2011年宇通客车CAN总线系统培训教材

CAN总线系统培训教材12011-08-20售后培训组前言近几年，随着客车电器技术的发展，应用CAN总线系统的车辆越来越多。与普通电器线路相比，CAN总线系统具有各电器系统相对独立，相互之间关联较少，线路相对简单等特点。因该系统故障现象比较单一，故其诊断排除也相对容易。只要能够掌握CAN总线原理，车辆各电气系统的原理图，CAN总线各模块功能及其在车上的位置，就能通过故障现象，迅速准确地排除故障。宇通公司主要采用欧科佳和威帝两种CAN总线系统，两种系统结构上虽然不同，但原理是一样的。本教材只介绍其大致区别，在两种系统的原理上不再作区别，重在介绍CAN总线的基本知识及故障排除方法。因此，我们检修CAN总线车辆时，应根据实际情况去解决具体问题。第一单元CAN总线技术简介第二单元目前使用的CAN总线产品第三单元CAN总线常见故障及排除方法课程目录CAN最初出现在80年代末的汽车工业中,由德国Bosch公司最先提出。当时,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。于是,他们设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年,CAN已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519（低速应用）。在汽车上已经出现了多种总线标准,从总线所实现的功能角度分,可分为两类,一类是控制策略驱动的总线,如SAE的J1850、德国大众的ABUS、博世的CAN、ISO11898和ISO11519、美国商用机器的AutoCAN、ISO的VAN、马自达的PALMNET、以及用于低速场合的LIN等.另一类是以大量数据传输为目的的多媒体总线,如,IDB-C、IDB-1394、MOST、AMIC-C等。第一单元CAN总线技术简介总线的英文名称叫BUS,就是信息交换的技术。作一个比喻：电脑处理信息就好像在不断穿梭接送乘客的BUS，而各个计算机部件就是一个个车站，从而将信息连接到每个计算机部件的。例：我们常说的USB即UniversalSerialBus的缩写，通用串行总线。什么是总线？第一单元CAN总线技术简介什么是CAN总线？CAN总线是英文ControllerAreaNetwork的缩写,就是某种信息交换技术的网络布置方法。翻译过来就是,控制器局域网,简单来说,就是在一个区域内存在着若干的计算机芯片,为了这些计算机芯片能够互相交换信息而架设的网络。第一单元CAN总线技术简介什么是J1939协议?协议,就是计算机交换信息的时候所遵守的原则。简单的说了，网络中的计算机要能够互相顺利的通信，就必须讲同样的语言，协议就相当于语言。目前客车CAN总线设计是基于J1939协议。CAN总线的由来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-ControllerAreaNetwork)协议的构想。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)。（1）高可靠性。因为CAN总线各个ECU模块之间只用一根或两根线相连传递信息，避免了各个模块之间反复的连线。连接点少、线少、故障率低。（2）简化车身布线。据统计一辆采用传统布线方式的高档客车，其导线长度可达2000米，重量占整车重量的4%左右，电器节点达1500个，而且这个数字每十年增长一倍。CAN总线可有效减少线束，节省空间,例如总线仪表现可以显示100多种数据（可翻屏显示，理论上无穷），并且可实现倒车、乘客们监视、多媒体显示等功能。常规要几十根线，而CAN线只用五根线加一根射频线。（3）数据共享。具有CAN总线接口的电喷发动机，其他电器可共享（如总线仪表）其提供的转速、水温、机油压力、机油温度、燃油瞬时供应量等。（4）硬件方案的软件化实施。（5）良好的扩充性。（6）基于计算机技术的总线节点具有强大的故障诊断能力和自我恢复能力。CAN总线特点第一单元CAN总线技术简介普通电气结构基本原理电池+电池+电子控制单元负载负载负载X米Y米Z米接插件第一单元CAN总线技术简介电源+负载电子控制单元1X米接插件通讯网络电源+电源+电源+电子控制单元2负载负载CAN总线控制系统结构基本原理第一单元CAN总线技术简介传统电气控制的局限性电源＋熔断器开关1开关2开关3继电器开关4灯1灯3灯4喇叭第一单元CAN总线技术简介总线控制系统特点总线网络开关1开关2开关3喇叭灯1开关4中央控制单元1电子控制单元2灯3灯4电源第一单元CAN总线技术简介CAN总线的特点1.实时控制2.高速：最高可达1Mbits/s(典型应用250Kbits/s)3.强抗干扰能力4.配置灵活5.成本合理6.物理层：带120欧姆终端电阻的双绞线(典型长度25m)7.数据格式：ID+DATA+CRC+ACK第一单元CAN总线技术简介1.简化设计工作=节省时间，更快地对市场作出反应2.简化车辆的维护工作=降低售后服务成本3.智能化系统=实现设备间的数据通讯，提供更高级的功能4.替代继电器和熔断器，减少元器件数量=提高可靠性5.简化线束=提高可靠性，降低成本使用总线控制系统优点第一单元CAN总线技术简介CAN总线系统的典型布置图第一单元CAN总线技术简介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缓速器发动机ECUABS/ASRECAS内部CAN总线系统SAEJ1939(V-CAN)IOUB1IOUB2IOUB3IOUB4ISO11898CAN总线,J1708视听信号,….MULTICMULTIBUS内部CAN总线系统(ISO11898)第一单元CAN总线技术简介宇通使用的几种常用CAN总线产品目前使用较多的CAN总线种类1、一级CAN总线：主要以威帝一级CAN总线为代表，属于一种高性价比简易CAN总线系统。整个系统由总线处理模块、总线仪表、桥模块、总线管理模块（选配）组成。总线处理模块可完成50多个数据量的采集，并能实现对缓速器、车身升降、三桥、乘客门及车速灯等的控制，还能为发动机提供C3信号以实现巡航定速功能；桥模块可接受发动机ECU发出的转速、油压、水温、尿素液位等数据；总线管理器除管理总线运行外，还含行车记录仪功能；总线仪表为纯数字化仪表可显示近120个数据量。2、三级CAN总线：功能覆盖全面的车载CAN总线系统。整个总线系统可完成近120个数据量的采集，并能实现对缓速器、车身升降、三桥、乘客门、灯光、雨刮、排气扇、空调、车内照明、油路、电视音响、发动机启动、发动机熄火等的控制，还能为发动机提供C3信号以实现巡航定速功能；桥模块可接受发动机ECU发出的转速、油压、水温等数据。三级总线另一显著特点是动态资源配置，对于大多数开关型输入信号可通过软件设置而实现重定义。这样一来对不同的车型不必迁就一种定义，根据接线方便，对输入信号重新定义，实现信号的就近接入。第二单元目前使用的CAN总线产品目前使用的CAN总线品牌：1、一级CAN总线：哈尔滨威帝：ZB270系列（单表）ZB271系列（CAN仪表+处理模块+桥模块）ZB279系列（单表）2、三级CAN总线：哈尔滨威帝：ZB273系列（CAN仪表+10个控制模块）法国欧科佳：CAN仪表+3个控制模块CAN仪表+4个控制模块新型CAN仪表+1个控制模块宇通自制：CAN仪表+1个控制模块3、还有一些客户指定品牌的CAN总线：如雪利曼、张家港亚楠、上海纳尔等第二单元目前使用的CAN总线产品VITICAN总线系统的组成1.VITICAN总线仪表模块2.VITICAN总线开关模块3.VITICAN总线前控模块4.VITICAN总线前灯模块5.VITICAN总线记录仪主机6.VITICAN总线胎压监测模块7.VITICAN总线顶控模块8.VITICAN总线中控模块9.VITICAN总线后控模块10.VITICAN总线后灯模块11.VITICAN总线桥模块2020/3/2219第二单元目前使用的CAN总线产品威帝CAN总线各模块连接方式第二单元目前使用的CAN总线产品威帝总线系统所用模块第二单元目前使用的CAN总线产品威帝总线系统各模块布置第二单元目前使用的CAN总线产品威帝CAN总线系统整体模型第二单元目前使用的CAN总线产品总线仪表管理模块处理器（前控）模块前灯模块后控模块后灯模块中控模块顶控模块桥模块开关模块一级●●●●二级●●●●●●●三级●●●●●●●●●●部件级别威帝CAN总线划分第二单元目前使用的CAN总线产品威帝一级CAN总线示意图管理模块CGM桥模块QM处理器模块CLQ仪表模块ZB第二单元目前使用的CAN总线产品威帝三级CAN总线示意图第二单元目前使用的CAN总线产品威帝一级总线原理图第二单元目前使用的CAN总线产品威帝CAN总线仪表模块第二单元目前使用的CAN总线产品总线仪表不但能显示车辆数据，还能对挂在总线上的模块自动登记从而监测其运行状态；比如，如果车上接了总线记录仪，一旦记录仪出现故障或通信中断，则在仪表上显示提示信息“记录仪掉线”接线最简洁彩色液晶仪表只有2根总线（CANH，CANL）、1根火线（+24）、1根地线（GND）和1根唤醒线（WAKEUP）。5．通用性更好彩色液晶仪表不像传统仪表需要设定那么多参数，彩色液晶仪表遵循的是总线协议，只要协议相同，便能做到互换。同一厂家的仪表互换性自不必说，不同厂家的仪表只要遵循主流协议如J1939，互换也很容易。技术参数1.通信协议：J19392.供电范围：20V-32V3.功耗：最大15瓦（所有指示图标均点亮，背光调到最亮）4.休眠时电流：小于0.1毫安威帝CAN总线仪表模块第二单元目前使用的CAN总线产品（1）上电仪表液晶不亮步骤一：检查电源是否正常步骤二：检查WAKE_UP线连接是否正确，是否有电压（WAKE_UP电压＝电源电压）。步骤三：检查CAN_H、CAN_L接线是否正常，之间是否有60欧电阻值。（2）仪表指针断电后不归零仪表电源没有接常火。（3）仪表指针不走可能出现的问题有：①仪表不走，液晶没有显示，传感器坏或者线束错、接口松动。②仪表不走，液晶显示，步进电机坏。（4）仪表指示灯不报警及常报警可能出现的问题有：①报警信号线接错或断，仪表指示灯不亮或常亮；②下线门槛值调整不对会出现不报警及常报警。威帝CAN总线仪表模块故障诊断第二单元目前使用的CAN总线产品威帝CAN总线前控模块CAN总线所有模块都有两个WAKE_UP引脚，模块内部是连接在一起的，前控模块为WAKE_UP（J3-2和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_UP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、缓速器等客车前部电子设备。总线前控模块2020/3/22第二单元目前使用的CAN总线产品威帝CAN总线后控模块1.采集包括车速、转速、水温、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、档缓速器4档、预热等输出量。2020/3/22第二单元目前使用的CAN总线产品威帝CAN总线中控模块1.采集包括：燃油、制动、手刹、气压1告警、气压2告警、ECAS故障、E