动力CAN与舒适CANPPT课件.ppt
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1、任任务要求:要求:1.1.了解汽了解汽车总线的的产生、生、发展及展及类型;型;2.2.理解理解CANCAN总线的的组成、通信原理、特点成、通信原理、特点;3 3.熟悉熟悉动力力CANCAN总线系系统的功用及的功用及结构构组成;成;4 4.能能查找找动力力CANCAN总线系系统;5 5.能能识读和分析和分析动力力CANCAN总线系系统电路路图;6 6.能根据相关能根据相关资料确定料确定动力力CANCAN总线的技的技术参数;参数;7 7.能正确分析能正确分析动力力CANCAN总线系系统故障的原因及确定故障部位;故障的原因及确定故障部位;8 8.掌握掌握动力力CANCAN总线系系统检测工具的使用;工
2、具的使用;9 9.掌握掌握动力力CANCAN总线系系统故障故障检测与与诊断的方法断的方法1 10 0.能能选择正确的正确的检修工具,并利用修工具,并利用检修工具按照修工具按照规范的操作正确的范的操作正确的检测、修复、修复动力力CANCAN总线系系统的故障;的故障;1 11 1.能能进行行团队合作,确定合作,确定动力力CANCAN总线系系统检修的步修的步骤及方案。及方案。2 动力力CAN总线系系统故障故障诊断与断与检修修1-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 一、汽一、汽车总线技技术的的产生与生与发展展1.1.传统的汽的汽车线束束连接方式接方式2-2-1 CAN总线系系统的的结构
3、原理分析构原理分析 一、汽一、汽车总线技技术的的产生与生与发展展2.2.汽汽车CANCAN总线连接方式接方式优点:点:减少减少线束,束,节省空省空间,降低成本,降低成本,资源共享,增加源共享,增加 可靠可靠性和可性和可维修性。修性。3-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 一、汽一、汽车总线技技术的的产生与生与发展展3.3.汽汽车总线技技术的的发展展19831983年年 德国德国Robert BoschRobert Bosch公司开始开公司开始开发汽汽车CANCAN总线(Controller Area NetworkController Area Network)。1993199
4、3年年1111月月,国国际标准化准化组织正公布了正公布了CANCAN协议的国的国际标准准ISOll898ISOll898以及以及ISO11519ISO11519。奔。奔驰公司公司19921992年第一个采用年第一个采用CANCAN总线技技术的公司,装在客的公司,装在客车上。上。在美国,通在美国,通过采用采用SAE J1850SAE J1850普及了数据共享系普及了数据共享系统,在,在SAESAE中也通中也通过了了CANCAN的的标准,明确地表示将准,明确地表示将转向向CANCAN协议。当当对汽汽车引入智能交通系引入智能交通系统(ITSITS),更大容量的网),更大容量的网络 MOSTMOST及
5、及IEEE1394IEEE1394等。等。4-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 一、汽一、汽车总线技技术的的产生与生与发展展4.4.汽汽车总线的分的分类5-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理节点点1节点点2节点点nCAN-H CAN-L CAN-BUS可挂可挂110110个个节点点6-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理1.1.CANCAN节点点结构构“大管家大管家”(1)数据采集、)数据采集、输出控制;出控制;(2)初始化、)初始化、读/
6、写写CAN控制器控制器“智能智能邮箱(存箱(存储器)器)”(1)供)供单片机片机存、取存、取数据;数据;(2)验收收滤波波“转换器器”数字信号数字信号差分差分电压“高速公路高速公路”双向、串行双向、串行7-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理1.1.CANCAN节点点结构构CANCAN总线电压与数字信号之与数字信号之间的关系的关系CANCAN收收发器器0.9VVdiff5.0V:数字信号:数字信号0(显性)性)-5VVdiff0.5V:数字信号:数字信号1(隐性)性)8-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、
7、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理2.2.数据数据传送送过程程节点点1 1节点点n?对方方IDID号号+相关数据相关数据9-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理3.3.节点的点的IDID号号实时性要求越高:性要求越高:IDID号越小,号越小,优先先级越高。越高。原理原理 :多个多个节点同点同时向向总线发送数据送数据时,总线上的上的结果果是多个数据的是多个数据的“逻辑与与”值。节点点A A发送数据送数据:0:0节点点B B发送数据:送数据:1 1 00显性位性位11隐性位性位0 0优先先级高!高!如如:节点点A A
8、发送送0 0,节点点B B发送送1 1,总线上上结果是果是0&1=00&1=0。总线上上显示数据:示数据:0 010-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理4.4.优先先级竞争(仲裁)争(仲裁)11-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理4.4.优先先级竞争(仲裁)争(仲裁)动力力CANCAN总线 自自动变速器控制速器控制单元元发送了送了1 1个低个低电位而位而检测到到1 1个高个高电位,位,那么它将失去那么它将失去优先先权而而转为接收器。接收器。12-2-1 C
9、AN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理5.5.验收收滤波波点点对点、一点点、一点对多点多点 通通过设置置CANCAN控制器内的控制器内的验收代收代码寄存器(寄存器(ACRACR)和)和验收屏蔽寄存器(收屏蔽寄存器(AMRAMR)来)来实现。ACR(ID):):1 0 0 1 0 1 1 0 2 AMR:有关有关 有关有关 有关有关发送:送:101+传感器信号感器信号?接收接收 放弃放弃接收接收 接收接收放弃放弃 接收接收发送:送:102+传感器信号感器信号发送:送:*+传感器信号感器信号 AMR:有关有关 无关无关 无关无关例:三个例:三
10、个节点及点及IDID号:号:A A(100100)、)、B B(101101)、)、C C(102102)节点点A A 节点点B B 节点点C CCAN-BUS13-举例:例:可接收可接收的的帧的的标识符符 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1ACRACR1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1AMRAMR0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理5.5.验收收滤波波点点对点、一点点、一点对多点多点2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理
11、分析 14-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 二、二、CAN总线硬件硬件组成、通信原理成、通信原理5.5.高可靠性、安全性高可靠性、安全性(1 1)双)双绞线、差分、差分电压:既能防人、又不害人既能防人、又不害人(2 2)边说边听、无破坏性仲裁:听、无破坏性仲裁:发送期送期间丢失仲裁或出失仲裁或出错的的 帧可自可自动重重发,故障,故障节点可自点可自动脱离脱离总线。(4 4)采用先)采用先进的的CRCCRC校校验,保,保证可靠性可靠性(3 3)短)短帧格式:最多格式:最多8 8个字个字节,保,保证实时性性(5 5)帧内内应答,保答,保证实时性性 直接通信距离最直接通信距离最远可
12、达可达10km10km(传输速率速率5Kbps5Kbps),通),通信速率最高可达信速率最高可达1Mbps1Mbps(此(此时通信距离通信距离为40m40m)。15-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析构原理分析 三、三、网关及作用网关及作用仪表表CANCAN驱动CANCAN信息信息CANCAN舒适舒适CANCAN诊断断CANCAN网关网关为什么什么要要设置置网关网关?(1)由于不同区域)由于不同区域车载网网络的速率和的速率和识别代号不同代号不同(2)各控制)各控制单元元发出的信号在不同系出的信号在不同系统总线中的中的优先先级可能不一可能不一样16-2-1 CAN总线系系统的的结构原理分析
13、构原理分析 三、三、网关及作用网关及作用(1)识别和改和改变不同不同总线网网络的信号和速率的信号和速率(2)改改变信息信息优先先级(3)网关可作网关可作为诊断接口断接口17-2-2 动力力CAN总线系系统的的识读一、大众一、大众车系系CAN总线系系统1.1.大众大众车系系CANCAN总线系系统的的发展展过程程1997年,PASSAT的舒适系统上采用了传输速率为62.5kb/s的CAN-BUS;1998年,PASSAT和Golf的驱动系统上增加了传输速率为500kb/s的CAN数据总线;2000年,大众公司在PASSAT和Golf上都采用了带有网关的第2代CAN数据总线;2001年,大众公司提高
14、了CAN数据总线的设计标准,将舒适系统CAN数据总线的传输速率提高到100kb/s,驱动系统的传输速率提高到500kb/s;2002年,大众集团在新PQ24平台上使用带有车载网络控制单元的第3代CAN数据总线;2003年,大众集团在新PQ35平台上使用5重结构的CAN数据总线系统,并且出现了单线的LIN数据总线。18-2.2.大众大众车系系CANCAN总线系系统的的类型型2-2 动力力CAN总线系系统的的识读一、大众一、大众车系系CAN总线系系统19-大众汽大众汽车的的CANCAN总线系系统设定定为驱动系系统、舒适系、舒适系统、信息系、信息系统、仪表系表系统、诊断系断系统这5 5个局域网个局域
15、网驱动系系统由由15号号线激活,速率激活,速率500kbps双双绞线颜色:色:CAN-H橙橙/黑色黑色舒适系舒适系统由由30号号线激活,速率激活,速率100kbps双双绞线颜色:色:CAN-H橙橙/绿色色信息系信息系统由由30号号线激活,速激活,速率率100kbps双双绞线颜色:色:CAN-H橙橙/紫紫罗兰色色诊断系断系统由由30号号线激活,速率激活,速率500kbps双双绞线颜色:色:CAN-H橙橙/红色色仪表系表系统由由15号号线激活,速率激活,速率100kbps双双绞线颜色:色:CAN-H橙橙/蓝色色所有的所有的CAN-L均均为橙橙/棕色棕色20-21-二、大众二、大众车系系动力力CAN
16、总线系系统动力力CAN总线系系统由由15号号线激活,采用双激活,采用双线式数据式数据总线,其其传输速率速率为500kbit/s,所以也称,所以也称为高速高速CAN总线。不能不能单线运行运行 在一根在一根线断路断路/短路所有功能关断!短路所有功能关断!2-2 动力力CAN总线系系统的的识读22-各各电控控单元元产生及生及发送的数据送的数据类型型二、大众二、大众车系系动力力CAN总线系系统2-2 动力力CAN总线系系统的的识读23-三、三、迈腾轿车动力力CAN总线系系统*2-2 动力力CAN总线系系统的的识读24-大灯控制大灯控制单元元ABSABS控制控制单元元主主动巡航控制巡航控制单元元发动机控
17、制机控制单元元动力力转向控制向控制单元元自自动变速箱控制速箱控制单元元网关网关转向柱控制向柱控制单元元四四驱控制控制单元元气囊控制气囊控制单元元换挡杆位置杆位置传感器感器迈腾轿车动力力CAN总线系系统各控制各控制单元在元在车上的位置上的位置25-四、奥迪四、奥迪A6轿车动力力CAN总线系系统*2-2 动力力CAN总线系系统的的识读26-2-3 动力力CAN总线系系统的的检测CAN总线信号信号检测盒盒VAS1598/38CAN检测盒可以盒可以连接在接在仪表板左表板左侧或者右或者右侧的的CAN中央接中央接线插座插座注意:注意:测试时要把要把车用插用插头插入插入检测盒的插座内盒的插座内检测盒盒CAN
18、中央中央接接线插座插座27-2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测节点点1节点点2节点点nCAN-H CAN-L 一、一、终端端电阻阻防止反射波干防止反射波干扰RTRT总的阻的阻值:60欧姆左右欧姆左右28-关关闭点火开关。点火开关。等待大等待大约5min,直到所有的,直到所有的电容器都充分放容器都充分放电。连接接测量量仪器并器并测量量总阻阻值。将一个将一个带有有终端端电阻控制阻控制单元的插元的插头拔下。拔下。检测总的阻的阻值是否是否发生生变化。化。第一个控制第一个控制单元(元(带有有终端端电阻)的插阻)的插头连接好后,接好后,再将第二个控制再将第二个控制单元的插元的插头拔下来。
19、拔下来。检测总的阻的阻值是否是否发生生变化。化。分析分析测量量结果。果。2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测1、终端端电阻的阻的测量步量步骤一、一、终端端电阻阻防止反射波干防止反射波干扰29-说明:明:对总的阻的阻值测试完完毕后,后,还需要将一个需要将一个带有有终端端电阻控阻控制制单元的插元的插头拔下,分拔下,分别对两个两个单个个电阻阻进行行测量。量。若控制若控制单元被拔取后元被拔取后测量的阻量的阻值发生了生了变化,化,则说明两明两个阻个阻值都正常。都正常。2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测1、终端端电阻的阻的测量步量步骤一、一、终端端电阻阻防止反射波干防止反
20、射波干扰30-l测量其量其驱动系系统CANCAN总线的的总阻阻值,测量量值:5858 l将一个将一个带终端端电阻的控制阻的控制单元的插元的插头拔下,拔下,检测阻阻值大大约为120120 l将上一控制将上一控制单元的插元的插头插下,拔下一个插下,拔下一个带终端端电阻的阻的控制控制单元的插元的插头拔下,拔下,检测阻阻值大大约为120120 分析:分析:带有有终端端电阻的两个控制阻的两个控制单元是元是连接相通的,接相通的,测量量的的结果是每一个果是每一个终端端电阻大阻大约为120120,总的阻的阻值为6060,通,通过该测量可以得出判断,量可以得出判断,连接接电阻是正常的。阻是正常的。2-3 2-3
21、 动力力CANCAN总线系系统的的检测终端端电阻的阻的测量量举例例奥迪奥迪A2 1.4车型型一、一、终端端电阻阻防止反射波干防止反射波干扰31-动力力CANCAN总线系系统中,中,终端端电阻接在阻接在CAN-HCAN-H和和CAN-LCAN-L之之间,断开点断开点火开关火开关(断开断开1515号号线),可以,可以测量量CAN-HCAN-H和和CAN-LCAN-L之之间的的电阻阻。大众大众车系使用的是分配式系使用的是分配式电阻阻,即,即发动机控制机控制单元内的元内的“中央中央末端末端电阻阻”(6666)和其他控制)和其他控制单元内的高欧姆元内的高欧姆电阻(阻(2.6K2.6K)32-二、二、总线
22、电压(1 1)总线空空闲:出:出现连续1111位以上的位以上的隐性位性位(2 2)CAN-HCAN-H主体主体电压为2.5V2.5V,万用表,万用表测量量电压为2.6V2.6V左右。左右。(3 3)CAN-LCAN-L主体主体电压为2.5V2.5V,万用表,万用表测量量电压为2.4V2.4V左右。左右。2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测33-三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析 1 1、正常波形、正常波形CAN-H:2.6 VCAN-L:2.4 V2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测34-2 2、CAN-HCAN-H与与CAN-LCAN-L短路短路 CA
23、N-H:2.5VCAN-L:2.5V三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测35-3 3、CAN-HCAN-H搭搭铁CAN-H:0VCAN-L:0.1 V三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测36-4 4、CAN-LCAN-L搭搭铁CAN-H:0.5VCAN-L:0V三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测37-5 5、CAN-LCAN-L对正极短路正极短路CAN-H:12VCAN-L:12V三、三、动力力CANCAN波形分析波形分
24、析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测38-6 6、CAN-HCAN-H对正极短路正极短路CAN-H:12VCAN-L:11.5 VCAN-H:12VCAN-L:11.5 V三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测39-7 7、CAN-HCAN-H断路断路CAN-HCAN-L三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测40-8 8、CAN-LCAN-L断路断路CAN-HCAN-L三、三、动力力CANCAN波形分析波形分析2-3 2-3 动力力CANCAN总线系系统的的检测41
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