動力傳動系統CAN數據總線子系統主講：駱孟波1動力傳動系統CAN數據總線子系統動力傳動系統CAN數據總線子系統包括發動機管理系統控制單元、自動變速器、帶有EDS的ABS、轉向柱電子裝置、照明距離調節裝置和安全氣囊。通過在此未畫出的診斷接口和網關可以實現與其他數據總線的通信。動力傳動系統CAN總線子系統元件布置自動變速器控制單元通過CAN數據導線不斷從與發動機負荷狀態相關的發動機管理系統控制單元接收信息。因為動力傳動系統CAN是實時總線，所以變速器控制單元可以立即對傳動系統內的負荷變化做出反應。斷開點火開關時，動力傳動系統CAN數據總線通過總線端15號端子接通且在短時繼續運行后再次完全關閉。因此只有維修說明中規定的間隔時間過后，才允許拔下控制單元插頭。1．1動力傳動系統CAN數據總線的控制單元控制單元的內部結構與舒適系統CAN數據總線的內部結構基本相同。區別在于可能的傳輸率、終端電阻的布置以及總線電平的生成。動力傳動系統CAN數據總線沒有應急運行特性，因為CAN_H和CAN_L導線通過終端電阻直接連接且收發器內的發送晶體管使用共同的平均電壓。此外也沒有采用“智能”差分放大器，這種差分放大器可以單獨分析CAN_H和CAN_L數據導線上的信號。名稱功能WR寫入信號RD讀取信號CS芯片選擇信號IT中斷信號（正常接收到幀）R1,R2終端電阻VCC供電電壓R3用于確定信號沿陡度RXD串行接口讀取TXD串行接口寫入動力傳動系統控制單元結構原理元件功能1．2借助模擬電路解釋收發器的工作原理與舒適系統數據總線的低速CAN收發器一樣，高速CAN收發器也由兩個用于產生信號的開關晶體管和一個位于接收端內的比較器組成。兩個組件通過二極管與CAN_H和CAN_L數據導線連接。所產生的電壓電平可以用于分析差分信號，從而提高數據傳輸可靠性。系統方框圖模擬電路圖模擬電路數據導線上的信號流程在未受控狀態(休眠狀態或隱性狀態)下，兩個數據導線上的電壓電平為2．5V。在顯性狀態下CAN_H導線上的電平升高至少1V。在CAN_L導線上電平下降數值與之相同。靜態電平的示波圖信號電平的示波圖在模擬電路中，CAN_H與CAN_L單線電平之間的電壓差在隱性狀態下為0V，在顯性狀態下為3．6V。在顯性狀態下示波顯示的電壓值與車輛上的實際值不一致。IS011898標準規定的高速CAN總線導線電壓值高速總線連接的CAN物理接口通常采用IS011898標準。該標準規定傳輸介質為兩個總線導線。兩個終端電阻都規定為120Ω。CAN_H導線電壓值與CAN_L導線電壓值之差小于0．5V時，總線節點必須識別為隱性狀態。CAN_H導線電壓值與CAN_L導線電壓值之差至少為0．9V時，必須識別為顯性狀態。互補數據對隱性與顯性車輛動力傳動系統CAN數據總線上的信號流程示波器通道A和B都設置為時間分辨率201μs／格，兩個輸入放大器的靈敏度設置為IV／格。對通道A來說在信號下降沿觸發。對于CAN_H信號，靜態電平或隱性信號超過零線2．5V。切換到顯性電平時，電平電壓值升高到3．8V。1個比特的時間格為2μs。在隱性狀態下CAN_L導線上電壓信號的電掃也為2．5V。在顯性狀態下電壓值下降到1．2V。動力傳動系統CAN數據總線的傳輸率計算0.000002s—————lbit1s————————xbit1s————————XlbitX=500000bit/s=500kbit/s=500Band在GolfV的動力傳動系統CAN數據總線上，數據導線端部沒有安裝CAN規范中規定的兩個120Ω終端電阻。其功能由發動機管理系統控制單元內電阻值為66Ω的一個中央電阻承擔，動力傳動系統總線上的其余控制單元內各有一個高阻值電阻。每個電阻值都為2．6kΩ。盡管與技術規范有偏差，但是數據導線長度比較短時不會對總線通信性能產生不利影響。與舒適系統CAN內的負荷電阻相反，動力傳動系統總線控制單元內的負荷電阻阻值可以用電阻測量設備測量。為了在進行故障系統診斷時避免測量錯誤，如果負荷電阻采用這種布置方式，那么數據導線的延長部分不允許超過5m。2動力傳動系統CAN數據總線終端電阻如果關閉了點火開關，則可以在控制單元處于插接狀態時，利用電阻測量設備測定負荷電阻的總電阻值。為此必須將測量沒備連接在CAN_H和CAN_L數據導線的任意一點上。根據連接在動力傳動系統CAN數據總線上的控制單元數量，測得的電阻值必須在53-66Ω之間。通過終端電阻在控制單元內的特殊布置方式，系統斷電時可以利用電阻測量設備診斷短路和斷路故障。系統總電阻系統總電阻的測量點車輛內電路原理圖因為控制系統內的電阻并聯連接，所以可以按以下方式計算負荷電阻的總電阻值：動力傳動系統CAN終端電阻其它安裝位置除了GolfV中選擇的終端電阻布置方式外，在其他車型中還有CAN規范中規定的不同方式。在此每兩個屬于車輛標準裝備的動力傳動系統CAN數據總線控制單元內安裝兩個終端電阻。除了在連接方式不同的終端電阻范圍內可能發生其他形式的故障外，動力傳動系統CAN數據總線可能發生的故障與舒適系統CAN和信息娛樂系統CAN的故障形式基本一致。但是故障查詢結果明顯不同，因為動力傳動系統CAN不具有應急運行特性。對于ISO故障列表中列出的故障1和2來說，診斷時需使用示波器。故障情況3～8的原因可以用電阻和電壓測量設備限定。3動力傳動系統CAN數據總線故障ISO故障列表故障CAN_HCAN_L1斷路2斷路3對負極短路4對負極短路5對正極短路6對正極短路7對CAN_L短路對CAN_H短路8缺少終端電阻缺少終端電阻3．1無故障的動力傳動系統CAN數據總線在示波圖上CAN_H和CAN_L數據導線的信號直接上下重疊且對稱排列。從示波圖中可以看出，上面是CAN_H信號，下面是CAN_L信號。電平不受干擾地從顯性狀態切換為隱性狀態或反向切換。CAN_H和CAN_L信號的隱性電平都為2．5V。在顯性狀態下CAN_H的電壓值約為3．5V，CAN_L則約為1．5V。根據總線負荷，這些數值可能在幾百毫側范圍內波動。電壓信號曲線在很大程度上取決于所使用的示波器。一般規律是：解析度越高，信號顯示越清楚。正常系統示波圖3．2動力傳動系統CAN數據總線斷路CAN_L導線斷路控制單元故障碼存儲器內的記錄如果其中一條通向控制單元的數據導線斷路，則相關控制單元無法再參與總線上的數據交換，因為動力傳動系統CAN數據總線不具有單線運行模式。查詢網關安裝列表時，如果至ABS和EDS控制單元的連接有故障，則顯示信息“無法到達制動系統電子裝置”。即使兩個數據導線都斷路，也顯示同樣的記錄。故障提示信息也存儲在與制動系統電子裝置控制單元交換數據的其他控制單元的故障碼存儲器中。在此這條記錄還表明動力傳動系統數據總線中有一個偶發故障。這很容易理解，因為與總線上其他控制單元的通信仍在進行。如果兩個數據導線都斷路，則不出現提示信息“偶發”。用示波器進行診斷時，最好使用兩個通道并測量數據導線信號對地電壓。這樣更容易分析電壓電平且可用于故障查詢。如果彼此相對測量數據導線上的電壓信號，則顯示電壓差。CAN_H和CAN_L對地CAN_H與CAN_L之間的電壓差測量點a顯示信息測量點b顯示信息在示波圖中無法識別出信息的各個比特。其原因是所設置的示波器時間格太小，使得信息看起來像連續的塊狀。測量點在節點區域內，則必須識別到僅偶爾缺失的信息。相反，如果在斷路點后，也就是部分斷開的控制單元附近示波顯示，則故障形式表現更清晰。通過收發器內部錯接和終端電阻布置還能顯示出兩個數據導線上的嚴重故障。故障嚴重程度取決于測量點，可能有所不同。CAN_H導線斷路測量點a顯示信息測量點b顯示信息類似故障表現與CAN_L數據導線斷路時相同。但是故障電平指向相反方向。3.3動力傳動系統CAN數據總線對正極或對負極短路控制單元故障碼存儲器內的記錄如果出現短路，則整個總線系統內的數據交換都受干擾。網關安裝列表內的記錄對此作出提示。此時無法讀取相關控制單元的故障碼存儲器記錄，因為讀取故障碼記錄，需要通過CAN數據總線進行通信。以前使用的K線之應用于與廢氣相關的查詢。CAN_L導線對負極或對正極短路CAN_L對負極短路故障示波圖如果CAN_L數據導線對接地短路，則CAN_L導線的電壓電平變為0V。CAN_L導線的隱性電平從約2.5V變為約0.2V。同時該電壓電平也從隱性狀態切換到顯性狀態。CAN_L對正極短路故障示波圖如果CAN_L導線對正極短路，那么，發動機關閉且連接沒有任何接觸電阻時，兩個電壓電平都升高到電壓值12V。在兩個數據導線上無法再觀察到電平從隱性狀態切換到顯性狀態。短路故障可能是控制單元損壞或數據導線故障引起的。在此，可以通過在動力傳動系統CAN插上和拔下控制單元時，同時觀察示波器顯示來判斷控制單元是否損壞。拔下損壞的控制單元接線時，示波圖從故障形式切換為無故障形式。如果故障位于數據導線范圍內，則必須以此將數據導線從連接器上拆下，直至觀察到無故障的示波圖。CAN_H對負極或對正極短路故障CAN_H導線對負極短路時的故障示波圖CAN_H導線對負極短路時，通過示波圖上觀察不到數據導線上的電壓信號，CAN_H數據導線上的電壓電平為0V，CAN_L數據到線上的電壓電平約為0.2V。在此，可以像在CAN_L數據導線短路時一樣限定故障原因。CAN_H導線對正極短路時的故障示波圖3．4CAN—H與CAN—L數據導線之間短路數據導線彼此連接在一起時，示波圖顯示兩個電壓信號彼此重疊且曲線相同。兩個信號的最高電平約為2．5V，最低電平約為2V。·只能通過系統化工作步驟限定聯網車輛導線束分支內的短路故障。熟悉車輛網絡示意圖對此也有幫助，因為星形連接可能通過線性部分實現連接。·通過將設備從數據總線上拔下找出至控制單元的相關短線或總線的某一部分后，對正極短路時必須檢查是否連接到總線端30或15。·通常情況下可以將數據總線劃分到各段。·然后檢查相應的導線段是否損壞。·如果現場直觀檢查沒有發現問題，則必須用電阻測量設備檢查各導線段。在此必須注意，不要在檢查部分上通電且不要連接其他測量設備。·如果斷開蓄電池接線，則應等待幾分鐘，直至系統內的所有電容器放電結束。數據導線短路時進一步限定故障部位如果知道終端電阻位置和電阻阻值，則在系統斷電的情況下可以利用電阻測量設備診斷短路和斷路故障。在此正常系統的電阻值是參考值。首先必須檢查CAN_H與CAN_L數據導線之間的電阻值。如果該電阻值大于250Ω，則說明至GolfV發動機控制單元的一個數據導線斷路。如果電阻值小于30Ω，則數據導線之間可能存在短路。插接連接件也可能是故障來源。如果CAN_L或CAN_H數據導線與接地之間測得的電阻值小于300Ω，則說明對負極短路。如果不得不在供電接通時在CAN_L或CAN_H導線上測量蓄電池或車載網絡電壓值，則會對正極短路。3．5利用電壓和電阻測量設備診斷導線斷路和短路故障無故障的動力傳動系