模块二 汽车电控舒适系统.doc

模块二 汽车电控舒适系统
课题一 汽车舒适系统总线
技能点
◇掌握汽车舒适系统总线的故障检测方法
知识点
◇熟悉汽车舒适系统总线的组成、功能和结构特点
◇熟悉汽车舒适系统总线的工作原理

上面的几个是否都应改为汽车舒适系统总线？
[b1]
众所周知，汽车两块控制单元之间的信息传递，有几个信号就要有几条信号传输线(信号传输线的通地端可以采用公共回路)。随着汽车上控制单元的增加，信号传输线必然会随之增加。车门控制单元完成全部控制功能需要45根线和9个插头，如图2-1-1所示。这样会使电控单元针脚数增加、线路复杂、故障率增多、维修困难。信号传输线是否可以减少？
如果利用CAN总线，车门控制单元完成其全部控制功能只需最多17 根线，2个插头即可，如图2-1-2所示。
图2-1-1 无CAN 总线的车门控制单元 图2-1-2 带有CAN 总线的车门控制单元

舒适系统控制通过两根导线与CAN总线彼此通信，传送开关信号，闭锁状态及其他信息。因此掌握CAN总线系统的特点和工作原理对维修汽车舒适系统将会大有益处。

一、汽车舒适系统概述
汽车舒适系统一般包括电动车窗、电动天窗、中央门锁、电动座椅和电动后视镜等。
一、CAN总线的含义舒适系统的概念未介绍？
[b2]
CAN－Controller Area Network(控制单元区域网络)的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。这是因为电子计算机网络用电子语言来说话，各电控单元必须使用和解读相同的电子语言即 “协议”。 CAN协议是由福特、InternetIntel？
[b3]、博世公司共同开发的高速汽车通信协议。
一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都引出两传输终端上是什么意思？
[b4]，这两条导线就称作数据总线。以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车。公共汽车可以运输大量乘员，故数据总线亦称BUS线。如图2-1-3所示。

控制单元

图2-1-3 CAN数据传输系统

二、数据传输系统的分类
对于数据传输系统，通常汽车采用动力、舒适、通信三请核实。
[b5]套通信网络。每套网络的传输速率不同，每套网络的总线分别与网关服务器相连。
三、CAN数据传输系统构成及工作原理
1．CAN数据传输系统构成
CAN数据传输系统中每块电脑的内部，增加了一个CAN控制器，一个CAN收发器；
每块电脑外部连接了两条CAN数据总线。在系统中作为终端的两块电脑，其内部还装有一个数据传递终端(有时数据传递终端安装在电脑外部)。

2．各部件功能
(1)CAN控制器其作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时CAN控制器也接收收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。
(2)CAN收发器它是一个发送器和接收器的组合。它将CAN控制器据供的数据转化为信号，并通过数据总线发送出去。同时，它接收总线数据，并将数据传到CAN控制器。
(3)数据传递终端实际上它是一个电阻器。其作用是避免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。
(4)CAN数据总线 它是用来传输数据的双向数据线，分为CAN高位(CAN—high)和低位(CAN—low)数据线。数据没有指定接收器，数据通过数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收后进行计算。为了防止外界电磁波干扰和向外辐射，CAN总线采用两条线缠绕在一起，如图2-1-4所示。两条线上的电位是相反的，如果一条线的电压是5V,颜色为橙/绿，另一条线就是0V，颜色为橙/棕。两条线的电压和总等于常值，可以看成两条线向一个方向等效流过一个稳定的直流电流。如图2-1-5所示。通过该种办法，CAN总线得到保护而免受外界电磁场干扰，同时CAN总线向外辐射也保持中性，即无辐射。

图2-1-4 CAN总线

图2-1-5总线和信号电压
3．数据传递过程
例如：发动机电脑向某电脑CAN收发器发送数据；某电脑CAN收发器接收到由发动机电脑传来的数据，转换信号并发给本电脑的控制器。CAN数据传输系统的其他电脑收发器均接收到此数据，但是要检查判断此数据是否是所需要的数据，如果不是，将它忽略掉。
4．数据内容
CAN数据总线在极短的时间里完成一组数据传递。每组数据最多由108位组成，可以将其分为7部分，每一部分位数的多少由数据域的大小决定，如图2-1-6 所示。“一位”是信息的最小单位，指此时的电路状态，在电子学中，“一位”只有“O”或“1”两个值，也就是说只有0V或5V两个状态。
(1)开始域(1位) 标志数据传输开始，此时CAN高位传输线为5V电压，低位传输线为0V电压。
(2)状态域(11位) 判断数据中的优先权。例如：如果两个控制单元要同时发送各自的数据，则具有较高优先权的控制单元优先发送。
(3)检查域(6位) 显示数据域中所包含的信息项目数。每一个控制单元的接收器都依据此项目数，检查是否已经接收到所有传递过来的信息。
(4)数据域(最大64位) 这是传递给其他控制单元的所有信息。
(5)安全域(16位) 检测传递数据中是否有错误。
(6)确认域(2位) 在确认域中，是由发送器发出信号通知接收器，告知已经正确发送。如果接收器检查出错误，则立即通知发送器，发送器则再发送一次数据。
(7)结束域(7位) 标志数据传递结束，也是发送器检查错误和再次发送数据的最后一次机会。

图2-1-6 108位数据组
四、舒适CAN数据总线
1.舒适系统CAN数据总线的优点
（1）若一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。
（2）该系统使经过车门的导线数量减少，线路变得简单。
（3）如果出现对地短路、对正极短路或线路间短路，CAN系统会转为应急模式运行和转为单线模式运行。
（4）由于故障自诊断完全由中央控制单元控制，所以只需要较少的自诊断线。
（5）由于舒适系统中的数据可以较低的速率传递，所以发送器只需较低的功率。
2．舒适系统CAN数据总线传递数据的功能
（1）中央门锁控制功能
（2）电动窗控制功能
（3）照明开关控制功能
（4）电动调节和加热后视镜控制功能
（5）防盗控制功能
（6）故障自诊断功能
3．舒适CAN数据传输系统的组成
舒适CAN数据总线连接五块控制单元，包括中央控制单元及四个车门的控制单元。控制单元的各条传输线以星状形式汇聚一点，这样做的好处是如果一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。
该系统使经过车门的导线数量减少，线路变得简单。如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路，CAN系统会立即转为紧急模式运行，或转为单线模式运行。四个车门控制单元都由中央控制单元控制，只需较少自诊断线。
数据总线以100kbit请核实。
[b6]／s速率传递数据，每一组数据传递大约需要1ms，每个电控单元每20ms发送一次数据，见图2-1-7。优先权顺序为：中央控制单元一驾驶员侧车

门控制单元一前排乘员侧车门控制单元一左后车门控制单元一右后车门控制单元。如图2-1-8所示。
图2-1-7 舒适系统的传送信号

1-中央控制单元 2-驾驶员侧车门控制单元 3-前排乘员侧车门控制单元
4-左后车门控制单元 5-右后车门控制单元
图2-1-8 控制单元的优先权顺序
4．舒适系统CAN数据总线控制单元电路图
舒适系统CAN数据总线控制单元的布置和分类如图2-1-9所示。
S37-30号线保险丝-电动窗
S38-30号线保险丝-中央门锁
S6-15号线保险丝-中央控制单元
S14-30号线保险丝-中央控制单元

J386-驾驶员侧车门控制单元
J387-前乘员侧车门控制单元
J388-左后车门控制单元J388
J389-右后车门控制单元J389
J393-舒适系统中央控制单元J393

图2-1-9舒适系统CAN数据总线控制单元电路图

一、故障自诊断
各种汽车的最新版本的专用故障诊断仪均能够进行该车种的CAN数据总线系统的故障检测诊断。例如大众汽车可以用VAS5051如图2-1-10、图2-1-11所示，进行CAN数据总线的故障检测诊断。可选功能列表为：
01-查询控制单元版本 02-查询故障记忆 03-执行元件诊断 05-删除故障记忆
06-结束输出 07-控制单元编码 08-阅读测量数据块 10-自适应

图2-1-10 V.A.S5051故障诊断仪界面 图2-1-11 V.A.S5051故障诊断仪
1．诊断步骤
（1）舒适系统的地址码：46-舒适系统
（2）与CAN数据总线有关部门的功能：
（3）02功能：故障查询
（4）在故障记忆中，有2个CAN数据总线的特殊故障
01328 -舒适系统数据传递故障：如果两个或多个控制单元间数据传递出现故障，便存储该故障记忆。可能的故障原因有：控制单元故障；两条数据线断路；插头和插座连接故障。
01329 -应急运转模式：该故障记忆表明CAN数据总线系统已经进入应急运转模式。
可能故障原因：某一根数据总线断路；插头和插座连接故障。
（5）08功能-阅读测量数据块
012通道：中央控制单元——显示与CAN数据总线相关的4组数据区域。如表2-1-1所示。
表2-1-1 测量数据块

数据区域1：检测传递数据 该区域显示数据传递正确与否（比如单根数据线故障）。
数据区域2：前排装备情况 该区域显示前排车门控制单元在传递数据过程中是否匹配
数据区域3：后排装备情况 该区域显示后排车门控制单元在传递数据过程中是否匹配
数据区域4：其他附件情况 该区域显示座椅与后视镜调整记忆系统是否合适；舒适系统与记忆系统是否交换数据。
二、常用故障检查方法
在检查数据总线系统之前，必须保证所有与数据总线相连的控制单元无功能性故障。功能性故障指影响某一系统的功能流程的故障，例如某传感器损坏，其结果就是传感器信号不能通过数据总线传递。这种功能性故障对数据总线系统有间接影响，会影响使用该传感器信号的控制单元的通信。如存在功能性故障，会有故障码存储，应对这些故障进行排除。当功能性故障都排除后，如果控制单元间数据传输仍不正常，应检查数据总线系统。
如果整个网络均不能通信，可分别拔开两个控制单元的插头，测量每个控制单元连接总线的两个插脚之间的电阻是否符合规定值，然后测量两根CAN总线是否存在断路和短路故障。正确的总线波形如图2-1-12所示。CAN高位的短路波形如图2-1-13和图2-1-14所示。

图2-1-12 总线波形

图2-1-13 CAN 高位对地短路

图2-1-14 CAN 高位对正极短路

序号
考核内容
配分
评分标准
考核记录
扣分
得分
1
正确使用工具、仪表和仪器
10
工具使用不当每次扣3分

仪表、仪器使用不当每次扣3分

2
故障诊断的步骤正确
30
操作不熟练扣15分

操作错误扣25分

3
明确CAN总线中两个特殊故障
20
操作不熟练扣8分

操作错误扣12分

4
熟悉数据传输系统的故障检测方法
30
操作不熟练扣10分

操作错误扣25分

5
操作规范，整洁有序，不超时
10
第一项扣4分，后两项各扣3分

遵守安全操作规程，无事故
出现元器件损坏，此题为0分

6
分数总计
100

一、填空
1．CAN数据总线是用来传输数据的双向数据线，分为CAN—high和 数据线。
2．舒适CAN数据总线连接五块控制单元，包括中央控制单元及 。
3．如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路，CAN系统会立即转为紧急模式运行，或转为 运行。
4．数据总线以100kbit／s速率传递数据，每一组数据传递大约需要1ms，每个电控单元每20ms发送一次数据。优先权顺序为：中央控制单元一 - - - - 。
5．数据传输系统的分类通常汽车采用 、 、 三套通信网络。
6.大众车系的舒适系统的地址码为 。
二、简答题
1．在舒适系统总线控制中，如果出现一条对正极或对地短路。则CAN系统该如何运行？
2．如果在检测中出现故障代码01328，试分析该总线系统的故障。
3. 舒适系统自诊断使用哪些自诊断功能？
4. 舒适系统中央控制单元与车上其它哪些电控单元有联系？与各个控制单元的数据交换是如何实现的？（可结合电路图9）
5.在10功能下：针对不同通道，有哪些自适应项目？