高级技师论文东风标致307轿车多路传输系统的结构与检修文档格式.docx
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一、概述
1、CAN的概况
随着电子、程控技术在汽车上的应用，汽车的大多数部件控制由传统的机械控制逐步转变为现在的电子、程控控制，如电控燃油喷射发动机、自动变速器、电子转向和防盗系统等的控制。
技术的进步，控制精度的提高，这就使得汽车上的控制单元数目增加，控制单元数目增加后导致线束增多、电路复杂、质量大、成本高、故障多、维修困难，为了减少线束、减少成本、优化结构，必须采用一种线束少、信息传输快、可控性强的信息传递系统。
因而，一种新型的信息传递技术CAN总线技术产生了CAN技术及在汽车上的应用。
CAN全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域网。
CAN是国际上应用最广泛的现场总线之一。
CAN被用来作为汽车环境中微控制器之间的通信，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。
一辆汽车不管有多少个电控单元，也不管信息容量有多大，每个电控单元都只需引出两条线共同接在节点上，这两条导线就称为数据总线,简称BUS。
CAN总线上的每个节点（ECU）都有自己的地址，数据是由控制单元向CAN总线控制器提供，CAN收发器从CAN控制器处接收到数据，并将此数据转化为电信号发出至数据总线，控制单元从数据总线上接收数据，并将接收到的数据进行检验，看是否是此控制单元所需，如果接收到的数据是此控制单元所需的，则被认可接收，反之将其忽略。
从而完成数据传输。
Canbus一般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。
系统中采用高低电平两根数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像。
并且每一个控制器都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调效应。
由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，目前汽车CAN速率分别为500Kbit/m、100Kbit/m的高低速总线布置形式。
500Kbit/m主要应用于驱动系统、诊断系统等，100Kbit/m主要应用于舒适系统、信息系统、仪表系统等，现在有的轿车除了应用上述两条总线外，还有第三条总线，主要应用在卫星导航及智能通讯系统。
由于不同区域Canbus总线的速率和识别代号不同，因此一个信号要从一个总线进入到另一个总线区域，必须把它的识别信号和速率进行改变，能够让另一个系统接受，这个任务由网关来完成。
另外，网关还具有改变信息优先级的功能。
如车辆发生相撞事故，气囊控制单元会发出负加速度传感器的信号，这个信号的优先级在驱动系统是非常高，但转到舒适系统后，网关调低了它的优先级，因为它在舒适系统功能只是打开门和灯。
2、307轿车CAN的概述
307轿车FULLCAN，2005年2月28日全面启动，2005年3月在法国全部完成。
2006年6月在中国全部完成。
如图1所示307FULLCAN的改进结构包括：
用CANLS（CANLOWSPEED）网代替原307CAN/CAN中的VAN网（VAN网为一种自由结构，由四个相独立的多路传输网组成，是在老款车型中使用的网络类型）；
用新一代元件代替原有的电子元件；
未来生产的所有车辆将朝着FULLCAN这个方向发展；
FULLCAN307可分为两种类型三个网络，BSI再将这三个多路传输的网络联系起来组成一个单一的网络：
①CANHSI/S：
CAN高速网（500Kb/s）；
②CANLS舒适网：
CAN低速网（125K/s）；
③CANLS车身网：
CAN低速网（125Kb/s）。
图1307轿车FULLCAN网络结构
图2307轿车FULLCAN结构的全车电控单元位置
PFSI-保险丝盒;
BSI1-智能诊断盒；
1630-自动变速箱；
7122-GEP；
8410-收音机;
8480-无线电传盒;
8025-空调控制面板；
8080-空调电控单元;
CV00-COM2000;
5007-灯光和雨量传感器;
6570-安全气囊与安全带电控单元;
6031-前排乘客车窗控制单元;
6811-天窗;
7500-驻车辅助电控单元;
7020/7800-ABS/ESP;
1320-发动机电控单元;
8602-防盗报警电控单元;
0004-组合仪表;
8415-CD;
1282-燃油辅助电控单元;
7804-ESP加速度传感器;
6032-驾驶员侧车窗控制单元;
BSR1-拖车控制单元
普通车辆的并行方式通讯，每根线只传输一个二进制位。
因此如果需要传输多个二进制位的话，就需要多根线进行。
如图1所示307轿车FULLCAN网络结构是串行方式，数据将每个bit一个一个地被传输。
标致307轿车选用的就是这种连接方式。
此主题相关图片如上：
总线进行帧的传输。
它由两根截面为0.6平方毫米的绝缘铜线组成。
简单的举例我可以用计算机联网来解释一下，现在就用网络的一条数据线（相当于307的LEBUS）来连通所有的数据，然后输送到交换机（相当于307的车载电脑ECU）就像局域网一样，大家用一条网线连接到交换机就可以连通每台电脑（车上的传感器）的数据了，但以前是要点对点，两台机之间是要两条线才能够连通的，如果一台机要联10台机就必须要有10个输出和输入的线路的接口（相当于汽车的连接器）现在可以省了很多线，减少故障的出现和减少同样功能的传感器了，而且多控制和功率元件之间的信息交流不需要立即处理，但是应该小于驾驶员感觉的时间，还有一点是抗电磁干扰的性能很强,以前有些车在电磁信号强的地方会操控失灵，死火等现象，电脑收集到许多偶然性故障都是因为电磁信号干扰所致，但用了CAN的多路传输技术就可以大大避免了。
二、307轿车CAN的结构
图3网络结构图
BM34、BSI-智能控制盒；
1320-发动机控制单元；
CV00-COM2000；
1282-燃油添加装置控制单元；
1630-自动变速箱电控单元；
8410-收音机；
2003-驾驶学校模块；
6230-红外线接收器；
8080-空调电控单元；
6031-前座乘客车窗升降电机+控制单元；
6810-天窗电控单元和电机；
6032-驾驶员侧车窗升降电机+控制部件；
7800-稳定性控制电控单元；
6570-安全气囊和安全带张紧器控制单元；
7020-ABS电控单元；
7803-稳定性控制方向盘角度传感器；
7215-多功能显示屏；
8415-换碟机；
8500-导航控制单元；
8602-防盗警报单元
1、307轿车FULLCAN总布置
307轿车FULLCAN总布置图如图3所示，为了满足这些需求，使用了多条通讯总线或者通讯网。
CAN总线是串行总线，在使用时，只需在电控单元上追加CAN总线通信的外围电路和接口，便可将电控单元连接于网络上。
通过一条CAN线，代替了原来的大量线束，实现了控制单元的信息共享，简化了线束设计，降低了线束布置的复杂性，同时降低了故障率。
307轿车使用CAN总线后，大量的信息可以被共享，这样可以实现更加复杂、更加可靠的分布式功能控制算法和逻辑。
底盘总成系统，如ESP系统，AT系统等，通常需要发动机、制动系统、变速器之间进行CAN总线通信；
舒适系统，如车身控制模块之间，需要CAN总线通信；
新能源系统，电机、电池、发动机等动力总成之间，需要CAN总线通信。
图4CAN多主结构
CAN网为一种多主结构如图4所示，为了屏蔽对网络的干扰，分别在1320和BSI中各设置了两个60欧的终端电阻。
为了网络的正常运行，有终端电阻的两个电控单元之间的总线长度不能超过40m，CAN网上其它任意两个电控单元之间距离不能少于10cm，任意一个电控单元与总线之间的距离不能大于30cm。
2、307轿车FULLCAN的通讯总线
CAN网由两根线组成总线，Data和DataB，这两根线之间的电阻可以对于两个不同的逻辑状态进行编码：
如果UData–UDataB>
0，那么比特为1如果UData–UDataB<
0，那么比特为0。
3、307轿车FULLCAN的网络供电方式
在FULLCAN307上有四种类型的供电方式：
①+BAT：
蓄电池直接提供的＋12V；
②+APC:
钥匙处在点火位置，提供的＋12V；
③+CAN：
网络的＋12V供电；
④+RCD：
用于远程唤醒的＋12V信号线。
4、307轿车FULLCAN的CANHSI/S
FULLCAN307的CANHSH/S网络保留了VAN/CAN307中的CAN网络同样的特性，并且把网络的速度从250Kb/s提高到500Kb/s用于机械控制,发动机和行走系控制，FULLCAN多主结构网络的网速为500Kb/s，而不是250Kb/s并且每个帧最大可以达到8个字节。
另外，诊断线“DIAG-ON-CAN”也是CANHSI/S网络的一部分。
5、307轿车FULLCAN的CANLS
FULLCAN的CANLS网又分为CANLS车身网和CANLS舒适，CANLS网络上再也没有主/伺服结构，全部为多主结构，网络的速度统一变为125Kb/s。
作用：
用于舒适和车身功能控制（与VAN网功能一致），多主网络负责功能的交换。
主控系统为BSI,网速为125Kb/s,每个帧最大可以达到8个字节。
LSCAN网络的特性包括LSCAN网络没有终端电阻,每条物理数据总线最多带20个电控单。
如果数据线出现故障，LSCAN网络有降级模式。
LSCAN网络的最高速度为125Kb/s，LSCAN网络可以被唤醒，相对于HSCAN网络LSCAN网络的线路界面允许被唤醒，并且LSCAN网络自身能够唤醒安装在网络上的电控单元。
图5线路故障
如图5所示，与VAN网相似，网络出现故障时能够以降级模式运行，CANLS采用差动模式接收信息，并且配有两个相同规格的线规，将CANH和CANL线路上的电压做为参照电压。
与VAN网相比，CANLS网络还多了一种短路保护模式。
三、主要功能
1、307轿车FULLCAN的主要配备BSI
图6BSI的桥梁作用
如图5所示，BSI的作用包括桥梁作用即CANHSI/S网、CANLS舒适网以及CANLS车身网之间，中继以及网络供电保护的作用即信号管理+控制器区域网（CAN网），中继/重新分配供电保护，在CAN网中传播与汽车状态相联系的信息。
网络唤醒/休眠的管理包括网络通电/断电管理，唤醒/休眠程序管理，唤醒指令的说明，过滤掉不恰当的唤醒，通过说明汽车的状况来决定进行休眠（GMP状态，钥匙位置，驾驶员动作等）。
2、307轿车FULLCAN的主要配备PSF1
（1）概述
PSF1由2个模块组成，安装在发动机舱内。
主要有3个功用包括发动机舱的保险丝保护，电力分配（雨刮器，车灯等），与BSI连接。
它的功能包括PSF1的模块1通过下列功能的保险丝确保分配和进行保护，电子风扇系统，ABS/ESP（泵和电子阀）和BSI电源及助力转向（GEP）。
PSF1模块2确保主线束和发动机线束的+BB和+CC电源分配和保护。
在发动机控制计算机（1320）的控制下,PSF1模块2为下述驱动器供电（与双联继电器作用相同）包括发动机控制计算机，燃油泵和点火线圈及喷油器（汽油）和氧传感器电热电阻。
PSF1的模块2通过CANLS车身网络与BSI通讯。
在BSI控制下，给下包括鼓风电机（继电器）、声音警报器、近光灯、远光灯、前雾灯、前后挡风玻璃喷洗器泵、大灯喷洗器泵、前雨刮器供电。
在BSI控制下，PSF1模块2在撞击情况下，切断油泵供应（气囊安全带电控单元提供的信息）。
对于TU5JP4发动机，PSF1模块2接收到“发动机油压警告”信息，BSI将通过车身CANLS网接收这些信息。
对于EW10A发动机,1320接收到“发动机油压警告”信息，BSI将通过车身CANHSI/S网接收这些信息。
PSF1模块2充当与BSI之间的有线通道的作用：
“发动机油量”和“发动机油温”传感器；
（TU5JP4）。
图7PSF1
表1保险丝号－模块2
保险丝号
额定电流
功能
F1
20A
发动机控制单元和风扇总成高速继电器供电
F2
15A
喇叭
F3
10A
前风窗玻璃清洗器
F4
未使用
F5
燃油泵和碳罐电磁阀
F6
自动变速箱控制单元、自动变速箱换档杆锁止开关、脉冲控制开关、风扇总成高速继电器
F7
ABS控制单元、助力转向电动泵控制单元
F8
启动开关
F9
冷却液位开关
F10
30A
发动机控制单元执行器（点火线圈、电磁阀、氧传感器、控制单元、喷油嘴、加热装置）
F11
40A
空调鼓风机
F12
低/高速前雨刮器
F13
BS1的供电（点火正极）
F14
F15
右远光灯
F16
左远光灯
F17
左近光灯
F18
右近光灯
（2）备注或要点
PSF1的模块1和模块2的电源是相同的；
继电器与PSF1集成，只有模块2的保险丝可由客户更换。
诊断功能包括诊断装置与PSF1不直接相通；
PSF1模块2通过CANLS网络由BSI诊断（缺陷判别，驱动器测试…），PSF1的故障保存在BSI中，PSF1模块1无诊断程序CANLS网络降级，通过+CC对PSF1的供电。
CANLS网络的连接不通降级，降级现象包括近光灯点亮、保持雾灯、空调鼓风机和高速雨刮器处于正常状态直到+CC切断。
在撞击时，保持“油泵切断”功能。
PSF1内部故障或转动电机CANLS连接中断，近光灯点亮。
3、307轿车FULLCAN的功能特点低点流启动
图8低电流启动
在不远的将来，标致车辆的启动和点火功能将可以实现无钥匙启动系统，因此要实现无钥匙启动系统就必须应用低电流的点火系统，因此点火开关和启动机之间没有直接的连线，启动机的工作由PSF1来供电，点火开关只有3个位置:
关闭、点火、启动。
（2）系统工作原理
由发动机电控单元（1320）来控制低电流启动系统，包括以下部件:
BSI、CA00、PSF1、起动机（1010）、自动变速箱电控单元（1630）（如果装备有自动变速箱）；
1）无自动变速箱
发动机ECU收到从BSI传来的点火启动请求后，将会通过PSF1来管理启动机的运转。
2）装备自动变速箱
对于装备有自动变速箱的FULLCAN307，自动变速箱电脑（1630）通过直接连接的电线向PSF1提供档位的信息。
主要元件：
BSI、CA00防盗/点火开关、PSF1、1010启动机、1320发动机电控单元。
1630、自动变速箱电控单元1635、自动变速箱液压控制模块。
（3）各部件的作用
BSI执行以下的功能:
从点火开关处获得启动信号，给+RCD供电（+12v）与发动机电控单元（1320）通信，PSF1执行以下功能，从点火开关处获得启动信号，通过直接的连线获得自动变速器的档位信息，根据发动机电控单元（1320）的请求运转启动机，发动机电控单元管理着点火和喷油并且通过PSF1管理着启动机。
自动变速器电控单元通过直接的连线向PSF1提供档位信息。
4、307轿车FULLCAN的主要配备CV00
图9CV00
CV00有两套控制操操纵杆：
主控制操纵杆、灯光/信号控制操纵杆。
雨刮清洗控制操纵，辅助控制操纵杆，巡航控制和收音机及辅助控制操纵杆可以从CV00上拆除或安装上，而不必更换CV00总成CV00还集成了如下的功能喇叭CV00管理安装在方向盘中的喇叭开关高频遥控锁CV00通过集成在自身内部的高频接受器管理高频信号的接受报警CV00根据从BSI发出的请求管理报警声音。
安全气囊游丝不能从CV00上拆出GEP角度传感器此传感器也不能从CV00上拆，可以对CV00进行诊断，故障读取故障清除参数测量执行器激活（蜂鸣器）。
不需要对CV00进行初始化，对于装备有ESP的车辆，需要通过ESP电控单元对角度传感器进行校准。
备注副控制（收放机控制开关，定速巡航开关）是独立于CV00的，可在不改变CV00添加到装置中。
CV00的控制功能包括HF、蜂鸣器、旋转开关和方向盘角度传感器集成在CV00中。
在更换CV00时，不需要执行初始化程序（除非要识别ESP方向盘角度传感器）。
四、307轿车FULLCAN的能量管理
1、加载和卸载
（1）卸载功能就是当蓄电池电压过低时，限制某些耗电设备的使用。
卸载等级：
①相关耗电设备（如除霜）；
②附加电阻；
③后窗加热及座椅加热。
（2）加载功能就是当发电电压过高时，激活某些耗电设备，因此有助于在FAP阶段提高发动机的温度。
加载等级（带FAP的柴油机）：
①后窗加热；
②低速、高速GMV（高速马达单元）③加热塞。
2、经济模式
图10经济模式图线
发动机停止运行后，网络最多能以正常模式运行30分钟；
进入经济模式后，网络能被唤醒：
7s；
65s（如果点火钥匙的位置改变）。
在经济模式下，以下的功能受到影响：
收音机、多功能显示屏、门窗和天窗、内部灯光、外部灯光。
目的：
当发动机停止运行后，限制电能的消耗。
为了消除经济模式，必须要有发动机启动信息（发动机转速信号），关掉发动机后的正常模式的运行时间与发动机的运行时间有关。
3、网络唤醒
图11网络唤醒图虚线：
唤醒需求帧实线：
唤醒帧
目的:
参与能量管理CANHSI/S网络的唤醒:
部分唤醒：
BSI（＋RCD的控制器）就会传递一个＋12V的电压信号给＋RCD线,去唤醒RCD上的所有电控单元,BSI然后在网络上传送唤醒帧,与这个唤醒帧没有关系的电控单元返回到休眠状态。
主唤醒是所有的电控单元都被唤醒。
BSI给RCD线提供一个持续的+12V信号,去唤醒RCD上的所有电控单元，对于其它的电控单元，PSF1或BSI就会提供一个＋APC，CANLS舒适网和车身的唤醒。
CANLS网络也有两种唤醒形式，BSI直接输入唤醒，BSI非直接输入唤醒。
BSI直接输入唤醒对于这种唤醒形式，为了唤醒网络，BSI激活+CAN,并且在CANLS网络上发送唤醒。
BSI非直接输入唤醒:
这类能够唤醒CANLS网络的电控单元必须有＋BAT供电。
正是因为这类电控单元有+BAT供电，所以可以直接发送要求BSI去唤醒网络。
一旦按下遥控，CV00被它的永久供电（＋BAT）唤醒。
当在两个CANLS（舒适和车身）上发送唤醒帧时，BSI给网络提供+CAN。
打开车门，插入钥匙，CANHSI/S上的所有电控单元转换为主唤醒模式。
五、诊断
1、CANHSI/S的终端电阻
图12终端电阻
可以通过测量CANH和CANL之间的电阻值来判断网络的通断情况：
两个120电阻并联后的阻值=60，如果测出的电阻值R>
60,则说明网络断路，相反，如果测出的电阻值R<
60，则说明网络短路。
2、网络电压
CANHSI/S电压包括诊断工具与电控单元之间进行通行的诊断K线被网速为500Kb/s的CAN网络数据线所取代另外，DIAGONCAN和DIAGCANI/S这两个高速诊断网络数据线可以大量减少某些电控单元下载和电子编程的时间。
对CANLS网络的诊断，CANLS车身或舒适网上的电控单元经过BSI通过DIAGONCAN网络诊断线（500Kb/s）与诊断工具进行通讯。
对CANHSI/S网络的诊断包括CANHSI/S上的某些电控单元通过DIAGCANI/S网络数据线与诊断工具进行通讯（另外的一些电控单元仍然通过K线与诊断工具进行通讯），诊断接口与BSI之间的连接线实际上是CANHSI/S网路延伸出来的部分。
将来，将会取消诊断K线，与诊断工具的通讯将仅仅通过DIAGONCAN和DIAGCANI/S进行。
六、案例分析
1、现象
（1）车辆无法启动东风标致307轿车VIN:
LDC933L27A0230824DAM：
12208UW10361里程：
2569KM
（2）启动发动机无反应没有马达声,仪表灯全亮
（3）车外是现象雨刮片自动刮起,近光灯自动点亮
2、分析
307轿车多路信息传输系统故障的原因一般有三种：
一是汽车电源系统引起的故障；
二是汽车多路信息传输系统的链路故障；
三是汽车多路信息传输系统的节点故障。
（1）汽车电源系统故障引起的汽车多路信息传输系统故障
307轿车多路信息传输系统的核心部分是含有通讯IC芯片的电控模块ECM，电控模块ECM的正常工作电压在10.5~15.0V的范围内。
如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会造成一些对工作电压要求高的电控模块ECM出现短暂的停止工作，从而使整个汽车多路信息传输系统出现短暂的无法通讯。
这种现象就如同用微机故障诊断仪在未起动发动机时就已经设定好要检测的传感器界面，当发动机起动时，往往微机故障诊断仪又回到初始界面。
（2）节点故障
节点是307轿车多路信息传输系统中的电控模块，因此节点故障就是电控模块ECM的故障。
它包括软件故障即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，从而使汽车多路信息传输系统通讯出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无法维修。
硬件故障一般由于通讯芯片或集成电路故障，造成汽车多路信息传输系统无法正常工作。
对于采用低版本信息传输协议回点到点信息传输协议的汽车多路信息传输系统，如果有节点故障，将出现整个汽车多路信息传输系统无法工作。
（3）链路故障
当汽车多路信息传输系统的链路（或通讯线路）出现故障时，如；
通讯线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通讯信号衰减或失真，都会引起多个电控单元无法工作或电控系统错误动作。
判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪来观察通讯数据信号是否与标准通讯数据信号相符。
通过对以上三种汽车多路信息传输系统故障的分析，可以总结出该系统一般诊断步骤为：
①了解该车型的汽车多路传输系统特点（包括：
传输介质、几种子网及汽车多路信息传输系统的结构形式等）。
②汽车多路信息传输系统的功能，如：
有无唤醒功能和休眠功能等。
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是否正常（若不正常将导致信号干扰等故障）等。
③检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障，采用替换法或采用跨线法进行检测。
④如果是节点故障，只能采用替换法进行检测。
图13网络故障图
如图13，当CAN网一条
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