一汽宝来（BORA）轿车CAN数据传输系统的原理与故障诊断.doc

CAN-BUS汽车多路信息传输系统及其检修技术——李东江 一汽宝来（BORA）轿车 CAN数据传输系统的原理与故障诊断 　　 一汽－大众汽车有限公司生产的宝来(Bora)轿车，已于2001年12月9日上市，该车融合了许多高新技术，在动力传动系统和舒适系统中装用了两套CAN数据传输系统(图1)，本文将对此系统加以介绍。 图1 两套CAN数据传输系统 1—发动机控制单元；2—ABS控制单元；3、5、7、8—车门控制单元； 4—自动变速器控制单元；6—中央控制单元 1　CAN数据传输系统概述 　　(1)为什么要采用数据总线 　　我们知道，汽车两块电脑之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线(信号传输线的接地端可以采用公共回路)，例如，宝来轿车发动机电控单元J220与自动变速器电控单元J217之间就需要有5条信号传输线。如果传递信号项目多还需要更多的信号传输线，这样会导致电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多及维修困难。 　　(2)什么是数据总线 　　一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线。 　　(3)什么是CAN协议 　　电子计算机网络用电子语言来说话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语言，这种语言称“协议”，汽车电脑网络常见的传输协议有数种。宝来车装用博世公司产品，数据总线采用CAN协议，这个协议是由福持、Internet与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。CAN是Controller Area Network(控制单元区域网络)的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。 　　(4)CAN数据传输系统的优点 　　数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是： 　　①将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。 　　②电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。 　　③如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。 　　④各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。 　　⑤CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆上不同厂家的电控单元间进行数据交换。 2　CAN数据传输系统构成及工作原理 　　(1)CAN数据传输系统构成 　　CAN数据传输系统中每块电脑的内部增加了一个CAN控制器，一个CAN收发器；每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。在系统中作为终端的两块电脑，其内部还装有一个数据传递终端(有时数据传递终端安装在电脑外部)。 　　(2)各部件功能 　　①CAN控制器作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时CAN控制器也接收收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。 　　②CAN收发器是一个发送器和接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转化成电信号并通过数据总线发送出去，同时，它也接收总线数据，并将数据传到CAN控制器。 　　③数据传递终端实际是一个电阻器，作用是避免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。 　　④CAN数据总线用以传输数据的双向数据线，分为CAN高位(CAN－high)和低位(CAN－low)数据线。数据设有指定接收器，数据通过数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收后进行计算。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，CAN总线采用两条线缠绕在一起(图2)，两线条上的电位是相反的，如果一条线的电压是5 V，另一条线就是0 V，两条线的电压和总等于常值。通过这种办法，CAN总线得到保护而免受外界电磁场干扰，同时CAN总线向外辐射了保持中性，即无辐射。 图2 CAN总线采用两条线缠绕在一起 　　(3)数据传递过程 　　例如：发动机电脑向某电脑CAN收发器发送数据，该电脑CAN收发器接收到由发动机电脑传来的数据，转换信号并发给本电脑的控制器。CAN数据传输系统的其他电脑收发器均接收到此数据，但是要判断此数据是否是所需要的数据，如果不是将忽略掉(图3)。 图3 数据传递过程 3　动力CAN数据传输系统 　　(1)动力CAN数据传输系统的组成 　　动力CAN数据总线连接3块电脑(图4)，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑(动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑)。总线可以同时传递10组数据，发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组和自动变速器电脑2组。数据总线以500 kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0.25 ms，每一电控单元7～20 ms发送一次数据。优先权顺序为ABS/EDL电控单元　发动机电控单元　自动变速器电控单