大众迈腾轿车CAN总线系统原理与故障检修
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浅析大众数据总线故障与检测方法浅析大众数据总线故障与检测方法摘要随着汽车数据总线系统的广泛使用,对该系统故障的诊断和检测显得尤为重要。
本文介绍了大众CAN和LIN数据总线系统的常见故障,分析了采用检测仪、通用测量设备、示波器以及CAN总线分析仪四类设备检测CAN总线故障的方法,为故障排除提供便利。
关键词数据总线CAN总线故障检测中图分类号:U463.23 文献标识码:AAnalysis of Public Data Bus Faults and Testing MethodsSUN Huanxin【1】,BIAN Hui【2】(【1】Beijing Information Technology College,Beijing 100070;【2】Beijing Industrial Technician College,Beijing 100023)Abstract With the widespread use of car data bus system for the diagnosis and detection of system failure is particularly important. This article describes the common faults VW CAN and LIN data bus system,analyzes the use of detector,universal measuring device,CAN bus analyzer and oscilloscope four CAN bus failure detection device methods to facilitate troubleshooting.Key words data bus;CAN bus;faults testing1 数据总线故障大众数据总线系统主要由CAN和LIN两大数据总线组成。
大众汽车车载网络常见故障检修方法浅析当CAN总线出现故障或数据传输异常时,往往会出现多种奇怪的故障现象,如仪表板显示异常、车辆无法启动、启动后无法熄灭,、车辆动力性能下降、某些电控系统功能失等。
这是因为相关数据或信息是通过CAN总线传输的,如果传输失败,那么会产生多种连带故障,甚至造成整个网络系统瘫痪。
最为常见的故障现象是仪表显示异常。
在检修过程中,首先应查看具体的故障症状,根据故障症状和网络结构图来初步分析有可能是哪些原因造成的,然后使用相关的诊断仪器进行诊断。
CAN故障通常的原因有CAN线短路、对电源短路、对地短路、相互接反等。
1.CAN H与CAN L短路当CAN H与CAN L短路时,CAN网络会关闭,无法再进行通信。
会有相应的网络故障码。
CAN H与CAN L短路的总线波形当两者相互短路之后,实际测量两条CAN导线的电压,会发现始终在2.5V 左右,基本不变化。
故障排除方法:通过插拔CAN总线上的控制模块(节点),可以判断是由节点引起的短路还是导线连接引起的短路。
逐个断开节点,若电压恢复正常,则说明该节点有问题,若断开所有节点后电压还没有变化,则说明线路短路。
1.CAN H对电源正极短路当出现CAN H对电源短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。
以对12V电源短路为例,此时CAN H电压电位被置于12V,CAN L线的隐性电压被置于大约12V。
CAN H对电源短路的总线波形 CAN H对地短路的总线波形实际测量电压,若CAN H电压为12V,CAN L电压被置于约11V,则说明出现此类故障。
故障原因:如果不是CAN H导线对外部电源短路引起的,那么这种故障就有可能是控制模块内部的CAN收发器损坏造成的。
1.CAN H对电源负极(接地)短路当出现CAN H对地短路这种故障时,根据CAN总线的容错特性,可能出现整个CAN网络无法通信的情况或产生相关故障码。
CAN总线的原理及故障诊断概述我国当前多数轿车的控制系统之间的通信,还是采用模拟信号,相互间的通信需要一对一的导线连接。
随着新技术的发展,车上的控制系统越来越多,连接的导线大量增加,占用了轿车内有限的空间,消耗大量可贵的金属铜,而且系统的运算速度和精确度都很低,抗干扰能力也差,出现故障后在线束中查找非常困难,这些问题都严重的制约着车用计算机系统的发展。
有了数字信号和数字控制技术,CAN总线网络通信技术使计算机系统间的通信成为现实,可靠性得到进一步提高,它仅用一条双绞线,即能连接全车所有控制系统,达到信息共享,减少布线,降低成本,提高总体可靠性的目的,它是电控自动化过程控制网络通信的新技术。
在国外汽车产业发达国家CAN总线已处于比较成熟阶段,早些年,主要用于奔驰、宝马、凌志LS430等高档车。
在我国起步较晚,引进车型用于奥迪、宝来等中级轿车,近年由于成本降低,已用于经济型轿车,如菲亚特派朗、奇瑞A5等。
CAN总线网络通信技术必成为我们汽车行业电控维修技师学习的新技术,但是在专业的汽车局域网技术书丛中用了大量的网络与计算机的专业语言,一般汽车维修专业人员未学过这类知识,跨行业读书有一定的困难。
本文用通俗的语言,简单介绍它的一般工作原理及检修的基本方法,使读者学到CAN总线的入门知识。
一、CAN总线网络技术的构造和工作原理(一)CAN总线简介CAN总线是一种新兴的现场总线,CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网络,在汽车行业中又称汽车局域网技术,它属于总线串行通信网络,通讯介质可以选用双绞线,同轴电缆和光纤。
在汽车网络中,许多汽车制造商都使用专用双绞线,由于该系统采用了许多新技术和独特的设计,使得基于CAN总线构建的系统具有优良的特点:如良好的故障隔离能力,可靠性高,实时响应性能好,通信速率高,还有较好的检错措施,使数据传输的出错率降至极低。
由于具有这些特点,非常适合在多个独立的计算机管理系统中作通信。
40-CHINA ·August栏目编辑:桂江一 guijy@Maintenance Cases维修实例◆文/辽宁 刘海峰2017款一汽大众迈腾B8 CAN线故障图1 迈腾B8车身控制系统网络控制图图2 迈腾B8车门控制系统电路图故障现象一辆2017款一汽大众迈腾B8,搭载CUF型1.8T缸内直喷发动机,7速双离合变速器,行驶里程为32 817km。
因驾驶侧不能控制右前和右后车窗玻璃升降器而进厂维修。
故障诊断与排除接车后,首先故障现象,发现主驾驶侧车窗玻璃按钮不能控制右前、右后门升降器,且操纵中控锁按钮时,右侧两车门中控锁无动作,右前后视镜不能调节,但左侧前后两个车门的升降器和中控锁、后视镜均正常。
用诊断仪进入右前门控制单元读取故障码,此时诊断仪不能与右前车门控制单元J387进行通讯连接,接着尝试连接其他车门控制单元,发现左后车门控制单元J389也无法通讯,左侧两车门控制单元能正常通讯。
通过车身控制系统网络控制图(图1)可知,迈腾B8左前门、右前门控制单元J386和J387通过舒适系统CAN 连接到数据总线接口J533。
J386与J388、J387与J389之间通过LIN进行通讯。
J386需通过J387 传递数据控制J389,因为左侧两车门和其他舒适系统模块功能正常,所以排查重点放在了右前侧车门控制单元J387及相关电路上。
影响J387不能正常工作的故障因素有供电与搭铁故障、CAN线故障、J387自身故障。
查阅与车门控制单元相关的电路图(图2)发现,J387和J389共用一个熔丝SC39供电,很有可能是共用熔丝异常导致两个控制单元供电故障,找到熔丝SC39,用万用表电压档测量其电压,为电源电压,属于正常情况,且熔丝自身无异常。
拆卸右前门板,在J387控制单元插头侧测量相关线路。
找到J387拔下控制器插头,打开点火开关,根据图2所示车门控制系统电路图,用万用表测量J387供电端子T20a/19对地电压,为电源电压,正常;测量接地端子T20a/20对地电压,为0.12V,正常。
汽车诊所AUTOMOBILE MAINTENANCE大众车型CAN总线单线故障检修郭法宽CAN是Controller Area Network (控制器局域网络)的缩写,汽车CAN总线起到了所谓数据交换高速公路的作用,使得汽车上控制单元之间的数据交换能够在同一网络平台上进行,不但简化了车辆布线,减轻了线束质量,还大大提高了整车性能及其优化控制能力。
由于汽车不同控制单元对CAN 总线的性能要求不同,现有CAN总线系统一般分为5个不同的区域网络,分别是驱动系统、舒适系统、信息系统、多功能仪表和诊断总线,相应的CAN总线分别称为驱动CAN总线、舒适CAN总线、信息CAN总线、仪表CAN总线和诊断CAN总线,这些不同速率或优先等级的总线都和网关相连,如图1和图2所示。
CAN总线采用双绞线自身校验的结构,既可以防止电磁干扰对传输信息的影响,也可以防止本身对外界的干扰。
CAN总线采用高低电平2根数据线,一根是Can-High线,又称CAN高线,一根是Can-Low线,又称CAN低线。
控制单元输出的信号同时向2根数据线发送,高低电平互为镜像。
在总线两端(或控制单元内)加有终端电阻,以减少数据传送时的过调效应。
大众车型各系统CAN总线双绞线线色的基本颜色都是橙色,网关图1网关与各CAN总线的连接术要求各接地搭铁点对车身电阻阻值为0,实测电阻值为0,且外观检查无锈蚀,确认良好。
3)排查整车线束连接ECU与点火模块的信号线,将点火模块信号线回路进行拆解,确认信号线对地电阻值为8。
4)排查点火模块线束的信号线对地电阻,将点火模块信号线进行拆解,确认信号线对地电阻值标准要求为叫实际测量出现电阻。
5)排查整车线束连接ECU与点火模块的信号线,将点火模块信号线回路进行拆解(发动机每缸点火模块分别连接一根信号线),信号线存在破损,破损状态疑似为切割绝缘胶皮过深导致信号屏蔽线损坏。
三、故障分析1.点火模块屏蔽线作用为避免外部信号干扰,屏蔽线需要接地,3缸点火模块信号线绝缘层破损导致信号线接地短路。
大众车系CAN—BUS的原理与检修窦在学(初审修改稿,编号:.2005-68 )摘要:简要阐述了大众车系CAN数据总线系统的原理、组成,结合实例分析了CAN数据总线系统的故障原因与检修方法。
关键词:CAN数据总线故障分析故障检修前言:目前,汽车电子技术已发展到控制系统综合化、信息共享化、机能智能化的新阶段,随着汽车电子设备的不断增加,势必会引起导线数量的不断增多,元器件、导线布置困难,故障率增加等诸多问题。
在汽车各电控单元之间采用类似于计算机内部总线的方式进行数据传递,可以达到信息共享,减少布线,降低成本以及提高整体可靠性的目的。
大众车系的奥迪A6、宝来、帕萨特B5、POLO轿车都不同程度地引入了CAN数据总线系统,也称为CAN-BUS。
因此,了解其原理、组成、使用与检修是汽车维修业面临的新课题。
1.车载控制器局域网的分类为了解决汽车各电控单元之间的信息交换与共享,世界各主要车系均不同程度地引入了车载控制器局域网,CAN数据总线系统就是其中之一。
其分类主要以其适用的网络协议即标准划分的。
目前存在多种汽车控制器局域网网络标准,为方便研究和设计应用,SAE车辆网络委员会将汽车控制器局域网划分为A、B、C三类。
1.1.A类:面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输位速率通常只有1-10kbit /s。
主要应用于电动门窗、中控锁、座椅调节、灯光照明等控制。
1.2.B类:面向独立模块间数据共享的中速网络,位速率一般为10-100kbit/s。
主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统,以减少冗余的传感器和其它电子部件。
1.3.C类:面向高速、实时闭环控制的多路传输网,最高位速率可达1Mbit/s,主要用于发动机和自动变速的动力控制、防滑控制、悬架控制等系统,以简化分布式控制和进一步减少车身线束。
到目前为止,满足C类网要求的汽车控制器局域网只有CAN协议。
三类网络均向上涵盖,即C类网能同时实现B类和A类网功能,B类支持C类网的功能,但是不同位速率或不同协议的网联网则必须设置网间网关。
大众车系CAN-BUS的原理与检修(二)6 CAN数据总线系统的故障检修6.1一般检修步骤通过对以上3种汽车数据总线系统故障的分析,可以总结出该系统一般检修步骤。
a.了解该车型的汽车数据总线系统特点,包括:传输介质、几种子网及汽车数据总线系统的结构形式等。
b. 汽车数据总线系统的功能,如有无唤醒功能和休眠功能等。
c.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或点火高压电路是否正常(若不正常将导致信号干扰等故障)等。
d.检查汽车数据总线系统的链路是否存在故障,采用替换法成采用跨线法进行检测。
e.如果是节点故障,只能采用节点替换法进行检侧。
6.2 CAN数据总线系统的故障自诊断中央数据控制单元(网关)与自诊断K线相连.CAN数据总线与K线可以实现数据交换。
利用大众 V.A.G.1551、V.A.G.1552或V.A.S.5051电控单元诊断仪,可以读取与CAN数据总线有关的故障码,也可以显示相关数据流。
实施方法与一般电控系统的自诊断相同。
6.2.1宝来动力CAN数据总线系统的故障码查询使用V.A.G.1551、V.A.G.1552或V.A.S.5051电控单元诊断仪,分别进人01、02, 03地址,对发动机、ABS/EDL和自动变速器电控单元进行自诊断,再进人功能码02查询3块电控单元是否储存CAN数据总线的故障码。
举例宝来1.8 T轿车AUM发动机控制单元CAN数据传愉故降码:SAE码P1626、VAG 码18034----- 数据总线缺少来自自动变速器控制单元的信息;SAE码P1636、VAG码18004---致据总线缺少来自安全气囊控制单元的信息:SAE码P1648、VAG码18056-数据总线损坏;SAE码P1649、VAG码18057-数据总线缺少来自ABS/EDL控制单元的信息;SAE码P1650、VAG码18058-数据总线缺少来自组合仪表控制单元的信息;SAE码P1682、VAG码18090-一数据总线中来自ABS/EDL控制单元的信号不可靠;SAE码P1683、VAG 码18091-数据总线中来自安全气囊控制单元的信号不可靠;SAE码P1683、VAG码18261-数据总线中来自ABS/EDL控制单元的信号不可靠。
总第179期公路与 汽运H ig h w a y s & Autom otive A p p lica tio n s 21大众迈腾轿车CAN 总线系统原理与故障检修关黎永键,关伟,简浩钧(广东农工商职业技术学院机电系,广东广州510507)摘要:介绍了大众迈腾轿车C A N 总线系统的结构及原理,重点分析了其故障诊断思路及排 除步骤,并对检测专用工具V A S 5053的使用方法进行了说明;以一辆迈腾1.8丁轿车无法起动故 障为例,阐述了故障检修的过程和检测数据,根据检查结果判断故障原因并排除故障。
关键词:汽车;迈腾轿车;C A N 总线;故障诊断;检修中图分类号:U 472.4文献标志码:A文章编号:1671 — 2668(2017)02 — 0021 — 05CAN (ControllerArea Network ,控制器局域 网)是一种多主总线,支持分布式实时控制通信网络。
当前,C A N 总线技术已广泛应用于汽车电气和 电控系统中,其可靠性高、传输速度快,并具有完善 的故障管理机制。
大众系列轿车采用了 C A N 总线 控制系统,如宝来轿车安全舒适C A N 总线连接5 块控制单元(ECU ),其功能包括中央门锁、电动门 窗、照明系统、后视镜加热及故障自诊断;高尔夫轿 车动力C A N 数据总线连接6块控制单元,包括J 一 285仪表、217变速器电脑、J 220发动机电脑、J 104 A BS 、G 85转向柱模块、J 234气囊。
C A N 总线技术对汽车使用和维修具有重要影 响。
一方面,C A N 总线技术实现了传感信号共享、 信号快速传输(最快可达1 Mb /s ),线束的减少使整 车线路简化,为维修提供了便利。
另一方面,CAN 总线的故障有别于传统的汽车电气系统故障,具有 系统跨度大、迷惑性强的特点,如故障点在底盘部 分,但故障现象可能表现为发动机动力性和经济性 下降、排放性变差、起动困难等,维修人员必须深刻 理解C A N 总线的原理与维修要点,掌握故障维修 方法,才能制订合理的维修方案实施维修作业。
该 文主要介绍上海大众迈腾轿车C A N 总线系统原理 及V A S 5053故障诊断仪的使用方法,结合具体维 修案例探讨故障检修方法和要点。
C A N 控制器、C A N 收发器、数据传输线及网关。
(a ) CAN 的整体结构1迈腾C A N 总线系统结构及原理1.1迈腾CAN 总线系统整体结构迈腾轿车C A N 总线的结构见图1,其部件包括 *(1) C A N 控制器。
接收来自C A N 收发器的数据并进行处理,再传递至控制器内的微处理单元;微 处理单元按事先规定的程序处理输人值,处理结果 存储在相应存储器内,然后传递至各执行元件。
*基金项目:广东农工商职业技术学院2013年度立项课题(x y ZC 1309);中国高等职业教育研究会2015年度立项课题(zjyjh 2015—11)22公路与 汽运2017年3月(2) C A N 收发器。
通过T x 线(发送导线)和 R x 线与C A N 构件相连,起到接收和发送信号的作 用。
可接收来自数据传输线的信号并转换成数字信 号发送至C A N 控制器,同时接收C A N 控制器传递 的数据并转化为电信号发送至数据传输线。
(3)数据传输线。
使用双绞线,两条线传输相同的数据,分别为CAN -High (高速总线)和CAN - Low (低速总线)。
数据传输线包括主总线与支线。
主总线是连接主控制模块与各C A N 收发器的双绞 线,其两端各有一个120 n 的终端电阻,位于组合仪 表和E C M 中。
支线是连接其他E C U (防滑控制 ECU 、组合仪表、主车身ECU 、空调放大器、中央气 囊传感器总成、E P S E C U 、DLC 3)的双绞线。
(4)网关。
网关具有主控制器的功能。
CAN -H g h 总线与CAN -L o w 总线传输的数据电平电压 不同,且传输速率不一致,网关用于实现两者的数据 转换。
同时用于控制动力总线的端子15信号传输 模式、舒适总线的睡眠和唤醒模式。
1.2迈腾CAN 总线分类及数据传输原理1.2.1 C A N 总线分类及特点C A N 总线可分成动力C A N 总线、舒适CAN 总线、信息娱乐C A N 总线。
(1)动力C A N 总线。
动力C A N 总线将与动力传动系统有关的控制单元连接起来形成网络,受点火开关控制,在点火开关关闭时不工作。
它需要一个高性能的发送器实现尽可能快速的数据传输。
(2) 舒适C A N 总线。
舒适C A N 总线将与舒适系统有关的控制单元的数据传输线连接(采用星形汇聚于一点的方法)起来形成网络,其优点是总线内的控制单元可独立发送各自数据。
迈腾轿车的4个车门控制单元由中央控制单元控制,只需较少的 自诊断线。
舒适C A N 总线由蓄电池直接供电,不 受点火开关控制,可随时进人工作状态。
(3)信息娱乐C A N 总线。
信息娱乐C A N 总 线将车载娱乐系统、音响和导航系统等模块连接起来形成网络。
1.2.2 迈腾C A N 总线数据传输原理C A N 总线上的所有控制单元以并联方式经收 发器与总线连接,各控制单元均有权向总线发送信 息。
同一时刻只有一个控制单元向总线发送信息, 传输系统的其他控制单元收发器均能接收到该信 息,并由相应的控制单元判断是否为需要的数据。
迈腾轿车C A N 总线数据传输采用差动电压、信号放大和信号干扰过滤的方法(见图2)。
3.5 V 2.5 V 1.5 V 0 VCAN-High 信号C A N- L o w ■信号2 |J L S(a )差动信号-3.5 V -2.5 V2.5 Y3.5 V -2.5 V -1.5 V =0 V=2 V 2 (x s(b )差动放大器图2 C A N 总线数据传输示意图(1) 总线电压的差动信号。
差动信号是指CAN -H igh 与CAN -L o w 的电压之差[见图2 (a )]。
传输过程有静止状态与显性状态两种。
静止状态 下,CAN -H igh 线与CAN -L o w 线的电压相同,均为2.5V ;显性状态下,CAN -H igh 线的电压升高至3.5V 左右,CAN -L ow 线则降低至1.5V 左右,其电压差约为2V 。
(2) 差动信号放大器。
用于求出CAN —Hgh线和CAN —L o w 线的信号电压差,并将转换后的数据传至控制单元的C A N 收发区[见图2(b )]。
(3) 信号干扰过滤。
迈腾轿车C A N 总线的CAN -H igh 线和CAN -L o w 线采用铰接方法,传输 过程中产生的干扰脉冲有规律地作用在两条线上。
差动信号放大器总是输出CAN -H g h 线与CAN - Low 线的电压差值 ,可有效过滤干扰。
2迈腾C A N 总线系统故障诊断与检测2.1专用故障诊断仪VAS 5053简介图3为大众车系专用检测工具V A S 5053的主 界面。
其主要功能为:随车自诊断功能;售后服务日 常工作查询;控制单元的升级编程;电子控制模块开 发过程中的各种应用程序的使用;在售后服务信息 查询系统中作为记事本。
V A S 5053故障诊断仪的使用方法:)选择网 关,即选择进人的总线系统。
2)故障诊断。
根据故2017年第2期黎永键,等:大众迈腾轿车C A N 总线系统原理与故障检修23图3 VAS 5053的功能界面障现象进人相应的地址码,其中01表示发动机控制 单元,02表示ABS /E D L 控制单元,03表示自动变 速器控制单元,46表示舒适系统控制单元。
选择地 址码后,可查询是否存在故障码。
3)选定故障控制 单元的测量数据流,从数据流可看到各部分的测量 值与规定值,判断工作是否正常。
2.2迈腾CAN 总线系统故障检修方法2.2.1 C A N 总线系统的故障诊断流程C A N 总线的常见故障现象为:且合仪表上的多 个故障警报灯常亮;故障诊断仪V A S 5053不能与 车载电脑通信;起动困难。
对于大众系列轿车,以上故障可通过专用工具 V A S 5053进行故障自诊断。
图4为使用V A S 5053 和万用表的故障查寻方法。
2.2.2 C A N 总线系统的波形测量V A S 5053具有示波器功能,其通道DS 01和 DS 02各有一个红色测量端子(正极)和一个黑色测 量端子(负极),测量时,D S 01的红色测量端子接 CAN — High ,DS 02的红色测量端子接CAN — Low ,两者的黑色测量端子同时搭铁。
在界面上可 同时显示CAN —H igh 和CAN —L o w 的信号波形 [见图 5(a )]。
如前所述,在隐性电位时,C A N —H igh 线和CAN — L o w 线的电压均约为2.5V ,其差值约为零; 在显性电位时,CA N —H ig h 的电压值上升至3.5 V ,CAN — L o w 的电压值下降至1.5V ,两者差值约 为2V 。
根据波形显示可判定总线系统故障。
2.2.3 C A N 总线系统的终端电阻测量可通过万用表在线测量驱动系统C A N 总线的 终端电阻[见图5(b )],步骤如下:(1)拆下蓄电池的正极电缆,等待约5min ,直到所有电容器充分放电。
(2) 关闭点火开关,将万用表的2个表笔分别 接在CAN —H igh 线和CAN — L ow 线上,测量总线 终端电阻。
(3)保持点火开关关闭,拔下发动机控制单元的插接器,测量其终端电阻。
然后重新接上发动机 控制单元导线插接器,再将第2个有终端电阻的控 制单元导线插接器拔下,测量其终端电阻。
两个终 端电阻属于并联连接,单个终端电阻的电阻值应为 120山总电阻值应为60 n 。
(b )终端电阻测量图5 C A N 检测示意图图4迈腾C A N 总线故障诊断流程24公路与 汽运2017年3月3故障检修实例一辆2010年产上海大众迈腾1.8T 自动变速器轿车进厂维修,行驶里程为50 000 km 。
发动机型 号为EA 888。
车主反映其无法起动。
3.1故障诊断流程(1)故障症状确认。
进行基本检查,发现车钥匙处于起动挡时发动机不能起动,且起动机无动作。
(2) 利用V A S 5053进行故障自诊断,无故障码显示。
(3) 检查蓄电池,其电压测量值为12.7V ,电压正常。
将点火开关置于起动挡,检测50号电源线的 电压,为零。
()结合电路图查找起动机的工作电压源。
从 图6可知,影响起动机工作的主要因素有J 519车载 电源控制单元、E 415钥匙接收开关、623发动机控 制单元、J 393舒适系统控制单元、J 764电子转向柱锁和P /N 挡信号等。