汽车CAN总线及多路信号传输系统

汽车CAN总线及多路信号传输系统,授课人：李娜,1,2,3,4,汽车CAN总线应用概述,CAN总线工作原理,汽车多路信号传输系统,典型故障诊断方法,内容,1汽车CAN总线应用概述,为什么要在汽车内采用总线系统？,1汽车CAN总线应用概述,目前，汽车内采用的数据传输方式：方式一，传统的数据传输方式每条信息均通过各自独立的数据线进行传输方式二，总线数据传输方式各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换,1汽车CAN总线应用概述,方式一,方式二,需要5条数据线，控制器的针脚数也相应增加只适用于有限信息量的数据交换和传输,所有信息都可以通过两根数据线进行传递适用于控制单元间进行大量的信息交换,1汽车CAN总线应用概述,CAN是一种世界标准的串行通讯协议，为数据高速公路确定统一的“交通”规则。CAN是由ROBERTBOSCH公司和Intel公司专门为汽车内数据交换开发的总线系统,1汽车CAN总线应用概述,CAN总线的优点总线功能有较高的可靠性和功能安全性，能大大减少因插头连接和导线所引起的故障因敷设导线减少而降低装配成本，并减轻线束重量因采用较小的控制单元和插头而使空间节约下来，并使安装和修改更加容易控制器之间的数据传输较快系统诊断能力更强,2.1网络拓扑总线型网络拓扑结构总线两端，各需要安装一个120的终端电阻节点数至少2个，实际可达110个,2CAN总线工作原理,2CAN总线工作原理,2.2CAN-bus节点电控单元+通信芯片一般由微处理器、CAN控制器、CAN收发器组成,2CAN总线工作原理,2.3数据传递线采用双绞线结构，分为CAN_H与CAN_LCAN_H与CAN_L两个信号成镜像，防止电磁干扰,2CAN总线工作原理,2.4通信方式网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活,对这个数据感兴趣的用户就会利用数据，而其他用户则选择忽略,2CAN总线工作原理,2.5优先级网络上的节点可分成不同的优先级,可以满足不同的实时要求采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据,3汽车多路信号传输系统,根据通信速率，汽车的CAN总线网络可以分成两类高速网通信速度可达1Mbps，目前常用的在500Kbps，主要用于汽车动力控制系统，如发动机管理系统，自动变速箱，制动防抱死装置等。低速网通信速度不大于125Kbps，目前常用的在100Kbps，主要用于中央门锁，自动门窗，自动空调，汽车定位等舒适系统。网关控制器（GatewayController）用于协调高低速网络之间的数据通讯。,3汽车多路信号传输系统,CAN驱动500kBaudCAN舒适100kBaudCAN信息娱乐100kBaud,三条数据总线,CAN总线在AudiA42001的布置,3汽车多路信号传输系统,CAN数据总线网络连接部件及参与工作的控制器,发动机控制单元,自动变速器控制单元,ESP控制单元,安全气囊控制单元,氧传感器（美国）,转向角度传感器,转向柱电气控制单元,多功能方向盘控制单元,导航、电视等,导航系统接口,导航系统控制单元,收音机,车载电话控制单元,远程通讯、电话控制单元,卡片阅读器,语音输入控制单元,汽车电气控制单元,座椅调节控制单元,停车辅助控制单元,挂车识别控制单元,空调控制单元,驻车加热控制单元,轮胎压力监控控制单元,舒适系统中央控制单元,显示（信息娱乐）CANbus,舒适CANbus,驱动CANbus,考虑到信号的重复率及产生出的数据量，CAN总线系统分为三个专门的系统,CAN驱动总线（高速），500Kbit/s，可基本满足实时要求。CAN舒适总线（低速），100Kbit/s，用于对时间要求不高的情况。CAN显示总线（低速），100Kbit/s，用于对时间要求不高的情况。,3汽车多路信号传输系统,3汽车多路信号传输系统,CAN驱动总线速率为500kBit/s，用于将CAN驱动数据总线方面的控制单元联成网络。控制单元有：发动机控制单元ABS-控制单元ESP-控制单元变速器控制单元安全气囊控制单元组合仪表,3汽车多路信号传输系统,在显性状态和隐性状态之间进行转换时CAN导线上的电压变化,3汽车多路信号传输系统,CAN舒适总线与CAN显示总线速率为100kBit/s，用于将CAN舒适总线和CAN显示总线方面的控制单元连成网控制单元有：全自动空调/空调控制单元车门控制单元舒适控制单元收音机和导航显示控制单元,3汽车多路信号传输系统,舒适系统信号，为了使低速CAN抗干扰性强且电流消耗低使用单独的驱动器，CAN-HIGH和CAN-LOW不再有依赖关系放弃共同的中压，隐性电平=-5V，显性电平=2.2V,舒适系统的Canbus信号和驱动系统有很大区别：Can-High的高电平为：3.6伏Can-High的低电平为：0伏Can-Low的高电平为:5伏Can-low的低电平为：1.4伏逻辑“1”：Can-high=3.6VCan-low=1.4V逻辑“0”：Can-high=0VCan-low=5V,3汽车多路信号传输系统,网关将三个系统联成网络电平电压、电阻配置不同传输速率不同网关，协调高低速网络之间的数据通信,4典型故障诊断方法,汽车CAN总线系统的故障一般有三类一类是电源故障二类是节点故障三类是链路故障,4典型故障诊断方法,1、电源故障含有通信芯片的电控单元，正常工作电压在10.515.0V范围内保证汽车电源系统提供的电压在10.5V以上,蓄电池充电状态,蓄电池电压10.515伏,4典型故障诊断方法,硬件故障通信芯片或集成电路损坏一般单独出现，更换电控单元并重新自适应匹配软件,2、节点故障节点就是汽车多路信息传输系统中的电控单元电控单元故障包括：软件故障，传输协议或软件程序有缺陷或冲突一般成批出现、无法维修,4典型故障诊断方法,3、链路故障链路是指各节点间的通信连接线路链路故障包括：短路断路线路因物理性质改变而引起的通讯信号衰减或失真,衰耗增加导致环型网络通讯中断,4典型故障诊断方法,一般诊断步骤装有CAN总线多路信息传输系统的车辆出现故障，应首先检测数据总线是否正常在检查数据总线系统前，必须保证所有与数据总线相连的控制单元无功能故障如果存在功能故障，先排除该故障；记下该故障并消除所有控制单元的故障代码功能故障，指不会直接影响总线系统，但会影响某一功能流程的故障