汽车CAN总线及多路信号传输系统

1、汽车汽车CAN总线及多路信号传输系统总线及多路信号传输系统授课人：李娜1234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内容1 汽车汽车CAN总线应用概述总线应用概述为什么要在汽车内采用总线系统？为什么要在汽车内采用总线系统？1 汽车汽车CAN总线应用概述总线应用概述v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 汽车汽车CAN总线应用概述总线应用概述方式一方式一方式二方式二v需要5条数据线，控制器的针脚数也相应增加v只适用于有

2、限信息量的数据交换和传输v所有信息都可以通过两根数据线进行传递v适用于控制单元间进行大量的信息交换1 汽车汽车CAN总线应用概述总线应用概述vCAN 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。vCAN 是由ROBERT BOSCH 公司和Intel公司专门为汽车内数据交换开发的总线系统Controller控制器控制器Area局域局域Network网网CAN1 汽车汽车CAN总线应用概述总线应用概述vCAN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

3、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2 CAN总线工作原理总线工作原理终端电阻CAN-bus节点1CAN_HCAN_L节点2CAN_HCAN_L节点3CAN_HCAN_L节点4CAN_HCAN_LCAN总线网络拓朴示意图 2 CAN总线工作原理总线工作原理2.2 CAN-bus节点电控单元+通信芯片一般由微处理器、CAN控制器、CAN收发器组成微处理器微处理器CANCAN控制器控制器CANCAN收发器收发器RXTXCAN CAN 总线总线 控制装置、传感器、

4、变送器、人机接口等控制装置、传感器、变送器、人机接口等 CANCANBusBus节点节点2 CAN总线工作原理总线工作原理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+1V-1V外界的干扰同时作用于两根导线外界的干扰同时作用于两根导线产生的电磁波辐射相互抵消产生的电磁波辐射相互抵消0 V2 CAN总线工作原理总线工作原理v2.4 2.4 通信方式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2 CAN总线工作原理总线工作

5、原理v2.5 2.5 优先级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汽车多路信号传输系统v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（Gatewa

6、y Controller）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汽车多路信号传输系统CAN 驱动 500 kBaudCAN 舒适 100 kBaudCAN 信息娱乐 100 kBaud三条数据总线CAN总线总线 在在Audi A4 2001 的布置的布置3 汽车多路信号传输系统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

7、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） CAN bus舒适 CAN bus驱动 CAN bus考虑到信号的重复率及产生出的数据量，考虑到信号的重复率及产生出的数据量，CAN总线系统分为总线系统分为三个专门的系统三个专门的系统 CAN驱动总线（高速），驱动总线（高速），500Kbit/s，可基本满足实时要求。，可基本满足实时要求。 CAN舒适总线（低速），舒适总线（低速），100 Kbit/s，用于对时间要求不高，用于对时间要求不高的情况。的情况

8、。 CAN显示总线（低速），显示总线（低速），100Kbit/s，用于对时间要求不高，用于对时间要求不高的情况。的情况。3 汽车多路信号传输系统汽车多路信号传输系统3 汽车多路信号传输系统汽车多路信号传输系统vCAN驱动总线速率为500 kBit/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汽车多路信号传输系统vCAN舒适总线与CAN显示总线速率为100kB

9、it/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舒适系统的舒适系统的CanbusCanbus信号和驱动系统有很大区别：信号和驱动系统有很大区别：Can-HighCan-High的高电平为：的高电平为：3.63.6伏伏Can-HighCan-High的低电平为：的低电平为：0

10、 0伏伏Can-Low Can-Low 的高电平为的高电平为: 5: 5伏伏Can-low Can-low 的低电平为：的低电平为：1.41.4伏伏逻辑逻辑“1 1”：Can-high=3.6VCan-high=3.6V Can-low=1.4VCan-low=1.4V逻辑逻辑“0 0”：Can-high=0VCan-high=0VCan-low=5VCan-low=5V3 汽车多路信号传输系统汽车多路信号传输系统v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诊断总线诊断总线网关网关驱动总线驱动总线舒适总线舒适总线信息总线信息总线4 典型故障诊断方

11、法典型故障诊断方法v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 典型故障诊断方法典型故障诊断方法v1、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v2、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 典型故障诊断方法典型故障诊断方法v3、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 典型故障诊断方法典型故障诊断方法v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