2010海格客车CAN总线系统技术培训课件.ppt
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1、CAN系统培训教材,2010年,2,前言,近几年来年,随着客车电器系统的发展,应用CAN总线系统的车辆越来越多,为提高服务人员对CAN总线车辆电路的服务,根据公司CAN总线应用,编成本教材。 与普通线路相比: CAN总线各电器系统相对独立,各电器系统之间的关联要少得多,线路也要相对简单。因此,故障现象比较单一,CAN总线电路的诊断也要相对容易。只要我们了解了CAN总线原理,公司CAN总线车辆各电气系统的原理图,CAN总线各元件及其在车上的位置,就能通过故障现象,迅速准确地排除故障。 CAN总线电路线号定义与普通线路定义是不一样的,我们只有了解了线束中各线号的含义,才能根据电器的位置,线号、颜色
2、、粗细来辩认线束。 公司CAN总线主要采用欧科佳和威帝两种系统,两种系统结构上虽然不同,但原理是一样的,这里只介绍其大至区别,在各系统的原理上不再作区别,重在介绍CAN总线的基本知识,因此,我们检修CAN总线车辆时,应根据实际情况,具体问题,具体分析,融会贯通,举一反三。,前言,3,目录,第一部分:CAN总线介绍 第二部分:CAN总线分系统 第三部分:CAN总线诊断,4,目录,第一部分:CAN总线介绍 第二部分:CAN总线分系统,第三部分:CAN总线诊断,5,CAN 总线简介,1983年,德国博世公司首先提出了用于汽车的控制器局域网(CAN-Controller Area Network)协议
3、的构想。到今天CAN总线已经成为国际上应用最广泛的现场总线并已被采用为国际标准(ISO11898)。 CAN总线是一种多主机方式的串行通讯总线,由于采用了许多新技术和独特的设计思想,与同类产品相比, CAN 总线在数据通信方面具有高速、实时、可靠和灵活的优点。通过CAN总线可以实现电子设备之间的数据通讯和数据共享,达到对整车电气控制系统智能化管理的目标。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的网络通讯控制方式,CAN总线标准已被广泛应用于车载局域网。 目前CAN总线已成为一种新型的汽车电器系统,6,电池+,普通电气结构基本原理,电子控制单元,负载,负载,负载,接插件,7,CAN总线控制
4、系统电气结构基本原理,电池+,负载,负载,负载,电子 控制 单元1,X 米,接插件,通讯网络,电池+,电池+,电池+,电子 控制 单元2,8,CAN总线系统的典型布置图,9,发动机 ECU,ABS/ASR,ECAS,缓速器,内部CAN总线 系统SAE J1939 (V-CAN),IOU B1,IOU B2,IOU B3,IOU B4,MULTIBUS 内部 CAN 总线系统( ISO 11898),动力总成,底盘 & 车身,CAN总线系统的典型结构(ACTIA),导航系统,视听系统,倒车视频系统,ISO 11898 CAN 总线, J1708, 视听信号,.,舒适性,MULTIC,10,CAN
5、总线系统的典型电器元件,1、中央处理器控制单元(SCU),CAN总线控制系统的核心单元,内存整个系统的控制程序,可进行分析处理各种信息,发出指令,协调汽车各控制单元及电器设备的工作。主要功能:,除非内部程序完全相同, SCU一般是不能互换的。而欧科佳IOU是受程序控制,可以互换。,A、接收开关控制信号; B、与IOU模块和其它ECU模块进行通信,采集模拟信号和脉冲信号; C、可接输出负载; D、与计算机连接进行程序下载,系统诊断。中央处理器控制单元可以是一个,也可以是多个,如ACTIA只有一个,而且与仪表模块集成,而VD是由多个组成,每个模块都有程序,形成一个整体。,11,2、仪表控制单元,C
6、AN总线控制系统的显示单元,带有液晶显示屏和各种指示信号装置。基本功能为: A、仪表指针为数字化步进电机驱动; B、带有TFT彩色液晶显示器,可作为倒车、车内监视器; C、符号片和仪表背光为高亮LED灯。 ACITA的仪表与中央处理器集成在一起。,ACITA,VD,接入仪表的有两个电源线,一个为仪表火线 通电后,背光、指示灯、显示屏点亮;一个 为唤醒线,通电后,指针、信号才会工作。,12,(ACITA),仪表控制单元的液晶显示器 液晶显示器主画面:当钥匙开关打到ON时,系统工作正常显示的画面,13,3、IOU输入输出控制单元(模板) IOU主要功能: A、接收开关控制信号 B、采集模拟信号和脉
7、冲信号 C、执行中央处理器信号 D、不同输出功率,适合驱动各种设备 E、全桥、半桥或PWM输出 F、负载电流测量 G、安全模式输出 H、即插即用,一般有多个,可以互换,(ACITA),VD输入输出控制单元基本上与SCU是集成的,一个模块既是处理模块,又有输入输出功能,只是具体分工不同,一般不能互换。,14,从上面的介绍可以看出: 欧科佳有两种模块:仪表(1 个)IOU(23个) 模块管脚定义,VD模块比较多:,CAN前控模块(QKM273) CAN后控模块(HKM273) CAN中控模块 (ZKM273) CAN顶控模块 (DKM273):可以是23个 CAN前灯模块(QDM273) CAN后
8、灯模块(HDM273) CAN仪表模块(ZB277) CAN管理模块(CGM273) CAN桥模块 (QM273) CAN胎压模块 (TYx) 可以是多个,需与胎压感应器合用 开关模块 (KGM273) 油耗采集模块,模块管脚定义,15,欧科佳仪表模块(背面),CN5,CN4,CN3,CN1 1939通讯,CN2 11898通讯,16,倒车摄像头,车内、车门或其他摄像头,Video Input 1,Video Input 2,Video Input 3,Video Input 4,共有4路视频输入,MultIC上的TFT彩色屏幕可作为彩色监视器使用。,仪表视频输入功能,17,输入输出单元IOU
9、,CN2 通讯线输入,CN5,CN1 电源,CN4,CN3 通讯线输出,CN4、CN5接负载,18,CAN总线仪表模块,。,1指针式仪表 车速表、转速表、水温表、油压表、气压表、 气压表、电压表、燃油表。 2图标 指示报警(如水温报警,油压报警等)、操作 (如左转向,右转向等)及状态(ABS工作指示, 缓速器工作指示)。,3液晶显示屏 显示时钟信息。 显示累计里程和2个临时里程(又称短里程)。 显示剩余油量、百公里油耗、发动机总油耗、单程油耗。 显示发动机累计转数、发动机累计运转时间、临时发动 机累计运转时间(又称短累计时间)。 显示车内温度、车外温度、仓温等。 显示报警(如水位报警、机油滤报
10、警等)、操作(巡 航、危险信号等)及状态(刹车片磨损、制动灯故障 等)。此处显示的报警、操作及状态为LED图标的补充。 (7)3路视频显示(倒车、中门、后门视频)。,19,威帝CAN总线记录仪主机(管理模块),总线记录仪主机功用: CAN总线管理功能 汽车行驶记录仪功能 U盘下载国标数据功能 可以接入诊断仪,20,CAN总线记录仪主机数据下载,(1)数值记录:车速、发动机转速、水温、油压、气压I、气压II、电瓶电压、油量等。 (2)操作记录:左向灯、右向灯、倒车、远光、雾灯、制动、电喇叭、前门、后门、缓速器等。 (3)报警记录:车速、发动机转速、水温、油压、气压I、气压II、机油滤、燃油滤、水
11、位、仓温、电瓶电压、油量等。,总线记录仪主机记录数据:,威帝CAN总线记录仪主机可记录360小时的数据,只有当发动机启动后才开始记录,这些数据可以下载并用软件读出来。,21,CAN总线记录仪主机数据下载,22,CAN总线记录仪主机数据下载,23,威帝CAN总线前控模块,CAN总线所有模块都有WAKE_UP引脚,模块内部是连接在一起的,前控模块为WAKE_UP(J3-8)输出,其它模块为WAKE_UP的输入,连线时总线各模块的WAKE_UP都必须与前控连接在一起,当前控电源正常、钥匙2档(ON档)开时,前控正常工作,WAKE_UP输出(输出电压值约等于当前电源电压),总线其它模块收到WAKE_U
12、P信号,模块被唤醒,在电源正常的情况下,各模块开始工作。,前控模块J3-5为LIN接口,与开关模块的LIN接口对接,作用是CAN总线与开 关模块的通信线,LIN线工作电压为+12V。,前控模块控制:喇叭、干燥器、钥匙火、雨刮器、车门、报站器、除霜、缓速器的客车前部电子设备。,24,威帝CAN总线后控模块,总线后控模块功用: 1.采集包括车速、转速、水温、气压、油压、电压、档位、冷却水位、充 电指示、WIF、缓速器指示、集中润滑、油门、后舱门、发动机诊断、发动机维护、发动机等待启动、发动机停止、燃油滤告警、空气滤告警、机油滤告警、油压告警等输入信号,并将其发布在总线上。 2.根据在总线上接收的信
13、息来输出包括:C3、空调怠速提升、总电源、巡航允许、巡航设置、缓速器1档、缓速器2档、启动保护、排气制动、空调励磁电源、油路吸合、怠速+、怠速-、诊断、缓速器3、档缓速器4档、预热等输出量。,25,威帝CAN总线中控模块,总线中控模块功用: 1.采集包括:燃油、制动、手刹、气压1告警、气压2告警、ECAS故障、ECAS告警、ABS工作、ABS故障、ASR、中门状态、WC水位、左后刹车片、右后刹车片、气压1、气压2、WC水位等输入信号,并将其发布在总线上。 2.根据在总线上接收的信息来输出包括:倒档、侧位灯、中门踏步灯、侧左转向、中门开、车身下降、车身提升、燃油传感器电源、前门踏步灯、WC电源、
14、行李仓灯、侧右转向、中门关、后下降、后提升、ABS电源、门电源等输出量。,26,威帝CAN总线顶控模块,总线顶控模块功用: 根据在总线上接收的信息来输出包括:后高左转向、高位制动灯、路牌灯、后换气扇、前换气扇、右阅读灯、左阅读灯、右日光灯、左日光灯、前电视开关、后高右转向、前门踏步灯、示廓灯、后换气扇、前换气扇、低速指示灯、中速指示灯、前电视翻开、前电视收起、前门电源、中门电源、高速指示灯、消毒灯、后电视翻开、后电视收起、后电视开关等输出量。,27,威帝CAN总线前灯模块,总线前灯模块功用: 1.采集包括:左日光灯、右日光灯、阅读灯、行李仓、路牌、路肩、小灯、远光、近光、前雾、后雾、左向、右向
15、等输出信号,并将其发布在总线上。 2.根据在总线上接收的信息来输出包括:左小灯、左近光、左前雾灯、左远光、踏步灯、右近光、右前雾灯、右远光、右向灯、左向灯等输出量。,28,威帝CAN总线后灯模块,总线后灯模块功用: 根据在总线上接收的信息来输出包括:左转向灯、左侧转向灯、小灯、左倒车灯、左后雾灯、侧位灯、左制动灯、右转向灯、右侧转向灯等输出量。,29,CAN总线胎压检测模块,总线胎压检测模块功用: 胎压传感器对轮胎内部的温度和压力进行测量,然后利用射频技术将温度和压力值传送到胎压模块,胎压模块将信号处理后发布到总线上。,轮胎压力检测模块,轮胎压力传感器,轮胎压力传感器必须一个轮胎一个,轮胎压力
16、检测模块可以是一个,也可是多个,一般是一个,30,LIN总线开关模块,总线开关模块,总线开关模块功用: 利用LIN总线技术,实现数字传输。体积小,节省接线,美观实用。取代老式翘板开关。开小灯时,总线开关模块上的开关及标识处红色背光灯点亮,当按下开关模块按键时,会根据功能的不同而改变颜色(多为黄色和绿色)。,总线开关模块可以是多个,一般为3个,31,CAN总线系统燃油模块(扩展节点),油耗记录系统功能: 1.提供统计并查看车辆信息、驾驶员信息数据功能; 2.提供统计并查看40天内任意时间、时间段的车速、里程数数据功能; 3.提供统计并查看40天内任意时间、时间段的累计油耗数据功能; 4.提供统计
17、并查看40天内任意时间、时间段的百公里平均油耗数据功能; 5.提供统计并查看40天内任意时间、时间段的油箱剩余油量数据功能;,32,CAN系统模块在车上示意图,33,电气特性 工作电压 : 9 32V 起动冲击电压 : 36V 少于 5 分钟 每个接插件的管脚都具有对地或者对电源的短路保护 电源输入端具有正负极反接保护 温度特性 工作温度 : - 40oC + 70oC 储藏温度 : - 40oC + 85oC 机械特性 抗振动 (正弦模式下) : 5g 从 10Hz 到 300 Hz (3个方向下15小时) 抗振动 (随机模式下) : 5Hz-500Hz, 0.2g/Hz 未包装的抗摔性能
18、(依据 SAE J1455) : 物体的3个彼此垂直的表面从一米高的地方摔到地面上。 (共摔3次) 包装好的抗摔性能 (依据 SAE J1455) : 不超过9.52公斤的包裹从76CM高处摔下。 包裹的各个部位都进行过测试。 抗腐蚀 : NFX 41 002 标准 5% NaCl 情况下可存放96小时。,CAN总线模块特性,34,4、唤醒线WAKEUP,CAN总线所有模块都有WAKEUP引脚,模块内部是通过唤醒线(ACTIA叫地址线)连接在一起的,中央控制模块为WAKEUP输出,其它模块为WAKEUP的输入,连线时总线各模块的WAKEUP都必须与中央控制模块串连在一起,当中央控制模块电源正常
19、、也就是钥匙打到ON档时,中央控制模块WAKEUP输出(输出电压值约等于当前电源电压),总线其它模块收到WAKEUP信号,被唤醒,在电源正常的情况下,各模块开始正常工作。,35,5、通信线 通讯线是各模块及ECU之间的通信,由屏蔽双绞线(至少5厘米绞一次)组成。通过低压脉冲信号(数字信号)进行通信,通讯线使用线径为0.75m,有总干线与分支。分支线不应长于1M,是各控制器之间进行通讯的桥梁 CAN传输的两条信号线被称为CAN_H 和CAN_L 通电状态:CAN_H(3.5V)、CAN_L(1.5V)或 CAN_L(3.5V)、CAN_H(1.5V) 通信线是CAN总线与普通线路的本质区别,,3
20、6,LIN接口 VD的CAN总线还有一LIN通讯线。 前控模块J3-5为LIN接口,与开关模块的LIN接口对接,作用是CAN总线与开关模块的通信线,LIN线工作电压为+12V。,通讯协议 通讯协议是各模块之间进行信息交流的语言,各系统内部通讯可采用各自的通讯协议,但与发动机ECU、ABS等外部通讯必须用J1939协议, J1939协议也是国际上通用的通讯协议。,37,通信线模型,通信线与模块的连接主要有并联和串联两种模式,目前, VD总线系统一般采用并联方式,欧科佳一般采用串联模式。,并联模式,120,诊断,38,欧科佳串联模式,39,欧科佳CAN总线系统架构,40,断电状态:CAN_H、CA
21、N_L之间应该有6062欧电阻值,通信线特点,从联接方式可以看出:通信线有主线与分支线之分,分支线不能长于1M,主线基本没限制,主线的两端一定有120欧的电阻,否则,只能作分支。因此: 120欧的电阻一定布置在最远端,以减少分支的长度。 1、如发现CAN_H与CAN_L之间的电阻为120123欧时,请检查仪表和后控模块CAN通信是否正常。 2、如果CAN信号线出故障,可以用以下方法进行测试。,通电状态: CAN_H、CAN_L应该有1.5v-3.5V 左右的电压。,41,CAN总线特点,CAN总线除有普通电路一些特点外,如:单线制,负极搭铁、两个电源、用电设备并联、低压直流供电等,一般还有以下
22、特点: 1、都带有中央处理器和输入输出模块,仪表都带有显视屏,可以监控汽车电器系统的工作状态和故障。 2、线束分为通信线和电源线:通信线电压为3-5V,为屏闭的双绞线,电源线为24V,采用标准线型。 3、能通过J1939协议与发动机ECU,ABS控制器、缓速器控制器、ECAS控制器等进行通信。 4、可以根据CAN总线系统对电器系统的集成程度进行分级。我公司应用的CAN总线系统主要有VITI和ACTIA。VITI分一级、二级、三级。 ACTIA叫仪表CAN总线。 VITI一级总线、 ACTIA仪表总线的集成度是很低的。除仪表和中央处理器外,几乎没有输入输出模块。 5、与普通电气系统相比,三级总线
23、没有中央电器盒,(如果有中央电器盒则是一级总线或仪表总线),42,CAN总线控制系统优点,43,传统电气控制,总线控制,好像这边少了什么东西?,总线控制系统替代了传统的熔断器和继电器,减少了元器件数量,多一个元器件就是多一个故障点,提高安全可靠性,总线控制系统减少了线束的长度,线束越长越容易产生故障,提高安全可靠性,减少线束,44,前转向灯,转向灯开关,电喇叭开关,喇叭,后转向灯,仪表控制单元,电 源,大灯,刹车灯,后模块控制单元,前模块控制单元,CAN总线网络,大灯,刹车灯,刹车灯有短路情况反馈给仪表,刹车灯有短路后模块刹车灯管脚停止供电!,仪表上显示,刹车灯故障并报警!,此条线路没有电压,
24、防止发生危险,线路保护,45,目录,第一部分:CAN总线介绍 第二部分:CAN总线分系统,第三部分:CAN总线诊断,46,CAN总线与普通电器系统相比,主要电气设备不变,操作不变,但线路与原理有根本性改变,也可以根据各电器的用途大致可分为: 1、电源、起动、发动机预热、熄火系统, 2、充电系统 3、照明系统 4、仪表、信号、报警与电气喇叭系统, 5、辅助制动系统 6、刮水器与洗涤器系统, 7、视听系统, 8、空调暖气系统, 9、乘客门控制系统, 10、另外还有自动润滑系统,空气干燥器,路牌,投币机,下车铃,报站器、监视器,行车记录仪,换气扇,电动后视镜,冰箱,饮水机等辅助电器设备。,47,蓄电
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