浅谈汽车CAN总线项目教学法
【摘要】本文阐述了CAN数据总线的结构、原理等概念。探讨了CAN数据总线的检修作为一个项目进行教学,介绍了CAN数据总线诊断、检测、与维修等实验教学等问题。
【关键词】 CAN总线;五重结构;项目教学法
【中图分类号】G872【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089 (2012)01-0025-02
引言:
汽车产品在增加,汽车电子技术的发展使得电气及电子产品在汽车上应用越来越多,大量的电子设备、电控单元使得线束聚增,汽车CAN数据总线由此而产生。我们根据项目教学法将CAN数据总线设置一个项目三个任务,通过实验教学使学生学到维修汽车的新技术、新理念。
1 汽车CAN总线系统
1.1 CAN数据总线分类和结构
1.1.1 CAN数据总线分类。
按CAN总线系统根据重复率,数据的流量和共用性可分为三类:
1) 动力CAN(高速)速率为500Kbit/s,其用于连接驱动线束与其他控制单元形成CAN总线网络。
2)舒适CAN(低速)速率为100Kbit/s,其用于连接舒适线束与其他控制单元形成CAN总线网络。
3)信息娱乐系统CAN(低速)速率为100Kbit/s其用于连接信息娱乐线束与其他控制单元形成CAN总线网络。
1.1.2 CAN数据总线结构
CAN数据总线网络布局结构有三种:1)总线结构:适用于CAN-bus;2)星形结构:适用于Lin-bus;3) 环行结构:适用于MOST 。
我们介绍的主要结构是总线结构。 它主要适用于动力CAN系统、舒适CAN系统、信息娱乐系统。在大众车系广泛应用。
1.2 CAN数据总线的原理。
为了CAN数据总线保证有很强的抗干扰性,将CAN数据总线都是采用双绞线。准备发送的信号储存在发送控制单元收发器内,转换成不同的型号电平。并输送到两条CAN导线上。经过接收控制单元的差分信号放大器建立两个信号电平的差值,并校正后发送到接收区。多媒体和舒适CAN特性都是一致的。
CAN数据总线应用两个原理:广播原理,听不听都广播,有用接收无用放过;数学中拓扑原理,不同CAN导线的布置拓扑结构图是不一样的。
2 CAN数据总线故障检修项目的建立
我们在汽车车身电控系统中将CAN总线检修设定为一个项目:项目六CAN总线检修
在该项目下设三个任务动力系统CAN的检修、舒适系统CAN的检修和信息娱乐系统CAN的检修根据项目教学法的要求在教学活动中
这里介绍两个任务:一个动力系统故障检修;一个舒适系统故障检修。
CAN数据总线故障检修的教学,除了前面所叙述的理论应讲授外。在实践教学环节中,我们注重培养学生的维修思路。接触新技术和新的维修理念。当解决CAN数据总线故障时,不只是采用传统的检测方法,主要根据具体情况使用VAS5051、 VAS5052+示波器+汽车万用表、博世FSA740。从网关读取故障码和测量数据块分析现象。
采用欧姆表查寻或汽车示波器检测兼顾其他方法。以提高维修速度。要求维修水平高。不仅有传统维修经验,要会看线路图和各种波形图,还要分析原因是用不同的检测仪和示波器。通过理论学习和各种检测仪器使用可以检测CAN数据总线故障原因和故障点。
2.1 动力系统故障检修
2.1.1 动力CAN一条线断路。
故障现象:动力CAN一条线断路(CAN-low)仪表变速器档位无显示。
使用设备,大众CAN总线示教板 5051和5052+3850诊断仪和示波器,万用表。
首先教师介绍故障诊断排除流程图,演示诊断过程。学生分四组,分组实验。选出一名动手能力较强的学生当队长,与小组成员共同制定维修方案并逐步填写任务工单如下;
第一步用5051或5052诊断仪进入OBD—网关19——读出故障码,诊断结果01315变速器控制单元无信号/无法通讯。
第二步进入08——02测量数据块。诊断结果:数据流为变速器通讯为0。
第三步进入DSO读波形这个故障的一个重要特征是CAN-High通道出现接近0.5v以下的电压。CAN-Low线上的正常电压。电流无法再流向中央终端电阻。通过CAN-High线两条导线电压均接近0.5v以下。
第四步确定是否为控制单元问题,测电阻CAN-High与CAN-Low2.6KΩ若正常。
第五步读动力系统各控制单元数据流逐一排除,进入01-08-125数据组显示: 仪表1,变速器0。说明发动机控制单元到组合仪表线路正常。进入03-08-125数据组显示:发动机控制单元 1变速器0. 说明ABS控制单元到发动机控制单元线路正常,到变速器线路不正常。
第六步通过初步诊断判断变速器控制单元到ABS控制单元CAN-low线异常。
第七步关闭点火开关用万用表测量变速器控制单元到ABS控制单元CAN-low线电阻为无穷大。说明变速器控制单元到ABS控制单元CAN-low线断路。我们用5051DSO读取波形如图6-2。用临时线跨接故障故障码消除数据流正常波形正常。修复铰接线,故障排除。
第八步设备复位。
2.1.2 控制单元故障查寻的其他方法
第一步 拔下相应控制单元的插头,检查触点是否弯曲。
第二步再次插上插头,查询故障的控制单元插头。
第三步再次拔下通讯有故障的控制单元插头。
第四步查看一下电路图,将与有故障的控制单元直接相连的控制单元插头拔下。
2.2 舒适系统故障检修
2.2.1 舒适系统前排乘客侧单线工作故障。
我们先以帕萨特B5整车无故障的VAS5051或 VAS5052故障码和测量数据块。标准舒适CAN波形等为依据。检测步骤如下:
第一步用5051或5052诊断仪进入OBD—网关19——读出故障码,诊断结果01331车门控制单元前排乘客-J-387无信号/无法通讯;
第二步进入08—02测量数据块。诊断结果:数据流为车门控制单元前排乘客通讯为0。进入DSO读波形这个故障的一个重要特征是CAN-high通道出现接近0v的电压。CAN-low线上的电压正常接近5v。确定舒适CAN-high短路接地确定是否为控制单元问题,电机工作正常,排除控制单元故障。
第三步关闭点火开关,切断电平负极。用万用表测量中央控制单元和四个车门控制单元CAN-high与地线之间电阻阻值。中央控制单元2.5Ω其他三个车门控制单元6.5Ω前排乘客车门控制单元0.5Ω电阻阻值最小说明短路处在前排乘客车门控制单元。检查CAN-high与地线之间有短路清除短路。故障故障码消除数据流正常波形正常,故障排除。
第四步设备复位。
2.3 故障检修的其他方法:
第一步 检查一下接端子15、30的导线是否有短接的地方。
第二步 目视查导线有无短接处。
第三步 分别拔下各个控制单元看是否短路依然存在。
第四步 尽可能将CAN数据总线分成若干段查找短路点。
采用仪器加传统方法相结合的检测手段就可以很好地解决CAN数据总线的故障问题。
3 结束语
我们把每个故障设定为一项任务。按项目完成任务。通过数据,波形,故障点演示 学习,使学生掌握感性知识。在此基础上把学生分成四个小组,对大众CAN数据总线进行实际故障检测和排除。我们在大众CAN数据总线示教板设置一些故障。按照上述的方法学生能够熟练操作检测仪、汽车万用表和汽车示波器。并借助导线排除断路现象或用欧姆表测量排除短路故障。
这几年的教学,我们摸索了一些CAN数据总线故障的诊断和实际排除的方法。同时我们采取师生互动,生生互动的方法达到了项目教学目的。例如与较先领会和理解的学生交流,使其完全掌握故障诊断与排除的方法。然后再由这个学生给本小组的学生进行系统操作其他学生在纠正不足达到共同进步的目的。
通过CAN数据总线项目教学法的学习,使学生学会新的维修思路,维修方法的同时也掌握了先进仪器和设备的使用。为学生走出学校后,能够很快适应社会,维修水平能够处于较先进水平。一段时间不会落后。为学生今后能够在企业迅速提升打下良好基础。
参考文献
[1] 作者:于万海主编 汽车单片机与车载网络技术西安电子科技大学出版社 2007-4
[2] 作者:林为群主编汽车单片机与车载网络系统 人民交通出版社 2007-5
[3] 作者:李雷主编 汽车车载网络系统检修人民邮电出版社 2009-5
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