2 动力CAN总线系统故障诊断与检修.

Presentation on theme: "2 动力CAN总线系统故障诊断与检修."— Presentation transcript:

1 2 动力CAN总线系统故障诊断与检修

2 2 动力CAN总线系统故障诊断与检修 任务载体：某辆奇瑞A5轿车，仪表盘上多个故障指示灯点亮。 学习单元1 CAN总线系统的结构原理分析

3 2 动力CAN总线系统故障诊断与检修 任务要求： 1.了解汽车总线的产生、发展及类型； 2.理解CAN总线的组成、通信原理、特点；

4 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 一、汽车总线技术的产生与发展 1.传统的汽车线束连接方式

5 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 一、汽车总线技术的产生与发展 2. 汽车CAN总线连接方式
优点：减少线束，节省空间，降低成本，资源共享，增加可靠性和可维修性。

6 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 一、汽车总线技术的产生与发展 3. 汽车总线技术的发展
1983年 德国Robert Bosch公司开始开发汽车CAN总线（Controller Area Network）。 1993年11月,国际标准化组织正公布了CAN协议的国际标准ISOll898以及ISO11519。奔驰公司1992年第一个采用CAN总线技术的公司，装在客车上。 在美国，通过采用SAE J1850普及了数据共享系统，在SAE中也通过了CAN的标准，明确地表示将转向CAN协议。

7 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 一、汽车总线技术的产生与发展 4. 汽车总线的分类

8 ··· CAN-BUS 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 CAN-H CAN-L 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 节点1 节点2
可挂110个节点 节点1 节点2 节点n CAN-H CAN-L ··· CAN-BUS

9 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 1. CAN节点结构 “大管家” “CAN通信控制器”
（1）数据采集、输出控制； （2）初始化、读/写CAN控制器 （3）存储故障码 “CAN通信控制器” （1）供单片机存、取数据； （2）控制CAN通信： ●优先级竞争、验收滤波—数据ID号 “转换器、边说边听器” （1）数字信号←→差分电压 （2）边说边听（同时发送和接收） “高速公路”：双向、串行

10 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 1. CAN节点结构 CAN总线电压与数字信号之间的关系
0.9V＜Vdiff＜5.0V：数字信号0（显性） - 5V＜Vdiff＜0.5V ：数字信号1（隐性）

11 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 2. 数据传送过程 数据ID号+相关数据 节点1 节点n ？

12 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 3. 数据ID号
原理 ：多个节点同时向总线发送数据时，总线上的结果是多个数据的“逻辑与”值。 如: 节点A发送0，节点B发送1，总线上结果是0&1=0。 节点A发送数据: 0 节点B发送数据： 1 0—显性位 1—隐性位 0优先级高！ 总线上显示数据： 0

13 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 4. 优先级竞争（仲裁）

14 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 4. 优先级竞争（仲裁） 动力CAN总线
自动变速器控制单元发送了1个低电位而检测到1个高电位，那么它将失去优先权而转为接收器。

15 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 5. 验收滤波 ——点对点、一点对多点
通过设置CAN控制器内的验收代码寄存器（ACR）和验收屏蔽寄存器（AMR）来实现。 例：三个节点：A 、B 、C 节点A 节点B 节点C ACR： AMR： 有关 无关 无关 AMR： 有关 有关 有关 发送：***+传感器信号 发送：102+传感器信号 发送：101+传感器信号 ？ 接收 接收 放弃 接收 接收 放弃 CAN-BUS

16 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 举例： 可接收 的帧的 ID号 5. 验收滤波
——点对点、一点对多点 举例： ACR—— AMR—— 可接收 的帧的 ID号

17 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 5. 高可靠性、安全性、实时性
（1）双绞线、差分电压：既能防人、又不害人 直接通信距离最远可达10km（传输速率5Kbps），通信速率最高可达1Mbps（此时通信距离为40m）。

18 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 5. 高可靠性、安全性、实时性 （2）边说边听、无破坏性仲裁
只要检测到总线上有节点在发送数据，就要等待； 两个节点同时向总线发送数据时，数据优先级高的节点先发，数据优先级低的节点后发； 发送期间丢失仲裁或出错的帧可自动重发，故障节点可自动脱离总线。

19 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 二、 CAN总线硬件组成、通信原理 起始 + 数据ID号 + 相关数据 + CRC校验 + 应答
5. 高可靠性、安全性、实时性 （3）短帧格式：最多8个字节，保证实时性、可靠性 （4）采用先进的CRC校验，保证可靠性 （5）帧内应答，保证实时性 起始 + 数据ID号 + 相关数据 + CRC校验 + 应答 + 结束 最多8字节 发送方：写1 接收方正确接收：写0 总线值： 0

20 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 三、 网关及作用 为什么 要设置 网关？ 网关 （1）由于不同区域车载网络的速率和识别代号不同
（2）各控制单元发出的信号在不同系统总线中的优先级可能不一样

21 2-1 CAN总线系统的结构原理分析 三、 网关及作用 （1）识别和改变不同总线网络的信号和速率 （2）改变信息优先级
（3）网关可作为诊断接口

22 2-2 动力CAN总线系统的识读 一、大众车系CAN总线系统 1.大众车系CAN总线系统的发展过程
1997年，PASSAT的舒适系统上采用了传输速率为62.5kb/s的CAN-BUS； 1998年，PASSAT和Golf的驱动系统上增加了传输速率为500kb/s的CAN数据总线； 2000年，大众公司在PASSAT和Golf上都采用了带有网关的第2代CAN数据总线； 2001年，大众公司提高了CAN数据总线的设计标准，将舒适系统CAN数据总线的传输速率提高到100kb/s，驱动系统的传输速率提高到500kb/s； 2002年，大众集团在新PQ24平台上使用带有车载网络控制单元的第3代CAN数据总线； 2003年，大众集团在新PQ35平台上使用5重结构的CAN数据总线系统，并且出现了单线的LIN数据总线。

23 2-2 动力CAN总线系统的识读 一、大众车系CAN总线系统 2.大众车系CAN总线系统的类型

24 大众汽车的CAN总线系统设定为驱动系统、舒适系统、信息系统、仪 表系统、诊断系统这5个局域网
诊断系统——由30号线激活，速率500kbps 双绞线颜色：CAN-H——橙/红色 仪表系统——由15号线激活，速率100kbps 双绞线颜色：CAN-H——橙/蓝色 信息系统— —由30号线 激活，速 率100kbps 双绞线颜色： CAN-H—— 橙/紫罗兰色 所有的 CAN-L 均为 橙/棕色 驱动系统——由15号线激活，速率500kbps 双绞线颜色：CAN-H——橙/黑色 舒适系统——由30号线激活，速率100kbps 双绞线颜色：CAN-H——橙/绿色 大众汽车的CAN总线系统设定为驱动系统、舒适系统、信息系统、仪 表系统、诊断系统这5个局域网

25

26 2-2 动力CAN总线系统的识读 二、大众车系动力CAN总线系统 动力CAN总线系统由15号线激活，采用双线式数据总线，
其传输速率为500kbit/s，所以也称为高速CAN总线。 不能单线运行—— 在一根线断路/短路所有功能关断！

27 2-2 动力CAN总线系统的识读 二、大众车系动力CAN总线系统 各电控单元产生及发送的数据类型

28 2-2 动力CAN总线系统的识读 三、迈腾轿车动力CAN总线系统*

29 迈腾轿车动力CAN总线系统各控制单元在车上的位置
大灯控制单元 ABS控制单元 主动巡航控制单元 发动机控制单元 动力转向控制单元 自动变速箱控制单元 网关 转向柱控制单元 四驱控制单元 气囊控制单元 换挡杆位置传感器

30 2-2 动力CAN总线系统的识读 四、奥迪A6轿车动力CAN总线系统 *

31 2-3 动力CAN总线系统的检测 CAN中央 接线插座 检测盒
CAN总线信号检测盒VAS1598/38 CAN检测盒可以连接在仪表板左侧或者右侧的CAN中央接线插座 CAN中央 接线插座 检测盒 注意：测试时要把车用插头插入检测盒的插座内

32 2-3 动力CAN总线系统的检测 CAN-H CAN-L RT RT 一、终端电阻——防止反射波干扰 节点1 节点2 节点n
总的阻值：60欧姆左右

33 2-3 动力CAN总线系统的检测 一、终端电阻——防止反射波干扰 1、终端电阻的测量步骤 ① 关闭点火开关。
② 等待大约5min，直到所有的电容器都充分放电。 ③ 连接测量仪器并测量总阻值。 ④ 将一个带有终端电阻控制单元的插头拔下。 ⑤ 检测总的阻值是否发生变化。 ⑥ 第一个控制单元（带有终端电阻）的插头连接好后，再将第二个控制单元的插头拔下来。 ⑦ 检测总的阻值是否发生变化。 ⑧ 分析测量结果。

34 2-3 动力CAN总线系统的检测 一、终端电阻——防止反射波干扰 1、终端电阻的测量步骤 说明：
①对总的阻值测试完毕后，还需要将一个带有终端电阻控制单元的插头拔下，分别对两个单个电阻进行测量。 ②若控制单元被拔取后测量的阻值发生了变化，则说明两个阻值都正常。

35 2-3 动力CAN总线系统的检测 一、终端电阻——防止反射波干扰 终端电阻的测量举例——奥迪A2 1.4车型
②将一个带终端电阻的控制单元的插头拔下，检测阻值 大约为120 ③将上一控制单元的插头插下，拔下一个带终端电阻的 控制单元的插头拔下，检测阻值大约为120 分析：带有终端电阻的两个控制单元是连接相通的，测量 的结果是每一个终端电阻大约为120，总的阻值为60，通 过该测量可以得出判断，连接电阻是正常的。

36 大众车系使用的是分配式电阻，即发动机控制单元内的“中央
末端电阻”（66Ω）和其他控制单元内的高欧姆电阻（2.6KΩ） 动力CAN总线系统中，终端电阻接在CAN-H和CAN-L之间，断开点 火开关(断开15号线)，可以测量CAN-H和CAN-L之间的电阻。

37 2-3 动力CAN总线系统的检测 二、总线电压 （1）总线空闲：出现连续11位以上的隐性位
（2）CAN-H主体电压为2.5V，万用表测量电压为2.6V左右。 （3）CAN-L主体电压为2.5V，万用表测量电压为2.4V左右。

38 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 1、正常波形 CAN-H：2.6 V CAN-L : 2.4 V

39 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 2、CAN-H与CAN-L短路 CAN-H ：2.5V CAN-L ：2.5V

40 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 3、CAN-H搭铁 CAN-L : 0.1 V CAN-H : 0V

41 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 4、CAN-L搭铁 CAN-H ：0.5V CAN-L ：0V

42 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 5、CAN-L对正极短路 CAN-H ：12V CAN-L ：12V

43 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 6、CAN-H对正极短路 CAN-H ：12V CAN-L ：11.5 V

44 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 7、CAN-H断路 CAN-H CAN-L

45 2-3 动力CAN总线系统的检测 三、动力CAN波形分析 8、CAN-L断路 CAN-H CAN-L

46 2-3 动力CAN总线系统的检测 四、动力CAN故障分析 故障类型： 断路：总线上电压波形不正常。
对正极短接：总线上无电压变化，总线电压=蓄电池。 对地短接：总线上无电压变化，总线电压=0V。 双线之间短路：两线电压波形相同，且均不正常。 故障原因： 导线中断。 导线局部磨损。 插头连接损坏/触头损坏/污垢、锈蚀。 控制单元损坏。 控制单元供电故障。 导线烧毁。

47

48 2-3 动力CAN总线系统的检测 五、动力CAN系统测量数据块的读取—VAS 5051读取* 1、读取测量数据块中的CAN通信状态
若CAN通信状态为l，则表示正被执行自诊断的控制单元正从指定的控制单元接收数据信息； 若CAN通信状态为0，则表示正被执行自诊断的控制单元没有从指定的控制单元接收数据信息。

49 2-3 动力CAN总线系统的检测 五、动力CAN系统测量数据块的读取—VAS 5051读取* 2、读取测量数据块中的CAN工作状态
“单线工作”与“双线工作”显示的示意图

50 2-3 动力CAN总线系统的检测 五、动力CAN系统测量数据块的读取—VAS 5051读取* 3、读取测量数据块中的CAN总线的输入信号

51 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 1.动力CAN总线系统

52 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 2.手动变速器车的检测步骤
（1）关闭点火开关。 （2）松开并拔下发动机控制单元插头。 （3）将V.A.G1598/22接到发动机控制单元线束上。 （4）检查带终端电阻的ABS控制单元的CAN总线，即测量检测盒插口29与41之间电阻，规定 值115～135Ω。 （5）如果电阻值不符合要求，拆下空气滤清器。 CAN-H与CAN-L间短路或者其一断路；CAN-H或CAN-L 对电源正极或地短路；ABS ECU故障 可能原因有哪些？

53 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 2.手动变速器车的检测步骤
检测CAN总线及ABS控制单元 ①松开并拔下ABS控制单元插头。 检查CAN总线彼此间是否短路，测量检测盒上插口29至41间电阻，规定值为∞。 ③如果未达到规定值（导线彼此间短路），按电路图排除导线故障。 ④如果达到规定值（导线彼此间无短路），将检测盒V.A.G1598/21接到ABS控制单元线束上。

54 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 2.手动变速器车的检测步骤
检测CAN总线及ABS控制单元 ⑤按电路图检查V.A.G1598/22与V.A.G1598/21插口间CAN总线是否断路，插口29与10、插口41与11的导线电阻：最大1.5Ω。 ⑥检查导线是否对蓄电池正极或地短路。 ⑦如确定导线无故障，更换ABS控制单元。

55 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 2.手动变速器车的检测步骤
CAN-H与CAN-L间无短路，CAN-H或CAN-L无断路，ABS ECU终端电阻正常，则检查CAN-H和CAN-L是否对正极 或地短路，发动机ECU中的终端电阻 说明什么问题？ （6）如果电阻值在规定范围内，拆下空气滤清器。 ①松开并拔下ABS控制单元插头。 ②检查发动机控制单元与ABS控制单元间导线是否对地或正极短路。 ③如果确定导线无故障，再插上发动机控制单元插头。 ④将V.A.G11598/212接到ABS控制单元线束上。 ⑤检查发动机控制单元内的终端电阻，即测量检测盒插口10与11之间电阻，规定值 115～135Ω。 ⑥如果电阻值不在规定值范围内，更换发动机控制单元。

56 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 3.自动变速器车的检测步骤 （1）关闭点火开关。
（2）拔下变速器控制单元插头。 （3）将V.A.G1598/18接到控制单元线束上，并锁止。 （4）检查CAN总线（其上有发动机控制单元及ABS控制单元的终端电阻），检查检测盒插口3与25间电阻，规定值55～75Ω。如果显示0～5Ω，原因为两数据线间短路，应检查导线；如果显示135～∞Ω，原因为导线断路、对正极短路、接触电阻故障等，应检查导线；如果显示115～135Ω，原因为ABS控制单元或变速器控制单元导线断路。

57 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 3.自动变速器车的检测步骤
（5）如果电阻值在规定值范围内： ·检查导线是否对蓄电池正极或地短路。 ·如果确定导线无故障，再次插上变速器控制单元插头。 ·打开点火开关，清除故障码后试车。 ·用“自动检测”功能查询所有控制单元的故障码。 ·试车后，如发动机控制单元内仍有数据总线故障，更换变速器控制单元。

58 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 3.自动变速器车的检测步骤
（6）如果阻值在115～135Ω： ·松开并拔下发动机控制单元的插头。 ·检查数据总线(其上有ABS控制单元终端电阻)，即再次测量检测盒插口3与25间电阻，规定值115～135Ω； ·如果电阻值不符合要求内，则应检查CAN总线。 ·如果ABS控制单元导线正常，则更换ABS控制单元。 ·如果电阻值在规定范围内，再插上发动机控制单元的插头。

59 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 3.自动变速器车的检测步骤
（6）如果阻值在115～135Ω： 拆下空气滤清器。 松开并拔下ABS控制单元插头。 检查CAN总线(其上有发动机控制单元终端电阻)，即测量检测盒插口3与25之间电阻，规定值为115～135Ω。 如果电阻值不在规定范围内，检查CAN总线。 如果确定导线无故障，则应更换发动机控制单元。

60 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 3.自动变速器车的检测步骤
1）松开并拔下ABS控制单元插头。 2）松开并拔下发动机控制单元插头。 3）检查CAN总线彼此间是否短路，即测量V.A.G1598/18上插口3与25间电阻，规定值为∞。 4）如果未达到规定值（导线彼此间短路），按电路图排除导线故障。 5）如果达到规定值（导线彼此间无短路），将V.A.G1598/22接到发动机控制单元线束上。

61 2-4 动力CAN总线系统的故障检修* 一、一汽大众宝来轿车动力CAN总线系统的故障检测 3.自动变速器车的检测步骤
7）检查导线是否对蓄电池正极或地短路。 8）如果确定导线无故障，将V.A.G1598/21接到ABS控制单元线束2上。 9）按电路图检查V.A.G1598/22与V.A.G1598/21间的CAN总线是否断路，插口41与11、插口29与10的导线电阻：最大为1.5Ω。

62 二、卡罗拉动力CAN总线系统的故障检测 1.卡罗拉CAN总线系统

63 2.CAN故障诊断表

64 3.CAN主总线断路 1 2 3 4 5 6 7 8

65 （1）检查DLC3 ①将点火开关置于OFF位置 ②测量E11-6（CAN-H）和E11-14（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为54～69Ω；若阻值大于69Ω，则DLC3支线断路或CAN总线主线断路 （2）检查CAN总线主线是否断路（CAN2号接线连接器） ②断开CAN2号接线连接器 ③测量A47-9（CAN-H）和A47-20（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为108～132Ω；若阻值大于132Ω，则①～⑤之间有断路，转到第（5）点；若阻值正常，则⑤～⑧之间有断路

66 （3）检查CAN总线主线是否断路 ①将点火开关置于OFF位置 ②重新连接CAN2号接线连接器 ③断开ECM连接器 ④测量A50-41（CAN-H）和A50-49（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为108～132Ω；若阻值正常，则ECM故障，更换ECM；若阻值大于132Ω，则⑤～⑦之间有断路 （4）检查CAN总线主线是否断路（CAN2号接线连接器） ②重新连接ECM连接器 ③断开CAN2号接线连接器 ④测量A47-10（CAN-H）和A47-21（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为108～132Ω；如阻值正常，则CAN2号连接器故障，更换CAN2号连接器；若阻值大于132Ω，则⑥～⑦之间有断路，维修或更换CAN2号连接器与ECM之间的CAN主线或连接器（结束）

67 （5）检查CAN总线主线是否断路（组合仪表）
①将点火开关置于OFF位置 ②重新连接CAN2号接线连接器 ③断开组合仪表连接器 ④测量E46-27（CAN-H）和E46-28（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为108～132Ω；若阻值正常，则组合仪表故障，更换组合仪表总成；若阻值大于132Ω，则②～⑤之间有断路 （6）检查CAN总线主线是否断路（CAN1号接线连接器——组合仪表） ②重新连接组合仪表连接器 ③断开CAN1号接线连接器 ④测量E58-2（CAN-H）和E58-13（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为108～132Ω；若阻值大于132Ω，则②～③之间有断路，维修或更换CAN1号连接器与组合仪表之间的CAN主线或连接器；如阻值正常，则②～③正常，检查③～⑤

68 （7）检查CAN总线主线是否断路（CAN1号接线连接器——CAN2号接线连接器）
①将点火开关置于OFF位置 ②断开CAN1号接线连接器 ③测量E58-10（CAN-H）和E58-21（CAN-L）之间的电阻值 说明：正常阻值为108～132Ω；若阻值正常，则④～⑤之间正常，CAN1号接线连接器故障，更换CAN1号接线连接器；若阻值大于132Ω，则④～⑤之间有断路，维修或更换CAN1号接线连接器——CAN2号接线连接器之间的CAN主线或者连接器

69 4.检查CAN主总线 （1）检查DLC3 ①将点火开关置于OFF位置 ②测量E11-6（CAN-H）和E11-14（CAN-L）之间的电阻值
说明：正常阻值为54～69Ω；若阻值大于69Ω，则DLC3支线断路或CAN总线主线断路；若阻值小于54Ω，则CAN总线短路；若阻值正常，则检查CAN总线是否对B+短路或对搭铁短路 （2）检查CAN总线是否对B+短路 ①断开蓄电池负极端子 ②测量E11-6（CAN-H）和E11-16（BAT）以及E11-14（CAN-L）和E11-16（BAT）之间的电阻值 说明：正常阻值为大于6kΩ；若阻值小于6kΩ，则CAN总线对B+短路

70 （3）检查CAN总线是否对搭铁短路 ①将点火开关置于OFF位置 ②测量E11-6（CAN-H）和E11-4（CG）以及E11-14（CAN-L）和E11-4（BAT）之间的电阻值 说明：正常阻值为大于200kΩ；若阻值小于200kΩ，则CAN总线对搭铁短路

71 5.检查CAN主总线短路