送給ECU。如果ECU 超過0.5秒沒有接收到NOx濃度信號,就會報出此故障; 2、沒有接受到的原因無非是發(fā)送器、傳輸媒介、接收器故障?;旧隙际牵簜鬏斆浇楣收蠈е拢簿褪荖Ox傳感器的線束、接插件故障導致;極少數(shù)情況是:NOx傳感器故障。 故障影響: 影響NOx濃度的監(jiān)測;發(fā)動機故障燈點亮、發(fā)動機限扭。 常見原因: 1、NOx傳感器的4根線束開路、短路,或接插件故障:檢查NOx傳感器的接插件及4根線束,是否存在開路、短路故障,電壓是否正常。其中NOx傳感器接插件1號針腳是正極24V,2號針腳是負極0V,3號針腳是CAN低2.2V左右,4號針腳是CAN高2.8V左右。如電壓不符,請排查原因; 2、極少數(shù)可能NOx傳感器損壞: 也可能NOx傳感器損壞,但NOx傳感器售價較高,最后考慮更換測試。 排查技巧: 常見原因是NOx傳感器接插件、4根線束故障。 二、CAN接收偵TSC1-TE超時錯誤(博世EDC17系統(tǒng)) 故障原理: 1、“CAN接收偵某某超時錯誤”代表了一類故障,以TSC1-TE為例:發(fā)動機ECU可以通過CAN總線,接受整車控制器(比如CAN儀表、CBCU、自動變速箱控制器、GPS鎖車、天行健輔助節(jié)油等)上的信息或控制指令,TSC1-TE就是自動變速箱指令的名稱,如果ECU收不到就會報出此故障; 2、由于接收信息較多,管理復雜,某些機械變速箱也可能報出“CAN接收偵某某超時錯誤”故障,這是因為ECU默認開通的原因,一般不亮故障燈,不需要處理; 3、基本此類故障都不亮故障燈,“除AT101超時錯誤”外,如不是自動變速箱,都無需處理。 故障影響: 1、影響自動變速箱工作:如不是自動變速箱,影響不大;如自動變速箱,需排查; 2、可能影響整車控制器,比如GPS等:一般不影響整車功能。 常見原因: 1、一般不亮故障燈,無需排查:發(fā)動機數(shù)據(jù)管理; 2、如配自動變速箱,則需要排查: 可能影響自動變速箱的工作,需排查CAN網(wǎng)絡是否正常,是否開路、短路,電壓是否正常。 排查技巧: 基本都無需排查,不亮故障燈;如自動變速箱,則須排查CAN總線。 參考電壓: 以上兩針腳僅是接入ECU的入口,此故障應排查整個整車CAN網(wǎng)絡及其他控制。 三、CAN節(jié)點A總線錯誤(博世EDC17系統(tǒng)) 故障原理: 1、CAN總線介紹:CAN總線類似于電腦之間通信的網(wǎng)線,可以實現(xiàn)ECU、CBCU、ABS、CAN儀表等CAN設備之間信息共享,比如水溫、機油壓力等,僅需ECU安裝傳感器即可,就能把當前測得的水溫、機油壓力實時傳送給CAN儀表。CAN儀表不需要單獨安裝水溫、機油壓力傳感器了。 2、CAN總線是整車線束中,兩根特殊的線,有標準的電壓、電阻、及制作規(guī)格;
3、只能CAN設備才能使用CAN總線,有時一輛車上有幾個CAN設備,比如ECU、CAN儀表、NOx傳感器等,每個CAN設備稱為一個節(jié)點,其中ECU就是節(jié)點A; 4、但“CAN節(jié)點A總線錯誤”并不是ECU本身故障,基本都是整車CAN網(wǎng)絡電壓異常、其他CAN控制故障造成CAN網(wǎng)絡干擾導致。 故障影響: 1、影響CAN儀表上轉(zhuǎn)速、水溫、機油壓力等參數(shù)顯示:造成CAN儀表顯示異常,但不影響機械儀表; 2、影響自動變速箱的換擋等:可能造成自動變速箱換擋不平順,設置失效; 3、一般不影響發(fā)動機、整車的基本運行。 常見原因: 1、整車CAN線短路、斷路或被干擾:檢查CAN高、CAN低電壓是否正常,通斷是否正常,一般CAN高電壓2.8V左右,CAN低2.2V左右,因使用情況電壓稍有不同; 2、CAN網(wǎng)絡控制器或整車CBCU本身故障: 造成CAN線電壓異常,波動較大,請檢查CBCU、整車CAN控制模塊等; 3、NOx傳感器或CAN儀表、ABS/ASR控制器、AMT控制器故障,導致CAN線不穩(wěn)定:依斷開上述控制器,檢查其對CAN電壓的干擾,并檢查其相關CAN線路。 排查技巧: 不是ECU故障,而是整車CAN網(wǎng)絡或其他CAN控制故障引起。 參考電壓: 以上兩針腳僅是接入ECU的入口,此故障應排查整個整車CAN網(wǎng)絡及其他控制。 常見案例分享 故障現(xiàn)象: 儀表不顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油壓力等信息,儀表報“CAN報文超時故障”; 考慮儀表can線通訊故障,拔下ECU插頭測量can線的 K54和K76號腳兩根線束電阻無窮大(正常情況下:此處電阻應該是120歐姆),說明兩根線路有斷路現(xiàn)象。剪斷該兩根線,直接從ECU飛線到儀表后,儀表顯示正常、故障排除。 小軌總結(jié) 一般情況下,CAN總線的通訊故障都比較簡單。常見的是線路問題,其次可能是就設備問題。我們首先要知道CAN總線是什么、CAN總線是怎么工作的、CAN總線的結(jié)構(gòu)。通過使用萬用表測量相關線路及電氣參數(shù),就可以快速的判斷故障點、排除故障。 維修要點 1、CAN線一般采用雙絞線、主要目的是防止干擾。 2、CAN網(wǎng)絡是有兩個120歐姆的終端電阻,因此在CAN網(wǎng)絡中測量兩個CAN線電阻、正常情況下應該是60歐姆(兩個120的電阻并聯(lián)后就成了60歐姆);(極少數(shù)車型也會出現(xiàn)測量電阻為40歐姆的情況,這種情況說明有三個設備內(nèi)部有120歐姆電阻,也是能正常通訊的;這一點大家要知曉。) 3、通常情況下CAN-H電壓在1.5-3.5V之間,CAN-L電壓在1.5-2.5V之間。 |
|