一、CAN總線簡介
CAN總線即控制器局域網,為串行通信協議,能有效的支持具有很高安全等級的分布實時控制,在汽車電子行業中,使用CAN連接發
動機控制單元,傳感器,防剎車系統等等,其傳輸速度可達到1Mbit/S。
1、CAN總線數據生成
CAN總線的數據分為模擬信號與數字信號,模擬信號是由傳感器檢測得到,并將得到的信號進行轉換(A/D),變成數字信號,送給MCU,由MCU將生成的CAN報文發送到總線上。模擬信號一般顯示在指針表上,如氣壓1,氣壓2等。數字信號相對簡單,可直接由MCU接收,然后將報文發到CAN總線上,如發動機診斷,剎車片磨損等等,一般顯示在儀表上。
2、CAN信號線
CAN傳輸的兩條信號線被稱為CAN_H 和CAN_L。通電狀態:CAN_H(2.5V)、CAN_L(2.5V)或CAN_L(3.5V)、CAN_H(1.5V)斷電狀態:CAN_H、CAN_L之間應該有60~62歐電阻值,兩個120歐分別在儀表模塊和后控模塊中,并聯后是60歐姆左右。
友情提示:用萬用表是測不準CAN_H或CAN_L電壓的,因為通電后CAN線上的電壓在不停變化,而萬用表的響應速度很慢,所以測得的電壓是并不是當前電壓而是電壓的有效值。
3、喚醒線WAKEUP
CAN總線所有模塊都有兩個WAKEUP引腳,模塊內部是連接在一起的,前控模塊為WAKEUP輸出,其它模塊為WAKEUP的輸入,連線時總線各模塊的WAKEUP都必須與前控連接在一起,當前控電源正常、鑰匙1檔(ACC檔)開時,前控正常工作,WAKEUP輸出(輸出電壓值約等于當前電源電壓),總線其它模塊收到WAKEUP信號,模塊被喚醒,在電源正常的情況下,各模塊開始工作。?
二、 線路和模塊的基本檢查
1、線路的基本檢查分為輸入和輸出線路
對輸入線路的檢查:首先,要找到輸入的管腳(各種車的管腳定義不同);然后將輸入的管腳與模塊斷開;最后對線路是否有信號輸入進行檢查。
對輸出線路的檢查
首先,確定輸出的線路是否斷線或搭鐵。將管腳與模塊斷開后測量。然后是測量線路是否有輸出。將模塊和管腳連接后檢查。
2、模塊的基本檢查包括對電源線、地線、喚醒線、CAN線的檢查
電源的檢查:模塊上一般有4根左右的電源線,在模塊正常工作時,每個電源都應該有24 v的電壓。
地線的檢查:模塊上一般都有2到3根地線,在模塊工作時,這些地線都要和全車的地線接觸良好。
喚醒線的檢查:每個模塊都要有1根喚醒線,在模塊工作時有24v的電壓。
CAN線的檢查:CAN線在工作時都是2.4v 左右的電壓。
三、汽車CAN總線故障原因
CAN總線系統中擁有一個CAN控制器、一個信息收發器、兩個數據傳輸終端及兩條數據傳輸總線,除了數據總線外,其他各元件都置于各控制單元的內部。分析CAN總線系統產生故障的原因一般有以下三種:
1.汽車電源系統引起的故障:汽車電控模塊的工作電壓一般在10.5-15.0V,如果汽車電源系統提供的工作電壓不正常,就會使得某些電控模塊出現短暫的不正常工作,這會引起整個汽車CAN總線系統出現通信不暢。
2.汽車CAN總線系統的鏈路故障:當出現通信線路的短路、斷路或線路物理性質變化引起通信信號衰減或失真,都會導致多個電控單元工作不正常,使CAN總線系統無法工作。
3.汽車CAN總線系統的節點故障:節點是汽車CAN總線系統中的電控模塊,因此節點故障就是電控模塊的故障。它包括軟件故障即傳輸協議或軟件程序有缺陷或沖突,從而使汽車CAN總線系統通信出現混亂或無法工作,這種故障一般會成批出現;硬件故障一般是電控模塊芯片或集成電路故障,造成汽車CAN總線系統無法正常工作。
四、CAN總線系統的檢測
1.終端電阻值測量
注意:電阻測量過程中應注意:先斷開車輛蓄電池的接線,大約等待5 min,直到系統中所有的電容器放完電后再測量,因為控制單元內部電路的電阻是變化的。
終端電阻測量結果分析:
如上圖所示,帶有終端電阻的兩個控制單元是并聯的。單獨測量一個終端電阻大約為120Ω,總值約為60Ω時,據此可以判斷終端電阻正常,但是總的電阻不一定就是60Ω,其相應阻值依賴于總線的結構,如SG2、SG3內部的電阻,因此,我們可以測量總阻值時,將一個帶有終端電阻的控制單元插頭拔下,觀察總阻值是否發生變化來判斷故障,當拔下一個帶有終端電阻的控制單元插頭后測量的阻值沒有發生變化,則說明系統中存在問題,可能是被拔下的控制單元電阻損壞或是CAN-BUS出現斷路。
2.電壓的測量
測量CAN-L或CAN-H的對地電壓。
(1)PT-CAN的CAN-L對地電壓大約為2.4 V,CAN-H對地電壓大約為2.6 V;
(2)K-CAN的CAN-L對地電壓大約為4.8 V,CAN-H對地電壓大約為0.2 V。
這些接近的值根據總線負載可能有大約100 mV的偏差
3.CAN總線系統的波形測量
CAN總線正常波形是CAN-High和CAN-Low電壓相等、波形相同、極性相反,通過使用博世FSA740綜合檢測儀測量波形可以輕松判斷故障。
測量方法:將儀器第一通道的紅色測量端子接CAN-High線,第二通道的紅色測量端子接CAN-Low線,二者的黑色測量端子同時接地。此時,可以在同一界面下同時顯示CAN-High和CAN-Low的同步波形。
波形分析:
(1)CAN-High對地短路:CAN-High的電壓置于0V、CAN-Low的電壓電位正常,在此故障下,變為單線工作狀態。
(2)CAN-High對正極短路:CAN-High的電壓大約為12V、CAN-Low的電壓電位正常,在此故障下,變為單線工作狀態。
(3)CAN-Low對地短路:CAN-Low的電壓置于0V、CAN-High的電壓電位正常,在此故障下,變為單線工作狀態。
(4)CAN-Low對正極短路:CAN-Low的電壓大約為12V、CAN--High的電壓電位正常,在此故障下,變為單線工作狀態。
(5)CAN-High對正極通過連接電阻短路:CAN-High線的隱性電壓電位拉向正極方向,正常值應為大約0V,受連接電阻所影響,電阻越小隱性電壓電位越大,在沒有連接電阻的情況下,該電阻值位于蓄電池電壓。
(6)CAN-High通過連接電阻對地短路:CAN-High的顯性電位移向接地方向,正常值應為大約4V,受連接電阻所影響,電阻越小,則顯性電壓越小,在沒有連接電阻的情況下短路,則該電壓為0V。
(7)CAN-Low對正極通過連接電阻短路:CAN-Low線的隱性電壓電位拉向正極方向,正常值應大約為5V,受連接電阻所影響,電阻越小則隱性電壓電位越大,在沒有連接電阻的情況下,該電阻值位于蓄電池電壓。
(8)CAN-Low通過連接電阻對地短路:CAN-Low-的隱性電壓電位拉向0V方向,正常值應大約為5V,受連接電阻所影響,電阻越小則隱性電壓越小,在沒有連接電阻的情況下,該電壓值位于為0V電壓。
(9)CAN-High與CAN-Low相交:兩線波形呈現電壓相等、波形相同、極性相同。
4.讀取測量數據塊
使用博世FSA740綜合檢測儀或其他專用檢測儀讀取某控制單元數據塊,如果顯示1,表明被撿控制單元工作正常;如果顯示0,則表明被撿控制單元工作不正常。其原因可能是線路斷路或該控制單元損壞。
五、常見問題舉例
問題一:上電儀表液晶無顯示
首先,檢查電源是否正常;其次,檢查WAKEUP線連接是否正確,是否有電壓(WAKEUP電壓約等于電源電壓);最后,檢查CANH、CANL接線是否正常,之間是否有60歐電阻值,是否接反。
問題二:儀表指針斷電后不歸零
儀表電源沒有接常火。
問題三:儀表指針不走
問題的可能原因有:①儀表不走,液晶顯示傳感器掉線,傳感器壞或者線束錯、接口松動。②步進電機壞。
問題四:儀表指示燈不報警及常報警
問題的可能原因有:報警信號線接錯或斷。
問題五:發動機啟動,水溫表不走
解決方法:當水溫表不走時,可觀察其它取自發動機的參數是否正常,通常轉速和油壓參數也取自發動機,如只有水溫表不走,需更換儀表模塊,如果轉速、油壓也不走,需要檢查橋模塊的電源線、CAN是否正常,還要檢查后控模塊的電源線、CAN線是否正常。 注:此方法也適用于其他取自發動機的信號。
問題六:如發現氣壓1表不走或指示不準確
解決方法:斷電,使用萬用表測量氣壓1模擬信號線對地之間是否有阻值,氣壓1的阻值范圍大約在9Ω~180Ω,如沒有測到阻值,說明線束錯,或接口松動,或者傳感器壞,如測到阻值,但阻值不對,說明傳感器壞。
注:此方法也適用于氣壓2表的檢測。
問題七:燃油表有問題
1、油箱已加滿油,但儀表指示不正確(較低或很低) 解決的辦法是:把總線模塊與傳感器對接插件拔掉,然后測傳感器的阻值,根據測得的阻值可以判斷出儀表燃油指示是否正常,通常這樣的情況都是傳感器有問題,模塊壞的可能性非常小。
2、儀表燃油指示燈常報警或不停閃爍
解決辦法:應先檢查線路是否正常,通常這樣的情況是總線模塊和傳感器沒有正常通信。
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