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02 项目二 CAN总线网络系统的结构原理与检修.pptx

页数:107页文件大小:4.73 MB来源: 汽车车载网络技术与检修ppt课件

本课件为课程的项目二,围绕CAN总线展开:先介绍CAN的起源、特点与在汽车上的应用,再讲解CAN控制器、收发器与终端电阻构成的节点结构,进而说明ISO/OSI模型下的CAN协议与数据帧组成,最后以奥迪车系为例演示示波器双通道、单通道测量与典型故障波形分析。

项目二CAN总线网络系统的结构原理与检修封面页,标明本模块涵盖CAN总线分类、数据结构与故障检修
项目二教学目标页,列出CAN总线分类、组成结构、波形测量与常见故障诊断等知识与技能要求
CAN总线简介页,列出起源、标准化与一致性、CAN前景展望三项讲述要点
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第1页:CAN总线网络系统的结构原理与检修

CAN总线网络系统的结构原理与检修:本模块讲解CAN总线的分类与应用、数据通信原理与数据结构、系统组成结构,以及故障特点、故障类型与检修方法。

  • 2.1 认识CAN总线
  • 2.2 CAN总线系统的组成
  • 2.3 CAN总线多路传输系统通信协议
  • 2.4 CAN数据总线传输数据的组成与原理
  • 2.5 奥迪CAN数据总线系统的原理与检修

第2页:项目二 知识目标与技能目标

项目知识目标

  • 知道CAN总线系统的分类、应用及作用
  • 熟知CAN总线系统的数据通信原理和数据结构
  • 掌握CAN总线系统的组成结构
  • 掌握CAN总线系统的故障特点和故障类型

项目技能目标

  • 能够找出CAN总线系统元器件在车上的安装位置
  • 能分析装备CAN作为通信总线的各系统的工作过程
  • 能用示波器测量CAN总线系统的波形并对其进行分析
  • 能诊断CAN总线系统的各种常见故障

第3页:2.1.1 CAN总线简介

2.1 认识CAN总线——2.1.1 CAN总线简介

  1. 起源
  2. 标准化与一致性
  3. CAN前景展望

第4页:2.1.2 CAN总线技术在汽车中的应用

2.1.2 CAN总线技术在汽车中的应用:图为基于CAN的汽车网络。

  • 高速CAN连接发动机、变速箱、变速箱控制面板,并经网关与TTCAN相连,支撑Steer-by-Wire、Brake-by-Wire等线控系统。
  • 低速CAN构成低速子网,连接车门、座椅、车灯等车身系统。
  • 车载电话、音响设备、GPS等信息设备通过IDB-C接入网络。

第5页:CAN总线最大传输距离与位速率的关系

2.1.3 CAN总线的基本特点:图为CAN总线最大传输距离与其位速率的关系。

位速率越高,允许的总线长度越短:位速率1Mbit/s时总线长度约40m,位速率降至10kbit/s时总线长度可达1000m,传输介质为双绞线。

第6页:CAN总线的基本特点

CAN有如下基本特点

  1. 总线访问采用基于优先权的多主方式。
  2. 非破坏性的基于线路竞争的仲裁机制。
  3. 利用接收滤波对帧实现了多点传送。
  4. 支持远程数据请求。
  5. 配置灵活。
  6. 数据在整个系统范围内具有一致性。
  7. 有检错和出错通报功能。
  8. 仲裁失败、或传输期间被故障损坏了的帧能自动重发。
  9. 能区分节点的临时故障和永久性故障并能自动断开故障节点。

第7页:2.2 CAN总线系统的组成

2.2 CAN总线系统的组成:图为大众CAN数据总线的组成。CAN数据总线传输系统由每个控制单元内部安装的1个CAN控制器和1个收发器(在网络系统中俗称节点)、每个控制单元外部连接的2条CAN数据总线,以及整个系统中的2个终端组成。

第8页:具有CAN接口的ECU原理图

具有CAN接口的ECU原理图:图中以80C51单片机、SJA1000(CAN控制器)与PCA82C250(收发器)构成典型CAN节点,控制器负责协议处理,收发器负责总线电平驱动。

说明:原文收发器型号写作「PCA2C250」,按常用型号PCA82C250理解,建议对照原图核对。

第9页:SJA1000的封装与引脚

1. CAN控制器——1. 独立CAN控制器:图为SJA1000的封装与引脚配置(DIP28),SJA1000是常用的独立CAN控制器芯片。

第10页:SJA1000硬件结构

2)SJA1000的硬件结构:图为SJA1000硬件结构,内部包含接口管理逻辑、发送缓冲器、接收缓冲器、验收滤波器、位流处理器、位定时逻辑与错误管理逻辑等。

第11页:典型的SJA1000应用

3)SJA1000的应用:图为典型的SJA1000应用电路,控制器通过收发器接入CAN总线,并与微控制器相连。

第12页:MSCAN模块的CAN总线系统

2. MSCAN模块应用:图为MSCAN的CAN总线系统,采用片内集成MSCAN模块的微控制器,外接收发器即可接入CAN总线。

第13页:MSCAN模块的特性

1)MSCAN模块的特性

  • 实施CAN协议2.0A/2.0B版
  • 5个具有FIFO存储机制的接收缓冲区
  • 3个具有使用“本地优先”概念的内部优先顺序的发送缓冲区
  • 灵活可掩码标识符滤波器:支持2个32位扩展标识符滤波器或4个16位滤波器或8个8位滤波器
  • 集成低通滤波器的可编程唤醒功能
  • 可编程环回模式支持自测操作
  • 可编程监听模式用于CAN总线监控
  • 可编程总线脱离恢复功能
  • 独立的信号和中断功能适用于所有CAN接收器和发射器错误状态(警报、错误严重状态、总线脱离)
  • 可编程MSCAN时钟源,采用总线时钟或振荡器时钟
  • 内部计时器提供给接收和发送的报文的时间标签
  • 三种低功耗模式:睡眠、关机和MSCAN使能
  • 配置寄存器的全局初始化

第14页:MSCAN模块的结构

2)MSCAN模块的结构:图为MSCAN模块的结构,包含报文收发缓冲、标识符滤波器、错误计数与时钟选择等部分。

第15页:MSCAN寄存器组织结构

3)MSCAN模块相关的寄存器介绍:下表给出MSCAN寄存器的组织结构。

MSCAN寄存器组织结构
寄存器组成占用空间(字节)相对地址
控制寄存器12$_00~$_0B
保留2$_0C~$_0D
错误计数器2$_0E~$_0F
标识符过滤器16$_10~$_1F
接收缓冲区16$_20~$_2F
发送缓冲区16$_30~$_3F

第16页:报文接收缓冲区的用户模型

4)MSCAN模块的功能——(1)报文存储:图为报文接收缓冲区的用户模型,接收缓冲区以FIFO方式存放接收到的报文。

第17页:报文发送缓冲区的用户模型

报文发送缓冲区的用户模型:三个发送缓冲区按“本地优先”的内部优先顺序排队,由模块自动选择优先级最高的报文发送。

第18页:报文发送基础与收发结构

MSCAN模块的功能(续)

  1. 报文发送基础:说明报文发送前的准备与标识符、数据长度的写入。
  2. 发送结构:说明发送缓冲区的组织与优先级调度。
  3. 接收结构:说明接收缓冲区与验收滤波的配合关系。

第19页:MC33388芯片引脚图

2. CAN收发器——1. MC33388结构:图为MC33388芯片引脚图,主要引脚包括INH、TX、RX、NERR、STB、EN、WAKE、BAT、GND、CANL、CANH、VDD、RTL、RTH。

第20页:TX、RX与总线状态真值表

TX、RX与总线状态真值表:下表给出MC33388发送、接收引脚电平与总线状态的对应关系。

TX、RX与总线状态真值表
总线状态TXRX说明
显性低低本节点驱动总线为显性
隐性高高总线处于隐性状态
显性高低总线由其他节点驱动

第21页:MC33388内部结构框图

MC33388内部结构框图:芯片内部包含总线驱动级、接收比较器、模式控制逻辑、唤醒检测与故障检测电路。

第22页:MC33388的四种工作模式

2. MC33388的工作原理——1)芯片工作模式:该芯片有四种工作模式——正常模式(Normal)、只听模式(Receive Only)、待机模式(Standby)和休眠模式(Sleep)。

MC33388工作模式
模式ENSTBINH状态说明
待机模式00高变低电平:唤醒中断信号(若有VDD)
休眠模式00悬浮进入休眠命令;变低:VBAT上电标志
只听模式01高RX高为隐性位、低为显性位;变低:错误标志
正常模式11高正常收发,NERR指示错误

说明:原表EN、STB列存在串行错位,已按四种模式的常规引脚组合(待机00、休眠00、只听01、正常11)整理,建议对照原表核对。

第23页:MC33388的上电与错误处理

MC33388的工作原理(续)

  1. 系统电源上电:说明BAT与VDD上电时序。
  2. VDD复位功能:VDD欠压时产生复位。
  3. 电池故障标志:通过NERR引脚指示电池故障。
  4. 总线错误检测与处理:检测总线短路、断路等故障并作出响应。

第24页:MC33388的典型应用

3. MC33388典型应用:图为MC33388的典型应用电路,收发器与CAN控制器的TX、RX相连,CANH、CANL经终端电阻接入总线。

第25页:终端电阻与CAN数据总线

3. 数据传递终端与4. CAN数据总线:CAN数据传输线采用双绞线,总线两端各接一个终端电阻以抑制信号反射。图为驱动系统CAN物理层。

第26页:2.3.1 CAN通信协议含义

2.3 CAN总线多路传输系统通信协议——2.3.1 CAN通信协议含义:CAN协议是包括ISO规定的OSI(开放系统互连)基本参考模型的传输层、数据链路层及物理层的协议。图为CAN网络结构。

第27页:ISO/OSI基本参考模型各层定义

ISO/OSI基本参考模型各层定义的主要项目:下表自上而下给出七层模型的功能定义。

ISO/OSI基本参考模型各层定义的主要项目
层次定义主要项目
7层:应用层提供各种实际可以应用的服务软件控制
6层:表示层对数据的表现形式进行变换,例如文字的调整、数据的压缩、加密软件控制
5层:会话层为实现会话通信,按正确的顺序控制数据的发送与接收软件控制
4层:传输层保证按顺序控制数据及更正错误等的通信品质,例如订正错误、重新发送的控制软件控制
3层:网络层选择数据的传输途径及中转,例如各控制单元之间的数据交换及地址管理软件控制
2层:数据链路层将从物理层获得的信号(字符集)汇总成具有某种意义的数据,提供控制顺序,以便对控制传输错误等的数据加以传输硬件控制:①访问时的方法及数据形式;②通信方式、连接控制方式、同步方式、错误检测方式;③响应方式、帧的构成;④组帧方式
1层:物理层规定通信时所使用的电缆、插座等媒体,信号的标准等,以实现设备信号之间的交接硬件控制:信号电平、发送与接收、电缆及插接器等的形式

第28页:CAN协议各层的具体定义

CAN协议中的ISO/OSI基本参考模型传输层、数据链路层及物理层的具体定义

CAN协议各层的具体定义
层功能定义事项
4层(传输层)永久再试、再发送控制能够实现点对点相连、同报文一齐连接、同报文分组连接
2层(LLC)选择接收的报文(验收滤波);过载通知;再传输恢复管理通知:接收准备未完成
2层(MAC)报文的成帧化;连接控制方式;冲突时的仲裁;故障扩散的抑制功能;错误的通知;错误的检测;通信方式;位定时包括4种帧:数据帧、远程帧、错误帧与过载帧;争用方式(对应于多点传送);通过仲裁,优先程度高的ID可继续发送数据;自动判别暂时性错误与连续性错误并排除故障节点;CRC错误、填充错误、位错误、ACK错误、格式错误;可检测出所有单元的经常性错误;半双工通信,有ACK、NACK两种响应方式;利用NRZ方式编码,6位填充位的编码;位定时,位取样数(由用户选定)
1层(物理层)位编码、位定时、同步位定时利用同步段(SS)实现同步(重新同步功能),周期方式

第29页:2.3.2 CAN通信协议的特点

2.3.2 CAN通信协议的特点

  1. 多主
  2. 报文的发出
  3. 系统的灵活性
  4. 通信速度
  5. 可要求远程数据
  6. 错误检测功能、错误通知功能、错误还原功能
  7. 故障的界定
  8. 连接

第30页:ISO颁布的CAN协议标准

3. CAN通信协议与标准——1. ISO颁布的CAN协议标准:图为CAN协议ISO11898与11519-2标准的内容范围,两项标准分别对应高速CAN与低速CAN。

第31页:物理层的子层划分

PLS——物理信号副层,PMA——物理媒体链接,MDA——媒体依存接口。图为物理层(图2-19)的子层划分及在ISO11898与ISO11519-2中的不同点。

第32页:CAN高速与低速物理层区别

ISO11898/ISO11519-2的物理层的区别:下表对比高速CAN(ISO11898)与低速CAN(ISO11519-2)的主要物理层参数。

ISO11898/ISO11519-2的物理层的区别
物理层项目ISO11898(高速)ISO11519-2(低速)
通信速度至1Mbit/s至125Kbit/s
最大总线长度40m/Mbit/s1km/Kbit/s
链接单元数最大30最大20
CAN-高 隐性电平/Vmin 2.00、nom 2.50、max 3.00min 1.60、nom 1.75、max 1.90
CAN-高 显性电平/Vmin 2.75、nom 3.50、max 4.50min 3.85、nom 4.00、max 5.00
CAN-低 隐性电平/Vmin 2.00、nom 2.50、max 3.00min 3.10、nom 3.25、max 3.40
CAN-低 显性电平/Vmin 0.50、nom 1.50、max 2.25min 0.50、nom 1.00、max 1.15
电位差(H-L)隐性 0V(min -0.5、max 0.05),显性 nom 2.0(min 1.5、max 3.0)隐性 nom -1.5(min -3.0、max -0.3),显性 nom 3.0(min 0.3、max —)
总线的特性双绞线(屏蔽/非屏蔽),闭环总线阻抗120Ω(min 85Ω、max 130Ω),总线电阻率70mΩ/m,总线滞后时间5ns/m,终端电阻120Ω(min 85Ω、max 130Ω)双绞线(屏蔽/非屏蔽),开环总线阻抗120Ω(min 85Ω、max 130Ω),总线电阻率90mΩ/m,总线滞后时间5ns/m,终端电阻2.2KΩ(min 2.09KΩ、max 2.31KΩ),CAN-L与GND间静电电容30pF/m,CAN-H与GND间静电电容30pF/m

说明:原表电平数值分列min/nom/max三栏,此处按参数项合并呈现,数值均照原表录入,供对照原表校核。

第33页:CAN数据的组成

2.4 CAN数据总线传输数据的组成与原理——2.4.1 CAN数据总线传输数据的组成及功能:图为CAN数据的组成,一帧CAN数据由开始域、状态域、检查域、数据域、安全域、确认域、结束域等部分组成。

第34页:CAN数据的位场与状态域

1. 开始域与2. 状态域:状态域由11位组成,用于标识数据报告的优先权。

电位与位值的关系

电位与位值的关系
位值电位电压
0低0V
1高5V

状态域形式

状态域形式(数据报告优先权)
优先权状态域11位组成编码数据报告
1001 1010 0000ABS/EDL控制单元
2010 1000 0000发动机控制单元
3100 0100 0000变速器控制单元

其余各域依次为:3. 检查域;4. 数据域;5. 安全域;6. 确认域;7. 结束域。

第35页:CAN总线数据传递原理

2.4.2 CAN总线数据传递原理:图为数据传输过程,控制单元发送的数据经总线广播,各接收节点通过验收滤波判断是否接收,并在确认域给出应答。

第36页:2.5.1 奥迪CAN系统常用基本术语

2.5 奥迪CAN数据总线系统的原理与检修——2.5.1 奥迪CAN数据总线系统常用基本术语

  1. 驱动线束
  2. CAN舒适数据总线
  3. CAN-Infotainment数据总线
  4. CAN-High
  5. CAN-Low
  6. 显性状态
  7. 差动放大器
  8. 差动传递
  9. DSO
  10. 高速CAN
  11. 负载电阻
  12. 测量光标
  13. 测量数据块
  14. 隐性状态
  15. 信号电平
  16. 拓扑图
  17. 收发器
  18. 触发界限值
  19. 双绞线
  20. 双线系统

第37页:奥迪CAN数据总线系统结构图

2.5.2 CAN数据总线系统结构与工作原理:图为奥迪CAN数据总线系统,分为驱动CAN Bus、舒适CAN Bus与信息娱乐CAN Bus。

  • 驱动CAN:J220发动机控制单元、J217自动变速器控制单元、J104 ESP控制单元、J234安全气囊控制单元等。
  • 舒适CAN:J393舒适系统中央控制单元、四个车门控制单元、J519车载电网控制单元、J502轮胎压力监控、E87空调控制单元等。
  • 信息娱乐CAN:R收音机、J401导航系统控制单元、R94/J402导航与电视接口、J507语音输入控制单元、车载电话控制单元等。

第38页:1. 双绞线与驱动数据总线的信号特征

1. 双绞线与2. CAN驱动数据总线的数据传递——1)信号特征:CAN-High与CAN-Low的信号在隐性2.5V、显性CAN-High约3.5V、CAN-Low约1.5V之间变化,单个位时间约2µs。

第39页:CAN驱动数据总线信号波形

本页源文件仅保留章节标题,对应CAN驱动数据总线的信号波形示意。按上下文推断,图示CAN-High与CAN-Low两条信号线的实际波形与电平对应关系,建议对照原图确认具体内容。

第40页:CAN驱动数据总线的差动传递技术

2)CAN驱动数据总线的差动传递技术:图为CAN驱动数据总线的差动信号放大器,接收端以CAN-High与CAN-Low的电压差(差动信号)判断显性与隐性状态,从而抑制共模干扰。

第41页:差动信号放大器内的信号处理

CAN驱动数据总线差动信号放大器内的信号处理:图示放大器将CAN-High与CAN-Low的差分电压转换为0、1逻辑电平的过程。

第42页:差动信号放大器内的干扰过滤

CAN驱动数据总线差动信号放大器内的干扰过滤:图示外界干扰同时耦合到两条信号线时,因差分电压不变而被有效滤除的原理。

第43页:信号放大传输与负载电阻

3. 信号放大和传输与4. CAN驱动数据总线的负载电阻:驱动CAN总线上各控制单元内部均设有负载电阻,多个电阻并联构成总线上的等效负载电阻。

第44页:舒适与信息娱乐总线信号特征

3. CAN舒适/Infotainment的数据传递——1)信号特征:CAN-High信号在0V与5V之间变化,CAN-Low信号在1.4V与3.6V之间变化,单个位时间约2µs。图为CAN舒适/Infotainment数据总线的信号变化。

第45页:舒适与信息娱乐总线信号变化

CAN舒适/Infotainment数据总线信号变化图:图示两条信号线的电平跳变对应关系,与驱动CAN相比电压摆幅更大。

第46页:舒适与信息娱乐总线差动传递

2)CAN舒适/Infotainment数据总线的差动数据传递:图为CAN舒适/Infotainment数据总线收发器的结构,支持在单线工作模式下继续传递数据。

第47页:单线工作模式下DSO上的信号变化

单线工作模式下DSO上的信号变化图:当CAN-High或CAN-Low单线断路时,系统转入单线工作模式,图示此时示波器上测得的信号变化。

第48页:网关的功能

4. 网关的功能与信息传送——1)网关的功能:网关用于连接不同速率、不同协议的总线系统,完成信息的接收、缓存与转发。图为网关在整车网络中的位置与作用。

第49页:网关内的信息传送

2)网关内的信息传送:图为网关以相同的时间节拍运行周期信号的过程。CAN舒适总线上周期为100ms的信号,经网关镜像(Spiegelbild)后送CAN驱动总线,未收到报文时记为Keine Botschaft。

第50页:网关周期性信息过程

网关周期性信息过程:图示Sender发出的100ms周期信号在CAN驱动与CAN舒适总线之间的传递时序。

第51页:CAN舒适总线上的即刻更改信息

CAN舒适总线系统总线上附加的“即刻更改信息”被发送:周期信号为100ms,当信息内容发生改变时,更改信息被立即发送;若5次从属改变,则在20ms周期内完成,旧信息在下一周期被替换。

第52页:CAN驱动总线出现故障时的处理过程

CAN驱动总线出现故障时的处理过程:图示驱动总线出现故障时,系统如何在单线模式或替代状态下维持基本工作并记录故障。

第53页:CAN数据总线的接口

3)CAN数据总线的接口:图示控制单元与CAN数据总线之间的接口形式,接口由CAN控制器与收发器构成,CAN-High与CAN-Low经插头接入总线,维修时可在此处测量总线电压与波形。

第54页:CAN总线中典型信号的控制过程

5. CAN总线中典型信号的控制过程:下表为ID码的表示,各控制单元以二进制代码与十六进制代码标识。

ID码的表示
控制单元二进制代码十六进制代码
转向柱电子010110000012C1
组合仪表01101010001351
电器网络10100110001531
中央舒适系统控制单元10110010001591

说明:原表二进制与十六进制代码列存在串行错位,此处按「转向柱电子2C1、组合仪表351、电器网络531、中央舒适系统控制单元591」的常规对应整理,建议对照原表核对。

第55页:点火开关打开、前小灯关闭时的信号

点火开关打开,前小灯关闭状态的电器网络控制单元信号:图示该状态下电器网络控制单元在CAN总线上发送的信号波形与数据内容。

第56页:前小灯打开状态的信号

前小灯打开状态的电器网络控制单元信号:图示前小灯打开后,电器网络控制单元发出的信号状态随之改变。

第57页:左后制动灯开关变化的信号控制过程

图2-42 左后制动灯开关变化的信号控制过程:图示左后制动灯开关状态变化时,信号经控制单元采集、总线传递到执行的完整控制过程。

第58页:CAN驱动数据总线的检测与分析

2.5.3 CAN数据总线系统的常见故障及检测——1. CAN驱动数据总线的检测与分析:1)DSO双通道模式下的测量与分析。使用双通道示波器同时测量CAN-High与CAN-Low,可直观判断显性位与隐性位的电平是否正常。

第59页:CAN驱动总线双通道测量波形

本页源文件仅保留章节标题,对应CAN驱动数据总线在DSO双通道模式下的测量波形。按上下文推断,图示CAN-High与CAN-Low两路波形及测量光标的位置,建议对照原图确认。

第60页:双通道波形的测量点标注(一)

图示波形上标注的测量点位(编号1~8),用于读取CAN-High与CAN-Low在各测量点的电压值,测量时应将触发界限值设在显性位与隐性位的中间电平,以便稳定捕捉波形。

第61页:显性位与隐性位的波形识别

图示波形中Dominant(显性)与Recessive(隐性)位的分布,显性位对应CAN-High升高、CAN-Low降低,隐性位两线均回到2.5V左右。

第62页:2)DSO单通道模式下的测量与分析

2)DSO单通道模式下的测量与分析:使用单通道示波器配合测试盒1598/30测量发动机控制单元,CAN-High约3.46V、CAN-Low约3.47V、接地约1.04V,通过逐点测量判断总线状态。

第63页:单通道波形的测量点标注(二)

图示单通道波形上标注的测量点(编号1~5),用于逐点读取单一信号线的电压值,并与标准值(CAN-High约3.5V、CAN-Low约1.5V)进行比对判断。

第64页:CAN驱动总线常见故障类型

3)常见的故障类型及检测分析:CAN驱动数据总线的常见故障包括CAN-High或CAN-Low对地短路、对正极短路、两线相互短路、断路以及终端电阻缺失等,可依据波形特征逐项排查。

第65页:CAN-High对地短路故障波形

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按本章故障类型顺序推断,图示CAN-High对地短路时的波形:CAN-High电压被拉低至接近0V,CAN-Low仍有信号但幅值异常。建议对照原图确认故障类型与波形。

第66页:CAN-High对正极短路故障波形

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-High对正极短路时的波形:CAN-High电压被抬高至接近电源电压,隐性位无法回落。建议对照原图确认。

第67页:CAN-Low对地短路故障波形

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-Low对地短路时的波形:CAN-Low电压被拉低至接近0V。建议对照原图确认。

第68页:CAN-Low对正极短路故障波形

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-Low对正极短路时的波形:CAN-Low电压被抬高至接近电源电压。建议对照原图确认。

第69页:CAN-H与CAN-L相互短路故障波形

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-High与CAN-Low相互短路时的波形:两条信号线电压趋于一致,差分电压接近0V。建议对照原图确认。

第70页:CAN总线断路故障波形

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN总线断路时的波形,系统转入单线工作模式后仍可维持通信,但波形幅值发生改变。建议对照原图确认。

第71页:CAN舒适与信息娱乐总线的检测与分析

2. CAN舒适/Infotainment数据总线的检测与分析——1)DSO双通道模式下的测量与分析:使用DSO1与DSO2两个通道测量,CAN-High约5.13V、CAN-Low约5.12V、接地约1.12V,通过测试盒ZKE接入。

第72页:舒适总线双通道波形测量点标注(一)

图示舒适总线双通道波形上标注的测量点(编号1~6),用于读取CAN-High与CAN-Low在各点的电压,舒适总线的隐性电平与显性电平摆幅大于驱动总线。

第73页:舒适总线双通道波形测量点标注(二)

图示舒适总线波形上更详细的测量点标注(含编号1~8),用于分析单个位的电平跳变过程与位时间,进而判断是否存在信号畸变。

第74页:2)DSO单通道模式下的测量与分析

2)DSO单通道模式下的测量与分析:使用单通道示波器配合测试盒测量中央舒适系统控制单元,CAN-High约5.13V、CAN-Low约5.12V、接地约1.12V。

第75页:舒适总线单通道波形测量点标注

图示舒适总线单通道波形上标注的测量点(编号1~5),用于逐点读取单一信号线的信号电压,并与舒适总线的标准电平进行比对。

第76页:CAN舒适总线常见故障类型

3)常见的故障类型及检测分析:CAN舒适/Infotainment数据总线的常见故障同样包括对地短路、对正极短路、两线相互短路与断路等,可依据波形特征与电压值判断。

第77页:舒适总线故障波形(一)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN舒适总线CAN-High对地短路时的波形:CAN-High被拉低至0V附近。建议对照原图确认。

第78页:舒适总线故障波形(二)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-High对正极短路时的波形:CAN-High被抬高至接近电源电压。建议对照原图确认。

第79页:舒适总线故障波形(三)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-Low对地短路时的波形:CAN-Low被拉低至0V附近。建议对照原图确认。

第80页:舒适总线故障波形(四)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-Low对正极短路时的波形:CAN-Low被抬高至接近电源电压。建议对照原图确认。

第81页:舒适总线故障波形(五)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN-High与CAN-Low相互短路时的波形:两线电压趋于一致。建议对照原图确认。

第82页:故障波形对照标记AB

图示波形上以A、B两处标记标出需要对比观察的电平位置,A处对应正常状态的电平,B处对应故障状态下的异常电平,用于比较正常与故障状态的差异。

第83页:故障波形分区标注ABCD

图示将波形划分为A、B、C、D四个区域,并标注1~4号测量点,用于分段分析总线信号在起始、数据、确认与结束各阶段的电平表现。

第84页:舒适总线故障波形(六)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示CAN舒适总线另一类短路故障的波形:两条信号线中至少一条偏离标准电平,隐性位与显性位的电位差消失或减小。建议对照原图确认具体故障类型。

第85页:舒适总线故障波形(七)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示控制单元内部收发器故障时总线波形的异常表现。建议对照原图确认。

第86页:舒适总线故障波形(八)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示总线隐性电平偏离标准值时的波形。建议对照原图确认。

第87页:舒适总线故障波形(九)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示终端电阻缺失或阻值异常时波形出现的反射与过冲。建议对照原图确认。

第88页:舒适总线故障波形(十)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示总线完全失效(无信号)时的波形表现。建议对照原图确认。

第89页:舒适总线故障波形(十一)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示单线工作模式下CAN-Low单一信号线的波形。建议对照原图确认。

第90页:舒适总线故障波形(十二)

本页为故障波形图示页,源文件未提取到正文文字。按推断图示故障排除后恢复正常的总线波形,用于与故障波形对照。建议对照原图确认。

第91页:CAN数据总线系统终端电阻的检测

3. CAN数据总线系统终端电阻的检测:图为终端电阻的原理展示,发动机控制单元(Motor SG)与ABS控制单元内部的终端电阻并联,在总线两端测得的总阻值约为60Ω。

说明:原页阻值符号缺失,高速CAN两个120Ω终端电阻并联后的等效阻值约为60Ω,建议对照原图标注核对。

第92页:终端电阻测量接线图

本页源文件仅保留章节标题,对应终端电阻的测量接线示意。按推断图示断开蓄电池负极后,用万用表在CAN-High与CAN-Low之间测量等效终端电阻的接法,建议对照原图确认。

第93页:终端电阻测量示例

本页源文件仅保留章节标题,对应终端电阻实测示例。按推断图示实测值与标准值的比对,用于判断是否有控制单元脱网或终端电阻损坏,建议对照原图确认。

第94页:CAN数据总线系统的线束和线连接中心点

4. CAN数据总线系统的线束和线连接中心点:图为中央线束的星形接法,各控制单元的CAN支线由中央连接点引出,支线应尽量短以减少反射。

第95页:数据总线插座和连接器

数据总线插座和连接器:图示CAN总线专用的插座与连接器结构,维修时需注意针脚定义与锁止状态。

第96页:CAN总线线束维修示意

本页源文件仅保留章节标题,对应CAN总线线束维修示意。按推断图示线束维修时对接续长度、双绞节距与屏蔽层恢复的要求,建议对照原图确认。

第97页:CAN数据总线的导线颜色标识

CAN数据总线的导线颜色:不同总线系统采用不同的线色加以区分,下表按原图德文缩写整理。

CAN数据总线的导线颜色标识
总线系统信号线颜色标识
CAN驱动(Antrieb)CAN-Highor/sw(橙/黑)
CAN驱动(Antrieb)CAN-Lowor/br(橙/棕)
CAN舒适(Komfort)CAN-Highor/gn(橙/绿)
CAN舒适(Komfort)CAN-Lowor/br(橙/棕)
CAN信息娱乐(Infotainment)CAN-Highor/li(橙/紫)
CAN信息娱乐(Infotainment)CAN-Lowor/br(橙/棕)

第98页:断开线点100mm

断开线点100mm:图示CAN总线线束维修时,断开与接续的位置要求,单次接续段长度不超过100mm。

第99页:静态电流及其检测

5. 静态电流及其检测:CAN总线进入休眠后整车静态电流应降至规定值以下。若某个控制单元未进入休眠而持续唤醒总线,静态电流会明显偏大,可通过串联电流表测量排查。

第100页:静态电流测量接线图

本页源文件仅保留章节标题,对应静态电流的测量接线示意。按推断图示在蓄电池负极串联电流表测量休眠电流的方法,建议对照原图确认。

第101页:读取测量数据块

6. 读取测量数据块:使用故障诊断仪读取与CAN总线相关的测量数据块,可查看各控制单元的通信状态与总线工作模式,辅助判断断路与短路故障。

第102页:测量数据块显示界面(一)

本页源文件仅保留章节标题,对应故障诊断仪读取测量数据块的显示界面。按推断图示CAN总线通信状态的数据显示,建议对照原图确认。

第103页:测量数据块显示界面(二)

本页源文件仅保留章节标题,对应测量数据块的另一显示界面。按推断图示各控制单元通信状态的一览显示,建议对照原图确认。

第104页:断路与短路时测量数据块的显示差异

测量数据块的判读:

  • 在断路的情况下:测量数据块中的状态显示交替变化。
  • 在短路的情况下:测量数据块中的状态常显示(保持不变)。

据此可区分总线断路与短路两类故障。

第105页:开关信息

开关信息:图示测量数据块中开关信息的显示内容,用于核对开关状态变化是否正确传送到总线。

第106页:项目二 习题

习题

  1. CAN总线的分类、各自的特点和应用场合有哪些?
  2. CAN总线的组成部分由哪些?
  3. CAN总线通过什么方法将信息传递出去?
  4. 为什么采用双绞线作为车载CAN总线的数据导线?
  5. 在网关内,信息是如何传送的?
  6. 以测试发动机控制单元为例,简述如何在DSO双通道模式下检测CAN驱动数据总线?

第107页:项目二 结束页

谢谢!

本页为项目二「CAN总线网络系统的结构原理与检修」的结束页。

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