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1、长春汽车工业高等专科学校毕 业 实 践 报 告题目/实践名称 汽车CAN 总线设计原理与故障排除专业 / 班级学 生 姓 名学 号0企业指导教师校内指导教师起 止 时 间2011.72012.3.15实 习 单 位一汽新能源汽车分公司目 录内容摘要Abstract第一部分 情况介绍1.1 实践单位的基本情况1.2 引言第二部分 CAN总线 2.1 CAN总线系统的原理及优缺点 2.2 以CAN总线为基础的汽车诊断方法第三部分 其他类型的总线的特点3.1 LIN 总线的特点3.2MOST总线的特点参考文献 内容摘要 文介绍了汽车总线系统的构成，原理及优缺点。研究了以CAN总线为基础的汽车系统诊断
2、方法，并指出了注意事项，对汽车的故障诊断分析具有重要意义。，关键词：CAN总线；优缺点；诊断方法Abstract First of all, the paper introduces the basic conception and the principle of the CAN bus, as well as the advantages and disadvantages. Second, this paper analyzes the fault diagnosis methods which is based on the CAN bus. Whats more, some diag
3、nosis is listed. And, which makes a big difference to the car diagnosis. Keywords: CAN bus; Advantages and disadvantages; Fault diagnosis第一部分：情况介绍1.1引言 上世纪90年代以来，随着对汽车功能要求的不断提高和汽车控制技术的发展，在汽车设计领域，CAN总线几乎成为一种必需采用的技术手段。不仅在一些高级轿车，而且在经济型轿车中进入了实用化阶段。 引入汽车总线技术，能及时地，正确地对各种异常状态或故障状态做出诊断，并解除故障，提高设备运行的可靠性，安全性，
4、并把故障损失降到最低。可见，引入汽车总线对汽车诊断具有重要意义。1.2 实践单位的具体情况 公司全称为“中国第一汽车集团公司新能源汽车分公司”，是一汽集团的直属公司，属分公司建制。公司成立于2010年8月16日，坐落在长春净月开发区锦竹西路538号。厂区占地面积约为6万平方米，其中厂房面积约为1.5万平方米，办公面积约为2600平方米。公司是集新能源汽车及零部件制造、销售、维修、技术咨询为一体的整车制造企业。同时肩负不断完善制造工艺，提高产品完善度的重任，产品为一汽集团自主品牌新能源汽车，生产EV（纯电动）、HEV(混合动力)、PHEV(插电式混合动力)新能源轿车，近期的主要任务是为长春市试点
5、城市提供新能源商品车。于2011年8月23日投产，达到年产万台的产能。公司先后从我校招收两批学生，约占全公司人数的一半。我们带着“投身一汽，建设新能源，为祖国生产经济实用的新能源汽车”的伟大理想，和公司风雨同舟，共创辉煌。第二部；CAN总线2.1 CAN总线系统的原理及优缺点 CANBUS数据总线包括控制单元（CPU）、控制器（Controller）、收发器（Tranceiver）、数据传输终端。控制单元是CANBUS数据总线主要计算器，将控制器传递来的信息进行运算，并将运算数据传递给控制器。控制器接收来自控制单元的信号，形成指令通过发送器传递总线。收发器接收总线数据，并将数据传送到CAN控制
6、器。控制器通过接收器传递信号进行转换传递给控制单元。CANBUS数据总线中的数据传递就像一个电话会议。一个电话用户通过网络将数据“降入”网络中，其他用户通过网络“接听”这个数据，对这个数据感兴趣的用户就会利用数据，而其他用户则选择忽略。优点;1. 减轻整车重量减少线束，部分线束变细，节省其他空间，单个线束所承载的功能增加。2. 节约成本 线束减少，传感器共享，可以实现控制器和执行器的就近连接原则。3. 质量可靠插头减少，故障率减少，质量更可靠。4. 减少装配时间减少了装配步骤（比如：装配奥迪A6轿车时，方向盘模块减少5个，安装步骤减少2个）。5. 增大开发余地各控制器可以把整车功能相对随意地分
7、担，新的功能和新技术可以通过软件进行更新。缺点：不能实现视频、音频的实时同步通信。成本高于LIN总线。2.2 以CAN总线为基础的汽车诊断方法2.2.1 大众车系车载网络的检测步骤通过对大众车载网络传输系统故障的分析，可以总结出该系统一般诊断步骤为：1了解该车型的车载网络系统传输特点（包括传输介质、几种子网及车载网络传输系统的结构形式等）2.车载网络系统传输的功能，如有无唤醒功能和睡眠功能等。3.检查汽车电源系统是否存在故障，如交流发电机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰等故障）等。4.检查车载网络传输的链路是否存在故障，采用替换法或跨线法进行检测。5.如果节点故障，只能用替换法进行检
8、测。2.2.2. 双线式车载网络传输系统的检测方法 在检查CAN总线系统传输系统前，须保证所有与车载网络传输系统相连的控制单元五功能故障。功能故障指不会直接影响车载网络传输系统，但会影响某一功能流程的故障。例如传感器损坏，其结果就是传感器信号不能通过车载网络传输系统传递。这种功能故障对车载网络传输系统有见解影响。2.2.3. CAN数据总线的万用表测量 CAN数据总线可以采用数字万用表进行电压信号测试，判断数据总线的信号传输是否存在故障。 用万用表电阻挡测量CANHigh线和CANlow线之间的电阻，正常情况下应该有一个规定电阻，不应直接导通； 用万用表电阻挡测量CANHigh线或CANlow
9、线分别与搭铁或蓄电池正极之间的导通性，正常情况不导通。2.2.4. VAS5051总线的波形检测 双通道模式CAN数据总线波形必需采用带有双通道示波器或检测仪，例如VAS5051进行检测，可根据故障波形判断总线系统故障类型。 下面通过两个案例来研究以CAN总线为基础的汽车诊断方法 1. 宝来车仪表ABS故障灯常亮 故障车型：宝来1.6L，自动挡。 故障现象：仪表上ABS故障灯常亮。 故障诊断与排除：连接VAS5051查询ABS控制单元J104的故障码，发现进不去;发动机控制单元有1个故障码18057，动力系统数据总线丢失 查询自动变速器、安全气囊和网关都有一个故障码01316，ABS控制单元没
10、有通信。根据故障码分析，可能是ABS控制单元的两根CAN总线断路，由于宝来动力系统包括发动机、ABS，自动变速器的CAN总线电路采用公共节点式连接，有一个控制单元断开，其他控制单元可以正常通信，并且不支持单线工作模式，于是检查ABS控制单元J104的CANlow和CANHigh是否断路。拆下空调滤清器盖板，拔下自动变速器控制单元插头，再拔下ABS控制单元，用万用表测量两根数据总线，发现两根线导通正常。查看电路图分析，ABS控制单元是通过K线进行自诊断通信的，可能是ABS控制单元J104到诊断接口的K 线断路，导致控制单元无法正常工作。于是先检查K线，正常；再检查控制单元熔断器，正常；检查左纵梁
11、前部的搭铁点65时发现固定螺栓松动，而ABS控制单元只有两根搭铁线，正好都是在这个搭铁点上固定的，拧紧后故障排除。 2. 宝来轿车ABS和ASR的故障灯亮 故障车型：宝来1.8T轿车 故障现象：宝来轿车ABS和ASR的故障灯亮，同时制动警告灯也不停地闪亮。 故障诊断与排除：用VAS5052对系统进行诊断，发现该系统内有一个故障码18057：数据总线ABS 控制单元的信息。 初步分析，造成此故障的主要原因有两个:(1) ABS和ASR系统电源或搭铁不良；(2) ABS和ASR控制单元故障，检查熔断器： ABS制动系统熔断器： S180(30A)空调风扇熔断器; S162(50A)二次空气泵熔断器
12、； S163(50A)燃油泵继电器供电熔断器； S164(40A)组合仪表熔断器； S176(110A)内部装备供电线熔断器； S177(110A)发电机熔断器。检查发现，蓄电池主熔断器外部的一个插头松动，而ABS制动系统的电源线正好经此熔断器至ABS制动系统控制单元，将插头固定牢固，故障排除。 宝来轿车的各控制单元之间通过两根CAN总线连接，这种结构与其他车型控制单元之间通过多根电缆连接或某些控制单元相互连接不同。各控制单元通过两根电缆可以使数据按顺序传给相应的控制单元，控制单元通过总线进行通信交换数据。该例故障ABS和ASR控制单元因工作电源中断，而无法工作。 3. 奥迪A6防滑驱动控制系
13、统警告灯亮，行驶困难 故障车型：奥迪A6 2.4L 故障现象：在行驶中突然出现ASR警告灯亮，接着仪表板上所有指示灯全部熄灭，此时车辆行驶加速困难。驾驶员勉强把车开了一段路程后，仪表板上的机油警告灯亮，驾驶员只好将发动机熄火。熄火后，发动机却再也无法启动，而且仪表板上ESP指示灯和档位灯在点火开关处于ON时都不亮驾驶员只好把车辆拖至驻地。但第二天，该车有能正常启动了，于是就把该车开到修理厂进行检修。 故障诊断：检查该车后，发现发动机工作正常，各仪表指示灯指示正确。 用金德K80故障检测仪分别对发动机、自动变速器、ABS及仪表ECU进行故障分析，该检测仪按各部分ECU显示的故障内容如下： （1）
14、发动机ECU CAN数据总线缺少ABS单元信息; CAN电脑通信网络有故障； 发动机ECU锁死；电子节气门故障灯K132有故障。（2）自动变速器ECUCAN电脑通信网络有故障（3）仪表ECU发动机控制单元闭锁； CAN数据总线通信不良； 发动机ECU没有通信； 自动变速器ECU没有通信。(4)ABS ECU用故障诊断仪VAS5051检查表明上述故障都为偶发故障用他清除所有的故障码后进行路试，在正常行驶20Km后，同样的故障又重复出现，只好又将车拖至修理厂。又用金德K80对该故障进行分析，结果相同。综合故障检测仪显示的所有故障内容，疑点都集中到CAN数据总线上。 该型车的发动机ECU上有两条CA
15、N数据总线，一条为红黑色的H线，另一条为红黑色的L线。他们分别与乘用车的其他三个ECU相连，与ECU相连的端子号码如下： 自动变速器上为58及60 仪表ECU上为29和30 ABS ECU上为18和19 正常情况下个ECU插接器连接18、60和30端子是相通的；19、58和29是相通的，但对地不相通。用万用表测量这几个端子的通断情况，发现18、60和30完全不通，而19、58和29相通，19和29的电阻约为130欧姆。 用万用表顺线查找，发现在发动机ECU下后方有一排插接器，找到其中红色的CAN数据总线的插接器，发现CAN数据总线插接器连接松动，将其牢固后，清除故障码，一切正常，故障排除。第三
16、部分 其他类型的总线的特点3.1 LIN 总线的特点 LIN是Local Interconnect Network 的缩写，它也被称为“局域网子系统”，即LIN总线是CAN总线网络下的子系统。车上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。 LIN总线是一种低成本的串行通信网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN的目标是为现有汽车网络（例如CAN总线）提供辅助功能，因此，LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，比如智能传感器和制动装置之间的通信使用，LIN总线可大大节省成本。LIN总线的特点如下：（1） 最大传输速率为19.2k
17、bit/s（2） 低成本基于通用UART接口，几乎所有微控制器都具备LIN必需的硬件。（3） 只需要一根数据传输线。（4） 单主控制器/多从控制器设备模式无须仲裁机制，保证系统安全。（5） 从节点不需振荡器就能实现同步，节省了多从控制器部件的硬件成本。（6） 保证信号传输的延迟时间。（7） 不需要改变LIN节点上的硬件和软件就可以在网络上增加节点。（8） 通常一个LIN网络上节点数目小于12个，共有64个标识符。（9） 单线，基本色：紫色+标志色。 3.2 MOST总线的特点在汽车网络中常见的MOST（Media Oriented Systems Transport,多媒体定向系统传输），是比
18、较典型的光学网络。MOST是媒体信息传输的网络标准。MOST采用塑料光缆（POF）的网络协议，将音响装置、电视、全球定位系统及电话等设备相互连接起来，给用户带来了极大的便利。在MOST中，不仅对通信协议给出了定义，而且也说明了分散系统的构筑方法。MOST可以不需要额外的主控计算机系统，结构灵活、易于扩展。MOST网络光纤作为物理层的传输介质，可以连接视听设备、通信设备以及信息服务设备。MOST网络支持“即插即用”方式，在网络上可以随时添加和去除设备。MOST具有以下优点：（1） 保证低成本的条件下，可以达到24.8Mbit/s的数据传输速度。（2） 无论是否有主控计算机都可以工作。（3） 使用
19、POF优化信息传送质量。（4） 支持声音和压缩图像的实时处理。（5） 支持数据的同步和异步传输。（6） 发送/接收器嵌有虚拟网络管理系统。（7） 支持多种网络连接方式，提供MOST设备标准，方便、简洁地应用系统界面。（8） 通过采用MOST，不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、降低噪声，而且可以减轻系统开发人员的负担，最终在用户处实现各种设备的集中控制。（9） 光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。MOST利用一根光纤，最多可以同时传送15个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上，最多可以连接64个节点；从拓扑方式看，基本为一个环状拓扑，这种拓扑在增加节点时，不需要手柄及开关，而且媒体没有集中在某特定位置附近，可以节省光缆。在不久的将来，MOST将成为汽车用多媒体设备不可缺少的技术。参考文献【1】 魏春源.汽车安全性与舒适性系统【M】.北京：北京理工大学出版社，2007.【2】 孙仁云，付百学.汽车电器与电子技术【M】北京.机械工业出版社，2008.【3】 杨庆彪.现代轿车全车网络系统原理与维修【M】北京：国防工业出版社，2007.【4】 谭本中.汽车车载网络【M】.北京：北京理工大学出版社，2008.