汽车电气控制系统教学PPTCAN-BUS控制系统.ppt

can-bus总线控制技术,例如： 帕萨特 b5 01v ag5,发动机控制单元,自动变速器控制单元,无can-bus，需要5条信号线,例如：帕萨特b5 01v ag5,有can-bas，只需2条总线,数据总线有何好处？,1、控制单元之间的数据交换都在同一平台上进行（这个平台称为协议）。 2、可以很方便地实现用控制单元对系统进行控制，如控制esp。 3、可以很方便的加装选择装置。 4、can总线是一个开放的系统，可以与各种传输媒质进行适配。如铜线和光纤导线。 5、对控制单元的诊断可以通过k线来进行，有时也可以通过can线来进行诊断（虚拟k线）。,控制器局域网络,can数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输大量乘客，can数据总线包含大量的数据信息。,can-bus总线控制技术,从中央控制单元到网络控制系统,一个中央控制单元 三个中央控制单元 三个控制单元和总线控制,tdi 柴油喷射电脑,发动机电脑,自变箱电脑,abs电脑,安全气囊 电脑,方向盘 转角信号,高速总线,前左门电脑,前右门电脑,后右门电脑,后左门电脑,舒适电脑,座椅记忆,低速总线,网关电脑,执行协议 kwp2000,k线,2001以前大众车的数据传输系统,网关：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(gateway)来完成。,2002年以后帕萨特数据传输系统,仪表电脑j285 网关电脑 j533,动力系统,舒适系统,k,发动机,制动系统,气囊,转向角传感器,电子转向助力,gateway 总线控制单元,开迪车动力总线系统,电网管理电脑,转向柱开关,拖车电脑,仪表电脑,空调电脑,开迪车舒适总线系统,网关电脑,雨刷器控制器,司机门控制单元,副司机门控制单元,舒适系统控制单元,隔离栅监控,lin总线,收音机导航,显示界面,停车加热,开迪车信息总线系统,网关,为何can bus 分为几个系统和使用不同传输速率：,can bus动力(bosch) 500 kbit/s can bus 舒适(vw) 100 kbit/s can bus 信息(vw) 100 kbit/s,系统容量所限 (最多32个控制单元) 故障的关联性要求 (例如舒适总线和信息总线) 历史发展: 不同的速率和电压 成本问题: 低速率的控制器和收发器比较便宜,目前can总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线传输的。最大的稳定传输速率可达1000kbit/s(1m)。 大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为500kbit/s。,高速500kbit/s，满足实时要求。,低速100kbit/s，时间要求不高。,低速100kbit/s，时间要求不高。,信号传输技术数据,can bus最高传播速度：1 mbps iso 分类：低速型 低于10 kbps （用于后视镜调整、电动窗、灯光照明、雨刷器等，称作lin总线) 低速型 10 125 kbps (用于舒适系统、仪表显示等） 高速型 125 kbps 1mbps (用于发动机控制、abs、传动控制等） 最多接入控制单元数：32个 最长一根 can bus 线长度：40 m 通用版本：bosch can 2.0 单位换算： 1 bps = 1 bits per second（位/秒） 8 bits（位）= 1 byte（字节） 1 mbps（兆bps）= 1 000 kbps（千bps）= 1 000 000 bps,变速箱控制单元 额定发动机扭矩 额定发动机转速 可执行怠速 转速控制调节 超速切断支持 离合器保护 离合器状态 离合器扭矩 档位变换、动作/不动作 压缩机切断 换档杆位置/行驶位置 汽车车速 档位指示 当前档位或目标档位 发动机控制单元编码 应急运行程序（自诊断信息） 车载诊断状态,发动机控制单元 发动机转速 额定怠速转速 实际发动机扭矩 冷却液温度 强制减档信息 加速踏板位置 制动灯开关 制动踏板开关 进气温度 ccs状态（定速巡航） ccs额定车速 海拔高度信息 空调压缩机状态 应急运行程序（自诊断信息）,abs/esp控制单元,tcs要求 ebc要求 abs应用 edl介入 esp介入,车轮转速，左前 车轮转速，右前 车轮转速，左后 车轮转速，右后,can（高）,can（低）,变速箱控制单元发送信息,变速箱控制单元接受和计算信息,can-bus信息交换,注： tcs-驱动力控制 ebc-发动机制动力控制 edl-电子差速器锁止 esp-电子稳定程序,网络原理 基本系统由多个的控制单元组成，这些控制单元必须通过所谓收发器（发射接受放大器）并联在总线导线上，所有控制单元地位均相同。称为多主机结构。,原则上can总线上用一条导线就足已满足要求了，但是在该总线系统上还是配备了第二条导线，在这个第二条导线上，信号是按相反的顺序传送的，这样可以抑制外边干扰。,can数据总线的数据传递类似于电话会议. 对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，而其他用户则选择忽略,信息交换,想要交换的数据称为信息。每一个控制单元均可以接受和发送信息。,1800rpm,在发送过程中,二进制值先被转换成连续的比特流,该比特流通过tx线(发送线)到达收发器(放大器),收发器将比特流转化成相应的电压值,最后这些电压值按时间顺序依次被传送到can总线的导线上.,在接受过程中,这些电压值经收发器又转换成比特流,再经rx(接受线)传至控制单元,控制单元将这些二进制连续值转换成信息.,自动箱控制单元,abs控制单元,发动机控制单元,1,2,3,优先权,动力系统数据总线,优先权,控制单元,信息传递,1,2,3,4,abs/edl 控制单元,发动机控制单元,发动机控制单元,自动箱控制单元,发动机制动控制,发动机转速,节气门位置,爆振,冷却液温度,车速,档位信号,齿轮转速,发动机干预,数据使用优先权,can bus 硬件,终端电阻,传输线,j217带控制器和收发器的控制单元,j220带控制器和收发器的控制单元,控制器 收发器 两个终端电阻 两条传输线,终端电阻,部件功能,控制器 接收在控制单元微处理器中传递的数据信号，然后传递它们到收发器；并能反向传递。,收发器 一个发射器和一个接收器的组合。 收发器将从控制器接收的数据转化成能够通过can-bus传递的电信号。并能反向传递。,传输线 被用于双向传输数据的导线 can high高位 can low低位,终端电阻 是一个电阻器，防止数据传输终了时，被反射回来，产生波形叠加破坏数据。 总线型连接具有，安装在控制单元内部或外部。 星型连接不具有。,数据传递过程,can bus线,控制单元1,控制单元2,控制单元3,控制单元4,数据使用,数据使用,数据检查,数据接收,数据检查,数据检查,数据接收,数据接收,数据发射,数据使用,数据使用,数据检查,k线: 用于在自诊断时连接vas检测仪的.,控制单元 控制单元接受来之传感器的信号,并将其处理后再发送到执行元件上.,can构件用于数据交换,分为两个区,一个是接受区,一个是发送区. can构件一般集成在控制单元的微控制器芯片中,通过接受油箱或发送油箱与控制单元相连.,canbus的收发器如图所示，使用一个电路进行控制，这样也就是说控制单元在某一时间段只能进行发送或接受一项功能。 逻辑“1”：所有控制器的开关断开；总线电平为5vor3.5v；canbus未通讯。 逻辑“0”：某一控制器闭合；总线电平为0伏； canbus进行通讯。,2个以上控制器所组成的canbus系统 当用2个以上的控制器连接在canbus总线上（如图所示），用逻辑1来表示断开和用逻辑0表示闭合。不考虑其他总线规则情况下，总线会出现下图的情况： 1.任何开关闭合，总线上的电压为0伏 2.所有开关断开，总线上的电压为5伏,因此： 1.只要任何一个控制器激活，则总线激活 2.所有控制器关闭，总线处于未激活状态 激活的总线称为显性电平； 未激活的总线电平称为隐形电平,功能,can收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。 数据传输终端：是一个电阻，防止数据在线端被反射，以回声的形式返回，影响数据的传输。 数据传输线：双向数据线，由高低双绞线组成。,数据格式 can(当前 can 2.0版) 每个信息由七个部分构成，这就是信息的基本框架称为数据域。,开始域（1位）,控制域（6位）,数据域（64位）,安全域（16位）,检验域（2位）,结束域（7位）,状态域（12位）,开始域（1位）：信息格式的开始，将要发数据往can-bus标志，大小为一位，状态为显性（1） 状态域（12位）：数据的优先权，大小为12位纯数据 控制域（检查域6位）：表示数据的大小即字节长度（显示数据域中包含的信息项目） 数据域（64位）：被传递到其他控制单元的信息所在位置（此信息被传到其他控制单元） 安全域（16位）：发射数据和接收信息的控制单元检查和比较传递数据所发生变化的错误（检测传递数据中的错误） 检验域（2位）：每个控制单元，通过这两位被确认已经正确接受信息，否则将重发数据。 结束域（7位）：通过7位隐形（0）显示，表示该信息数据传递结束，这里是显示错误并重发送数据的最后一次机会。,噪音和干扰问题,两条数据线相互缠绕，防止电磁波干扰和向外辐射，规定绞距20mm。,两条数据线传递相同信号，但数值互为镜像（对称） 。即便有干扰，但两个信号的电位差不变。,周围电磁干扰源发出电磁波，总线会产生感应电压。,动力,仪表,舒适,信息,诊断,桔/棕 桔/黑,桔/棕 桔/绿,桔/棕 桔/紫,桔/棕 桔/红,桔/棕 桔/兰,lin总线 紫/兰（只需要单线）,can low,can导线颜色,can high,低位都是桔/棕,动力总线,主要特征 速率: 500 000 bps ( high speed can bus) - 传输1比特持续时间: 0.002 msec -无信息传输模式的基本电压:对地2.5v -信息传输周期:在7-20毫秒之间(这取决于当前发动机的转速,因为相对于曲轴转角传输周期是固定的时间). - 线色: can-h = 桔/黑 can-l = 桔/棕 线径: 0.35 mm2 节点:can-h can-l 无单线工作模式（发动机与abs控制单元之间的两条总线不能断路，但其它控制单元总线断路后其余仍可工作。,a121,a122,舒适总线,主要特征: 速率: 100 000 bps 传输1比特持续时间: 0.010 msec 无信息传输模式的基本电压: can-h = 0 v can-l = 5 v (12 v) 信息传输周期: 每20毫秒 线色: 高位can-h = 桔/绿 低位can-l = 桔/棕 线径: 0.35 mm2 节点: can-h can-l 舒适总线可以单线工作,a146,a147,信息总线,主要特征: - 速率:100000 bps -传输1比特持续时间: 0.010 msec. -无信息传输模式的基本电压: can-h = 0v can-l =5 v (12 v) -信息传输周期:每20 msec. - 线色:high wire can-h = orange-lilac low wire can-l = orange-brown 线径:0.35 mm2 节点: can-h can-l - 舒适总线可以单线工作,a178,a179,8、测量动