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1、 CAN总线故障检测 汽车工程系郝金魁 高速CAN网物理层适用于速率为250kbit s到1Mbit s 而低速CAN网容错物理层适用于速率不超过125kbit s 高速CAN网是自CAN网协议诞生之日起就存在的 而低速CAN网则起步较晚 主要是为了CAN网物理层的容错 高速CAN和低速CAN网物理层由互补数据对组成 通讯媒介为导线时 其两条线分别叫做CAN H CAN 高电平线 和CAN L CAN 低电平线 在CAN H和CAN L上同时传送信息 CAN H上传送的信息和CAN L上传送的信息正好是相反的 CAN总线系统分类 差值 2 3V resultbitvalue0 dominant
2、差值 2 3V resultbitvalue1 recessive CANHighdominant0 CANLowdominant0 CANLowrecessive1 CANHighrecessive1 高速CAN总线信号分析 时间单位0 02msecCANHigh和CANLow差值 Difference 2 2V resultbitvalue0 dominantDifference 2 2V resultbitvalue1 recessive CANLowdominant0 CANHighdominant0 CANHighrecessive1 CANLowrecessive1 Bothsig
3、nalsarealwaysmeasuredagainstearth 低速CAN总线信号分析 高速CAN总线容错能力 高速CAN网物理层 由于其内部结构的限制 不能提供容错方法 因为高速CAN网的比较电路很简单 如果出现故障 比较器不会发送信号 也没有办法实现通信 以下七种情况中 仅有两种情况在物理层容错范围内 其他几种情况 网络是不能运行的 并且各个电控单元之间也不可以实现通信 CAN H对地短路 无法运行 CAN H对正极短路 在CAN L上进行降级运行 在物理层容错范围内 CAN L对地短路 在CAN H上进行降级运行 在物理层容错范围内 CAN L对正极短路 无法运行 CAN H开路 无
4、法运行 CAN L开路 无法运行 CAN H和CAN L相互短路 无法运行 低速CAN总线容错能力 低速CAN网容错物理层的电压水平也是标准化的 但其电压振幅比高速CAN网物理层的要强 这是因为速率对应更慢 低速CAN网容错物理层为故障提供一个容错功能 因为其差分电路是由3个共用模式的比较器组成的 而这3个比较器用来将CAN H和CAN L与参照电压进行比较 在这种情况下 3个比较器中间至少有一个总是能保持运转的 故障形式如以下6条所示 CAN H对地短路 在CAN L上进行降级运行 CAN H对正极短路 在CAN L上进行降级运行 CAN L对地短路 在CAN H上进行降级运行 CAN L对
5、正极短路 在CAN H上进行降级运行 CAN H开路 在CAN L上进行降级运行 CAN H和CAN L相互短路 CAN L自动切断 在CAN H上运行降级运行 CAN总线睡眠模式 用户在使用车辆时 CAN总线系统处于 苏醒 状态 该系统在判断用户离开车辆时 系统停止所有节点 ECU 的通信 以节约电能 这种状态叫 睡眠 状态 此时 除 苏醒检测 功能外 所有的ECU都进入节能模式 当点火开关被设置到ACC或LOCK位置上并且所有的车门已被关闭 而且在最后开关操作后预定时间已过 电子控制单元同时入睡 当有一个电子控制单元从睡眠中苏醒过来时 会唤醒其他电子控制单元 CAN总线睡眠模式 睡眠模式高
6、位线0伏 低位线12伏非睡眠模式电流700mA 睡眠模式电流6 8mA 运输模式 经销商在销售给用户前 必须用VAS5051的自诊断功能 收集服务信息 来进行关闭运输功能 运输模式在低于150KM时 可以用网关来进行切换 当高于此值时 系统自动关闭运输模式 在商品车运输到经销商之前 为了防止蓄电池过多放电 应当使车辆的耗能减少的最小 因此有些功能将被关闭 地址码 19 网关 Gate way系统 类型 集成在组合仪表内部集成汽车电气控制单元内部单独的网关 网关类型 诊断gateway 数据gateway 使连接在不同的数据总线上的控制单元之间交换数据 在不改变数据的情况下 将驱动总线 舒适总线
7、 信息娱乐总线以及仪表总线的诊断信息传递到自诊断接口 1101 2 1 2 0 0 2 1 1 2 2 1 2 3 1 0 4 8 13转化成十进制要从右到左用二进制的每个数去乘以2的相应次方 不过次方要从0开始 十进制数与二进制数转换 十进制整数转换为二进制整数采用 除2取余 逆序排列 法 具体做法是 用2去除十进制整数 可以得到一个商和余数 再用2去除商 又会得到一个商和余数 如此进行 直到商为一时为止 然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位 后得到的余数作为二进制数的高位有效位 依次排列起来 19 2 9余19 2 4余14 2 2余02 2 1余0由下往上取余数10011 11 2
8、 5余15 2 2余12 2 1余0由下往上取余数1011 故障波形图1 动力CAN总线系统 CANHigh CANLow彼此之间短路 故障波形图2 动力CAN总线系统 CANHigh对正极短路 故障波形图3 动力CAN总线系统 CANHigh对地短路 故障波形图4 动力CAN总线系统 CANLow对正极短路 故障波形图5 动力CAN总线系统 CANLow对地短路 故障波形图1 舒适 信息娱乐CAN总线系统 CANHigh CANLow彼此之间短路 故障波形图2 舒适 信息娱乐CAN总线系统 CANHigh对地短路 故障波形图3 舒适 信息娱乐CAN总线系统 CANHigh对正极短路 故障波形
9、图4 舒适 信息娱乐CAN总线系统 CANLow对地短路 故障波形图5 舒适 信息娱乐CAN总线系统 CANLow对正极短路 CAN总线系统出现的故障信息存储在网关中 CAN总线故障的存储 CAN总线系统的电控单元出现故障 就会在各电控单元中生成故障信息 一个故障原因会在不同控制单元中造成多条故障信息 装有CAN总线系统的车辆出现故障 维修人员应首先检查CAN总线系统是否正常 因为CAN总线系统有故障 则整个汽车CAN总线系统中的有些信息无法传输 造成接收这些信息的电控系统无法正常工作 使故障诊断变得更为困难 当在车辆中存在电源电压过低状态时 同样也可能 错误地 记录为总线故障 因此在分析总线
10、故障之前应检查电源电压过低故障是否存储在超过两个控制单元中 如果回答是肯定的就不用进行其他的总线故障分析了 而只在供电范围内查询故障原因 CAN总线故障 CAN总线上通信故障可能是下列原因 CANLow 低速 或CANHigh 高速 通信线断路或者短路 插头连接损坏 触头损坏 污垢 锈蚀 车用电源系统中的故障电压 例如由损坏的点火线圈或接地连接引起 某个控制单元中的通信部件故障 某个控制单元的供电故障 当蓄电池电量快耗尽时蓄电池电压缓慢下降可能导致故障记录存储 因为不是所有的控制单元由于电压下降而同时关闭 CAN总线故障的可能原因 CAN一般构造坚固且抗短路 对地短路 对车载网络电压短路和导线相互短路不会损坏控制单元 在最坏的情况下有故障的总线系统失灵 然而车辆中的总线系统不仅会遭受短路 而且当水汽侵入时可能例如在接地 正极和CAN导线之间出现接触电阻 CAN的所有故障通常被存储在故障代码存储器中 然而故障记录仅在个别情况下允许简单的诊断 绝大多数时候必须进行详细的检查 CAN总线故障 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
