《新能源汽车总线控制技术》课件合集

《新能源汽车总线控制技术》✩精品课件合集绪论（一）CAN总线简介（Controller

Area

Network）：中文为控制器局域网，是现今汽车行业里被广泛应用的一种现场总线技术。。CAN总线主要由四部分组成：其中导线可以是双绞线、同轴电缆或光纤。CAN控制器主要CAN收发器用于。。丰田Pruis混合动力的拓扑结构奔驰S400

Blue

HYBRID混合动力车型的总线拓扑结构一汽某混合动力车型总线结构图（LocalInterconnectNetwork） 是单线式总线，在汽车上应用时常常将线束的底色做成紫色。LIN补充了当前的车辆内部多重网络，并且为实现车内网络的分级提供了条件，有助于车辆获得更好的性能并降低成本。LIN总线是一种 ，支持汽车应用中分布式机械电子节点的控制。（二）单式数据总线——LIN总线LIN总线系统结构图1．LIN主控制单元作用：（1），发送信息标题。（2）该控制单元的软件内已经设定了一个周期，这个周期用于决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上。（3）该控制单元在LIN数据总线系统的LIN控制单元与CAN总线之间起“翻译”作用，它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元。（4）通过LIN主控制单元进行与之相连的LIN从控制单元的自诊断。LIN主控制单元连接结构示意图2．LIN从控制单元LIN从控制单元：在LIN数据总线系统内，单个的控制单元（如新鲜空气鼓风机）或传感器及执行元件（如水平传感器及防盗警报蜂鸣器）。，该装置对测量值进行分析，数值作为传感器内集成有一个数字信号通过LIN总线传递。3．LIN执行元件LIN执行元件都是智能型的电子或机电部件，这些部件通过LIN主控制单元的LIN数字信号接受任务。LIN执行元件与主控单元的连接示意图4．LIN物理层总线驱动/接收器的定义遵循ISO

9141单线标准，并带有一些增强性能。。5．LIN数据传输由于采用单线媒质传输，LIN总线最大的传输速率被限定在。LIN数据传输示意图系统主要特点：（1）主要基于普通UART/SCI接口的硬件实现 。（2）从机节点无须石英或陶瓷谐振器，可以实现自同步，也可以保证信号传输的延迟时间。（3）可选的报文帧长度为 。（4）有数据校验等安全性和错误检测，可自动检测网络中的 。MOST（MediaOrientedSystems

Transport）总线：即面向媒体的系统传输总线。一种用于多媒体数据传送的网络系统。：如连接器简单、没有回路杂声、较好的电磁兼容性（没有来自网络的辐射）、适用于数字音视频的高速网络、每兆赫兹成本更低、高灵活性和高适应性等，但与类似方案相比较贵，使用中因为有“睡眠电流”存在，电流消耗较高。（三）光纤数据总线——MOST总线MOST总线环形结构图捷豹X150

MOST总线结构示意图1．MOST总线控制单元的结构：：光信号通过该开关进入控制单元，产生的光信号也通过该开关传往下一个总线用户。：用于供电、环断裂自诊断以及输入/输出信号。：与电气插头相连，由内部供电装置向各个部件供电。：由一个光电二极管和一个发光二极管构成。：MOST-收发机由发射机和接收机两个部件组成。：标准微控制器（CPU）是控制单元的核心元件，它的内部有一个微处理器，可实现控制单元的所有基本功能。：用于控制某些专用功能。MOST总线控制单元结构2．光导纤维（LWL）的特点光导纤维的任务是将在某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收器。光波是直线传播的，且不可弯曲，但光波在光导纤维内必须以弯曲的形式传播。：（1）光波在光导纤维中传送时的 。（2）光波应能通过弯曲的光导纤维来传送。（3）光导纤维应是（4）在的。的温度范围内，光导纤维应能正常工作。光波在光导纤维中的传播3．光导纤维的构成纤芯是光导纤维的 部分，用 制成。纤芯内的光根据全反射原理几乎无损失地传导，透光的涂层是由氟聚合物制成，它包在纤芯周围，对全反射起关键作用。1．FlexRay总线特点（1）FlexRay为新一代车载总线，具备的特点，采用周期通信的方式。。（2）2．FlexRay总线协议FlexRay总线协议，在通信调度表的实现和时钟同步方面均采用了分布式的控制方式，即网络中不存在Master或Slave节点。（四）FlexRay总线3．FlexRay总线的应用：一般使用电子控制单元。：包括车辆稳定控制（V）和车辆稳定助手（VSA）。：代替现有的机械系统控制电子节气门。（四）FlexRay总线4．CAN和FlexRay比较FlexRay总线是比CAN总线更高速的一种新一代的汽车通信总线。FlexRay的通信速率可达到 ， 。FlexRay支持双信道系统运行，可以 。（四）FlexRay总线（四）FlexRay总线CAN和FlexRay比较（一）CAN总线在传统汽车上的应用传统汽车上的ECU按照其控制的设备的不同，可以大致分成两类：控制发动机、变速箱、制动系统等设备的，统称为动力传动系统ECU；控制空调、仪表、车门等设备的，统称为车身控制系统ECU。：发动机管理系统、自动变速箱控制系统、制动控制系统、安全气囊控制系统等。：车身控制系统、车灯控制系统、车门控制系统、车窗控制系统、防盗控制系统、座椅控制系统等。（二）CAN总线在电动汽车上的应用电池管理系统和充电管理系统电动汽车靠电能行驶，由于蓄电池容量有限，在运行过程中对电能管理要求很高，这就需要专门的电池控制系统，通过高效的电能管理，减少能量损耗，延长车辆行驶里程。电机控制系统电动汽车靠电机驱动，电机相当于传统汽车上的发动机。（二）CAN总线在电动汽车上的应用整车控制系统由于电动汽车增加了大量与电能、电驱动相关的数据信息，整车控制系统在监视到这些数据信息后，结合不同的工况做出正确的车辆动态反应，以完成全车协调、调度的任务。第X章XXXX项目一汽车单片机基础目

录CONTENTS010203任务一

单片机系统任务二

微机的外部设备任务三

单片机的接口与通信任务一

单片机系统：一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统：结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低。功能：（1）接收传感器或其他装置的输入信号，并将输入信号处理成ECU能够处理的信号，如将模拟信号转换成数字信号。（2）给传感器提供参考电压，如2

V、5V、9V或12

V电压。（3）存储、计算、分析处理信息，存储运行信息和故障信息，分析输入信息并进行相应的计算处理。（4）输出执行命令。（5）输出故障信息。（6）完成多种控制功能，如ABS防抱死、ESP车身稳定系统等。（一）汽车ECU的硬件ECU的硬件分为壳体、接口、电路板和电路等几部分。。壳体可以用 制成。接口用于实现ECU与外部电路的连接，具体型号取决于ECU的电路可分为。1．输入接口电路输入接口电路主要用来完成外部传感器与微处理器之间的信息传递。：信号进行预处理，使输入信号变成微处理器可以接收的信号。输入的模拟信号如果很弱，如氧传感器发出的信号，则首先需要进行放大处理。被放大后的模拟信号需要转换成数字信号才能被微处理器接收。若输入的模拟信号强度在A/D转换器所设定的量程范围内，可直接进行A/D转换。若模拟信号的电压超过了A/D转换器的量程，则首先需要进行电平转换，使其不超过A/D转换器的量程范围，然后再进行A/D转换。数字信号的处理控制系统采集的数字信号主要是来自转速传感器的转速信号和活塞上止点参考信号，它们都是 ，这两个信号经过处理后，经过I/O口直接送入微处理器。2．微处理器微处理器包括CPU、存储器、输入、输出端口、总线等。微处理器的组成1）CPU中央处理器CPU（Central

Processing

Unit）是电控单元的控制核心，它是运算器和控制器的总称。：读取命令并执行数据处理任务，通过接口向系统的各个受控部分发出指令，同时又可对整个控制系统所需的参数进行检测、数据处理、控制运算与逻辑判断。2）运算器：进行信息的加工，通常由算术逻辑单元（ALU）、累加器暂存寄存器、标志触发器等构成。3）控制器是运算器的指挥中心。：按照人们预先设定的操作步骤，控制整机和部件步调一致地自动工作。4）存储器是记忆元件。微型计算机要根据已编写的指令程序，对数据和信息自动快速地进行运算和处理，就必须把指令、数据和计算的中间结果存放在微型计算机的内部。5）输入、输出端口是指那些在接口电路中完成信息的传送，并可由编程人员寻址进行读写的寄存器。CPU可以通过端口主要有两类：一类为。；另一类为 。主要用来检测I/O装置的工作状态，CPU通过输入指令来检测输入装置的工作状态，以决定下一步的操作；通过输出指令向输出装置发出控制命令来控制相应的执行器。传送的是数据信息，如数字、字符和特定的代码。6）总线计算机是一个信息处理系统，它由若干功能部件构成，这些功能部件在一起协调工作才能形成一个完整的计算机系统。。车有计算机数据交换过程3．输出接口电路输出接口电路将ECU与执行元件联系起来，它将ECU做出的决策指令转变为控制信号来驱动执行元件工作，起着控制信号的生成与放大的功能。常见的输出执行元件通常是一些 等。1．汽车电脑的软件ECU的软件可以分为数据和程序两部分：数据是通过大量试验获得的，是满足微机控制汽车的各种性能的最重要的保证；程序的结构取决于ECU的功能。1）数据部分ECU的数据可分为与系统固定特性相关的固定数据和与系统可变特性相关的校正数据两类。2）程序部分（1） ，包括输入、输出调制和滤波、驱动功率放大、微处理器和ECU初始化、微处理器与外围设备的内部服务等。（二）单片机的软件系统（2）（3），其结构取决于控制系统要求实现的控制功能。，如输出电路发生短路的处理过程，输入信号出现异常的替代值，根据要求设置软件检测程序等。（4）。（二）单片机的软件系统2．单片机的指令单片机能执行什么样的操作，是在单片机设计时确定的。每条指令对应着一种基本操作。MCS-51单片机的指令系统共有111条指令，共有33种功能。指令的内容包括指令的长度和指令内部信息的安排等。采用助记符表示的汇编语言指令格式如下：操作码是由助记符表示的字符串，表示指令的操作功能。操作数指出了 。：（1）没有操作数项，操作数隐含在操作码中，如“RET”指令。（2）只有一个操作数，如“CLRP1.0”指令。（3）有两个操作数，如“MOVA#0EFH”指令，操作数之间以逗号相隔。任务二

微机的外部设备1．数字信号由于 ，所有能接受的数字信号也是二进制信号。：随着时间的变化，电压值只在两个域值之间瞬间切换，并不存在过渡区，每一个电压值代表着一种状态。2．模拟信号模拟信号与数字信号最大的不同在于，随着时间的变化，输入的电压值是连续变化的。（一）信号的类型（一）信号的类型数字信号波形图模拟信号波形图1．电阻型传感器电阻型传感器根据电阻元件物理特性的不同分为：1）电位计用于信号输入的滑片电阻器。一般用3个端子：。可变电压反馈端子一般与机械臂相连，随着机械臂位置或角度的变化，对外输出的电压也随之变化。（二）传感器的类型典型的电位计示意图2）热敏电阻传感器热敏电阻传感器的典型特点是。热敏电阻分为和（PositiveTemperature

Coefficient，PTC）（NegativeTemperature

Coefficient，NTC）。PTC热敏电阻传感器在温度越高时电阻值越大，NTC热敏电阻传感器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。（二）传感器的类型（二）传感器的类型（a）负温度系数关系（b）正温度系数关系（二）传感器的类型3）压敏电阻传感器压敏电阻传感器的核心部分，是一个薄膜弹性硅片。：遇到压力不仅会发生形变，而且内阻阻值也会发生变化。1—真空；2—支架；3—硅晶片；P—薄膜压力；R1—压敏电阻（压缩）；R2—压敏电阻（伸长）在某种晶体（如石英晶体）上施加压力，就会在晶体两端产生 。爆震传感器就是根据此原理制造而成，在传感器内的石英晶片发生扭曲或震动时，就会产生交流电压。A—压敏元件稳定状态；B—压敏元件收到压迫；C—压敏元件开始伸张爆震传感器2．感应电压型传感器当感应型传感器在做切割磁力线运动时，会在内部产生感应电压。A—移动方向；1—导体；2—永久磁铁；3—磁场在带有铁心的永久磁铁外围用导线缠绕，形成带有永久磁铁的螺旋线圈，构成电磁效应式传感器的核心部分。当磁铁发生移动时，在磁铁周围的磁力线也跟着移动，在磁力线经过螺旋线圈而被切割时，感应电压就产生了。当磁铁静止时，磁铁一般位于螺旋线圈的内部。1—永久磁铁；2—螺旋线圈；3—磁场；4—外层有齿转子；5—空气间隙；6—传感器线束3．开关型传感器1）光敏晶体管光敏晶体管或是光电管是通过光激发而工作的传感器，如果再加上一个边缘多孔的圆盘以及一个LED光源，光电传感器就可以用于。光电传感器示意图1—LED光束；2—光信号收发器；3—多孔圆盘2）弹簧片开关弹簧片开关普遍用于液位高度的监测。在这种开关里面有一个永久磁铁，磁铁向弹簧片方向移动，弹簧片开关就会因为磁铁的吸力而结合。液位高度传感器工作原理图1—液位正常；2—液位低于正常值；3—环形磁铁；4—簧片开关闭合；5—浮子；6—簧片开关打开3）开关1—5

V

供电线；2—接地线；3—开关信号线（一）概述（二）执行器类型传感器给控制模块提供信号，但控制模块控制车辆系统必须通过各种类型的执行器。类型：电磁线圈（solenoid）。电动机（motor）。继电器（relay）。执行器的形式多种多样，应用于各种需要调节与控制的系统。例如：车身高度控制。压缩机离合器。发动机怠速控制。燃油表。新鲜空气风门。（三）执行器用途许多执行器的类型都是电磁线圈，也可以说是一种数字执行器。电磁线圈一般有两个端子：电源供电端子和接地端子。供电电压一般是蓄电池电压，而接地也是通过控制模块内部来控制。（四）电磁线圈电磁线圈有两种控制方法：，两者均是通过控是一个有固定制电磁线圈的接通与断开来产生磁场吸力或推力；的工作频率，一个没有固定的工作频率。（四）电磁线圈1．脉冲控制脉冲控制没有固定的工作频率，它根据控制模块的信号来决定进入工作时间的长短。喷油器结构示意图1—筛网滤清；2—接线端子；3—电磁线圈；4—阀体座；5—电枢；6—阀体座；7—阀针喷油器喷油脉宽工作原理图2．占空比控制占空比控制与脉冲控制不同，它有固定的工作频率。占空比电磁线圈接通/断开的时间总长度固定，不同时刻接通和关闭的时间比例不同。占空比控制原理图电动机（motors）是把 的一种设备。它主要是利用通电线圈产生磁场，由磁场间的相互作用产生的力或扭矩来产生运动。电动机一般 。电动机结构示意图（五）电动机转子一般由组成。（五）电动机电刷（一般由石墨制作而成）结合换向器，一般用来在电枢转动时，给它提供电源。（五）电动机任务三

单片机的接口与通信外设接口简单框图（1）外围设备的工作速度快慢差异很大，慢速的设备（如继电器、开关等）完成一次操作所需时间以秒计。（2）各种外围设备（如机械式、电子式、机电式设备）性能各异，数据传送的方式也各不相同，无法按统一格式进行传送。（3）外围设备的数据信号形式多种多样，（如测量转速和转角的光电编码器输出）。（4）CPU与外围设备数据的传送有 的，也有 的。（一）I/O操作的复杂性（二）I/O接口的作用01040203速度协调数据转换输出数据锁存输入三态缓冲（一）独立编址（专用的I/O端口编址）I/O指令寻址方式独立编址方式的 ：I/O端口的地址码较短（一般比同系统中存储单元的地址码短），译码电路较简单；存储器与I/O端口的操作指令不同，程序比较清晰；存储器和I/O端口的控制结构相互独立，可以分别设计。:需要有专用的I/O指令，而这些I/O指令的功能一般不如存储器访问指令丰富，所以程序设计的灵活性较差。（二）存储器映像编址（统一编址）存储器映像的IO端口寻址这种编址方式的 ：存储器和I/O端口共用统一的地址空间；一个地址空间分配给I/O端口以后，存储器就不能再占有这一部分地址空间。在这种编址方式下，I/O端口的读写操作同样由硬件信号MEMR和MEMW来实现，访问I/O端口同样用MOV指令。：任何对存储器数据进行操作的指令都可用于I/O端口的数据操作，不需要专用的I/O指令，从而使系统编程比较灵活；I/O端口的地址空间是内存空间的一部分。：I/O端口占用了内存空间的一部分，内存空间因此减小，影响了系统内存的容量；同时，访问I/O端口同访问内存一样，其地址较长，指令的机器码也长，执行时间显然增加。谢谢您的聆听第X章XXXX项目二车载网络技术基础目

录CONTENTS0102任务一

认识车载网络任务二

车载网络系统的应用要求任务一

认识车载网络车载网络系统的数据总线主要车载网络的基本情况几种网络的成本比例及通信速度任务二

车载网络系统的应用要求车用网络的拓扑图在动力传动系统内，要利用高速网络将发动机舱内的各个模块连接起来。动力CAN数据总线连接3个ECU，它们是。在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便利用数据，所以就需要一个高性能的发送器。（一）动力传动系统汽车上各处都配置有车身系统部件。车身舒适系统的总线（CAN+Lin）连接3个控制单元，包括中央控制单元及4个车门的控制单元。该系统使经过车门的导线数量减少了，线路也变得简单。数据总线以 的速率传递数据，每组数据传递大约需要1ms，每个电控单元20ms发送一次数据。为：（二）车身系统整个汽车车身系统电路主要有三大块：。主控单元按收开关信号之后，先进行分析处理，然后通过CAN总线把控制指令发送给各受控端，各受控端响应后做出相应的运作。（二）车身系统汽车安全系统是指直接或间接保证行车安全的一系列机构和电子元器件的总和，如安全气囊、ABS等。系统的总线要求是： 。（三）安全系统对信息系统通信总线的要求是：车用网络的平台（四）信息（娱乐、ITS）系统汽车通信网络总线式拓扑图1．采用J1939标准的分级式（一）汽车多个ECU之间的典型网络布局2．采用J1587/J1708标准的分开式连接到车载网络的各个ECU按需要从总线上接收最新的信息以操纵各个系统。汽车内ECU之间的数据传输与普通计算机之间的数据传输特征不尽相同，主要差别在于 。（二）数据通信数据总线是模块间传送数据的通道—— 。数据总线实现了在一条数据线上传递的信号可以被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。各汽车制造商一直在设计各自的数据总线，如果不兼容，就称为专用数据总线；如果是按照某种国际标准设计的，就是非专用的。（一）数据总线CAN是国际上应用最广泛的现场总线（Field

Bus）之一。CAN

用来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。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。（二）CAN：在一个有限区域内连接计算机的网络。一般这个区域具有特定的职能，即实现这个系统内的资源共享和信息通信。局域网一般的数据传输速度为 ，传输距离为， 。（三）局域网是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。：如果将十分之一秒分成若干段，每一个时间段传输一段数据，许多单个的数据就都能被传输。常规线路和多路传输线路的简单对比（四）多路传输常规线路和多路传输线路的简单对比(续）就是一种电子装置。简单的模块有温度和压力传感器等，复杂的模块有计算机（微处理器）等。：在计算机多路传输系统中一些简单的模块。（五）模块/节点雷克萨斯LS430的网络结构（六）网络因为汽车上往往不只使用一种总线和网络，所以必须用一种方法实现信息共享和不产生协议间的冲突。这种方法就是采用网关。网关实际上是一种模块，。（七）网关是指通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即数据在总线上的传输规则。例如：当电控单元

A

检测到发动机接近过热时，这个信息相对于其他不太重要的信息有优先权。通信协议的标准包含“唤醒访问”和“握手”。“唤醒访问”就是给电控单元一个信号，使之进入工作状态。“握手”就是电控单元间的相互确认，以保证相互之间兼容并处在工作状态。（八）通信协议：为了可靠地传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元。。（九）帧：指在网上所测量的速率。通常用1个比特（bit）表示。：指根据实际交换中有用信息的比特数，即在同一帧中把比特的总数考虑在内计算所得出的速率。（十）传输速率：指总线占用时间与较长探测时间的比值，这种负荷以百分比形式表示。不同总线系统可获得的最大总线负荷是不同的。对于主从系统的交换方式而言，总线上是没有冲突的。（十一）总线负荷：指在总线上发出信息请求的时间和该信息实际发出的时间总和。当一个电控单元发出信息请求时，若没有任何其他电控单元发送进入总线的请求，则总线处于空闲状态，这时的反应时间可能为零。（十二）反应时间开放系统互连参考模型是为实现开放系统互联所建立的通信功能分层模型，简称 。：为异种计算机互联提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。OSI参考模型是计算机网路体系结构发展的产物。：开放系统通信功能的分层结构。：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。ISO/OSI参考模型开放系统互联参考模型OSI采用了分 层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层(一)OSI简介是一种 的分层结构。提供了控制互联系统交互规则的标准骨架。定义一种 ，而并非具体实现的描述。不同系统中相同层的实体为 。同等层实体之间通信由该层的协议管理。相临层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务。所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务。直接的数据传送仅在最低层实现。每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。（二）OSI参考模型的特性1．物理层提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的；有关的物理链路上传输非结构的位流及故障检测指示。2．数据链路层在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程；提供数据链路的流控。3．网络层。:将具体的物理传送对高层透明。（三）OSI分层模型4．传输层提供建立、维护和拆除传送连接的功能；选择网络层提供最合适的服务；在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。5．会话层的功能；提供提供功能。6．表示层代表应用进程协商数据表示；完成数据转换、格式化和文本压缩。7．应用层提供OSI用户服务，如事务处理程序、文件传送协议和网络管理等。谢谢您的聆听项目三新能源汽车CAN总线控制系统目

录CONTENTS0102任务一

CAN总线控制系统任务二

新能源汽车CAN总线控制任务一

CAN总线控制系统CAN数据传输系统CAN-BUS的 个局域网（一）CAN数据传输系统的构造CAN-BUS的 个局域网（一）CAN数据传输系统的构造1．网关这5个子网通过网关并联，但由于内部数据通信的网络特征不同，各个子网的速率也不相同，这时需要在子网和局域网之间完成一个转换， 。根据车辆的不同，网关可能安装在组合仪表内、车上供电控制单元内或在自己的网关控制单元内。网关的原理示意图2．诊断总线用于诊断仪器和相应控制单元之间的信息交换，它被用来代替原来的K线或者L线的功能（废气处理控制器除外）。如果CAN总线系统出现故障，故障就会存入相应的控制单元故障存储器内，控制单元拥有自诊断功能。，将CAN收发器安装在控制器内部，同时控制器传来的数据化为电信号并将其送入数据传输线。CAN-BUS上的控制器发送信息的线路是。（二）CAN-BUS系统组成1．CAN收发器2．数据传输终端数据传输终端实际上是一个电阻器。：保护数据，避免数据传输到终端后产生反射波。（二）CAN-BUS系统组成3．CAN-BUS数据传输线各个CAN系统的所有控制单元都并联在CAN数据总线上。CAN-BUS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。1．报文接收CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其他节点处于 。每个处于接收状态的节点对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。2．显性状态和隐性状态之间的转换：在静止状态时，两条导线上作用有相同的预先设定值。（一）CAN数据总线3．CAN数据总线上的信号变化（一）CAN数据总线4．收发器内的CAN-High线和CAN-Low线上的信号转换控制单元是通过收发器连接到CAN驱动总线上的，在收发器内有一个接收器，该接收器是安装在接收一侧的差动信号放大器。：用于处理来自CAN-High线和CAN-Low线的信号，将转换后的信号（差动信号放大器的输出电压）传至控制单元的CAN接收区。（一）CAN数据总线差动信号放大器5．CAN驱动数据总线差动信号放大器内的信号转换6．CAN驱动数据总线差动信号放大器内的干扰过滤由于数据总线布置在发动机舱内，所以会遭受各种干扰。由于CAN-High线和CAN-Low线是扭绞在一起的（双绞线），所以干扰脉冲X总是有规律地作用在两条线上。7．控制单元信号在收发器内的放大:将控制单元内的CAN控制器的较弱信号放大，使之达到CAN导线上的信号电平和控制单元输入端的信号电平。1．CAN协议规范：主要为远程数据请求以及数据传输提供服务，确定LLC子层接收哪一个报文，为恢复管理和过载通知提供手段。：主要是传送规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定、故障界定。：在不同节点之间根据所有的电气属性进行位的实际传输，同一网络的物理层对于所有的节点都是相同的。（二）CAN协议与标准CAN协议分层结构和功能2．CAN通信中的基本术语报文CAN的报文包分为两部分：。头两个字节为信息部分，其中前11位为标识符，标识符中的前8位用作接收判断，包含本信息包的目的站地址。总线上的任意节点均可以作为发送器或接收器，其中发出报文的节点叫

，该节点在总线空闲或丢失仲裁前始终为发送器。CAN报文结构2）数据帧数据帧携带数据从发送器至接收器。：帧起始（Start

of

Frame）仲裁场（Arbitration

Frame）控制场（Control

Frame）数据场（Data

Frame）CRC场（CRC

Frame）应答场（ACK

Frame）帧结尾（End

of

Frame）数据帧的组成（1）帧起始。帧起始（SOF）标志数据帧和远程帧的起始，仅由一个“ ”位组成。只在总线空闲时才允许站开始发送。所有站必须同步于首先开始发送报文的站的帧起始前沿。仲裁场。仲裁场包括仲裁场结构示意图（3）控制场。数据场。数据场由数据帧里的发送数据组成。它可以为0～8个字节，每字节8位，首先发送MSB。CRC场。CRC场包括CRC序列（CRC

Sequence），和CRC界定符（CRCDelimiter）。CRC场示意图（6）应答场。应答场示意图帧结尾。每一个数据帧和远程帧均由一标志序列定界，这个标志序列由7个“隐性”位组成。2）远程帧远程帧由总线单元发出，请求发送具有同一识别符的数据帧，数据帧（或远程帧）通过帧间空间与其他各帧分开。远程帧分为 ，都是由帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧结尾等6个不同的位场组成。3）错误帧。错误帧由两个不同的场组成：第一个场是不同站提供的错误标志（ERROR

FLAG）的叠加，第二个场是错误界定符。4）过载帧过载帧用于在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供附加的延时。。（1）过载标志。过载标志由6个“显性”的位组成。过载标志的所有形式和主动错误标志的一样。过载界定符（Overload

Delimeter）。过载界定符包括8个“隐性”位。过载界定符的形式和错误界定符的形式一样。帧间空间。是用于隔离数据帧（或远程帧）与先行帧（数据帧、远程帧、错误帧、过载帧）的。有三种过载的情况，这三种情况都会引发过载标志的传送：接收器的内部情况（接收器对于下一数据帧或远程帧需要有一个延时）。在间歇的第一和第二字节检测到一个“显性”位。如果CAN节点在错误界定符或过载界定符的第8位（最后一位）采样到一个显性位，节点会发送一个过载帧（不是错误帧）。3．同步机制CAN总线的位同步只有在节点检测到“隐性位”（逻辑1）到“显性位”（逻辑0）的跳变时才会产生，当跳变沿不在位周期的同步段之内时将会产生相位误差。如果跳变沿发生在同步段之后，采样点之前，为正的相位误差；如果跳变沿位于同步段之前，采样点之后，为负的相位误差。相位误差源于节点的振荡器漂移，网络节点之间的传播延迟及噪声干扰等。CAN协议规定了两种类型的同步：硬同步和重同步。4．信息路由在CAN系统里，CAN的节点不使用任何关于系统配置的报文。位速率不同的系统里，CAN的速度不同。在一个给定的系统里，位速率是唯一的，并且是固定的。优先权在总线访问期间，识别符定义一个静态的报文优先权。远程数据请求通过发送远程帧，需要数据的节点可以请求另一节点发送相应的数据帧。8．仲裁只要总线空闲，任何单元都可以开始发送报文，但具有较高优先权报文的单元才可以获得 。错误检测为了获得最安全的数据发送，CAN的每一个节点均采取了强有力的措施以便于错误检测、错误标定及错误自检。进行错误检测时，必须采取监视（发送器对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较）、循环冗余检查、位填充、报文格式检查、错误检测等措施。任何检测到错误的节点会标志出损坏的报文，此报文会失效并自动重新传送，直到不再出现错误。10．故障界定CAN节点能够把永久故障和短暂扰动区别开来，故障节点会被关闭；对于故障界定，单元状态可能为以下三种：的单元可以正常地参与总线通信并在检测到错误时发（1）出主动错误标志。（2）的单元不允许发送错误标志。当其参与总线通信，在错误被检测到时只发出认可错误标志。发送后，将在初始化下一个发送之前处于等待状态。（3） 的单元不允许在总线上有任何影响（如关闭输出驱动器）。（a）当接收器检测到一个错误，接收错误计数加1。例外的情况：在发送“激活错误”标志或过载标志期间所检测到的错误为位错误时，接收错误计数器值不改变。当错误标志发送以后，接收器检测到的第一个位为“显性”时，接收错误计数值加8，当发送器发送一个错误标志时，发送错误计数器值加

8。：发送器为“激活错误”，并检测到一个应答错误：发送器因为填充错误而发送错误标志发送主动错误标志或过载标志时，如果发送器检测到位错误，则发送错误计数器值加8，当发送“激活错误”标志或过载标志时，如果接收器检测到位错误，则接收错误计数值加8。在发送“激活错误”标志、“认可错误”标志或“过载”标志以后，。若出现以下的情况，发送器会将它们的发送错误计数值加8，并且接收器的接收错误计数值将会加8。数据帧成功传送后，发送错误计数器值减1，除非已经是0。如果接收错误计数值介于1～127之间。在成功接收到报文后，接收错误计数器值减1。如果接收错误计数器值为0，则保持为0，如果大于127，则会设置一个119～127的值。当发送错误计数器值等于或超过128时，或当接收错误计数器值等于或超过128时，控制器为“错误认可”。（h）当发送错误计数器值大于或等于256时，控制器为“ ”。（i）当发送错误计数器值和接收错误计数器值都小于或等于127时，“错误认可”的控制器重新变为“错误激活”；在总线监视到128次出现11个连续“隐性”位之后，“总线关闭”的节点可以变成“错误激活”（不再是“总线关闭”），它的错误计数值也被设置为0。11．总线值总线有两个互补的逻辑值：“显性”或“隐性”。“显性”位和“隐性”位同时传送时，总线的结果值为“显性”。12．应答所有的接收器检查报文的连贯性。对于连贯的报文，接收器应答；对于不连贯的报文，接收器做出标志。任务二

新能源汽车CAN总线控制CAN总线电动汽车典型控制网络结构框图整车系统结构示意图:（1）汽车驱动控制功能根据驾驶员的要求，以及相应的车辆运行状态、工况，计算驱动转矩，控制电机驱动控制系统和发动机控制系统满足工况要求。制动能量回馈控制根据制动踏板的开度、车辆行驶状态、电池管理系统的信息，确定制动模式和制动力矩。整车能量管理控制能量消耗，对蓄电池、辅助动力源和车载其他动力系统统一管理，提高整车能量利用率，增加续驶里程。（一）主控制器ECU故障诊断及保障提供安全和诊断服务，充电和驱动时的安全保障，故障的诊断监控车辆温度、冷却系统、车辆的运行状态监视主要设备的过电流、过电压、欠电压、过热，必要时切断主断路器。车辆状态监视通过通信网络采集车辆状态信息，通过人机界面呈现给司机。通信管理是整车通信的主节点，接收来自电机驱动控制单元、发动机控制单元、电池管理系统、人机界面的所有信息，发送电机设定转速、设定力矩、正反转信息，各个部件的启动停止命令，车辆的工作模式和整车的运行状况等。汽车驱动控制示意图

电机控制ECU主要工作是以主控制器发送的扭矩值为输入值，采用双闭环控制来调速电机，使电机工作在需要的转速下。（二）电机控制ECU纯电动汽车的电池是由几十块单体电池成组供电的，并能保证在不供电时电池不成组，每块电池的电压不超过5

V。各个子系统依靠CAN总线传输数据，进行数据信息的交换，实现整个分布式系统的控制功能。基于CAN总线的智能测量节点（三）电池控制ECU：：车辆管理单元、电池管理系统、电机驱动控制单元CVT与发动机控制单元、人机界面和状态传感器。：车辆管理单元、电池管理系统、电机驱动控制单元CVT与发动机控制单元、加速踏板、制动踏板和人机界面（四）混合动力电动车控制网络：数据传输距离远，传输速率高。多主、广播式通信。CSMA/CD+AMP总线访问仲裁机制。高安全性，可靠的错误检测和处理机制。谢谢您的聆听项目四

车载网络系统通信目

录CONTENTS01020304任务一

通信的概念任务二

汽车网络通信标准任务三

不同版本通信协议的互联任务四

数据传递过程任务一

通信的概念02语义确定通信双方“讲什么”03定时规则指出时间的顺序，速度匹配和排序，解决何时讲的问题22）间接型通过转接式通信网或由两个以上的网络进行信息交换的通信协议为间接型协议通过网关，可以实现不同通信速率的异型网络的连接3）结构化型协议面临复杂情况，按需要分成不同的层次，较低级别（层次）的功能在较低层次实现，同时又向较高层次的实体提供服务311）直接型直接型协议就是点对点的链路直接通信，无需经中间信息处理的协议：两个系统的设备或部件之间连接服务的数据流穿越的界面。指连接器的结构形式。指接口的电路信号电压及变化特征。：指如何将数据位或字符变成字段，说明传输控制字符的功能和使用，通信接口逻辑说明是一种控制和实现穿越接口交换数据流的语言。：指规定通信过程控制字符的顺序，各种字段法定内容，以及控制数据流穿越接口的命令和应答。任务二

汽车网络通信标准CAN-BUS通信：被用来交换的数据，每个控制单元均可发送和接收信息。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传送。在接收过程中，这些电压值经收发器又转换成比特流，再经RX线（接收线）传至控制单元，控制单元将这些连续二进制数值转换成信息。按时间顺序的电信号传输电信号传输（一个发送，其余的接受）数据链路层与物理层（一）CAN的分层结构按照IEEE802.2和IEEE802.3标准， 又划分为：逻辑链路控制（LogicLink

Control，LLC）；媒体访问控制（MediumAccessControl，MAC）。又划分为：物理信令（Physical

Layer

Signaling，PLS）；物理媒体附属装置（Physical

Medium

Attachment，PMA）；媒体相关接口（Medium

Dependent

Interface，MDI）。（一）CAN的分层结构协议层之间的关系（一）CAN的分层结构1991年9月，1.2版本的CAN协议修订为新的2.0版本，CAN2.0既支持标准的11位信息标识，也支持扩展后的29位信息标识。CAN2.0实施新的信息位、标识扩展位（IDE位），使CAN操作装置能区分标准格式和扩展格式。为了能实施29位的信息标识，

Intel公司开发了品种繁多的芯片。美国的汽车工程学会（SAE）于2000年提出的J1939标准，成为货车和客车中控制器局域网的通用标准。（二）汽车网络标准1．CAN标准J1850标准是美国汽车的车内联网标准，包含了两个不兼容的规程。J1850标准采用载波传感器，多路存取/碰撞分辨的仲裁时规程。3．IDB标准智能交通系统（Intelligent

Transportation

System，ITS）使汽车行驶更加安全、便利。（二）汽车网络标准2．J1850标准网关连接的车载总线结构（二）汽车网络标准任务三

不同版本通信协议的互联CAN的标准和扩展帧格式SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为 。（1） 面向传感器/执行器控制的低速网络，数据传输速率通常只有 ，主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。（2）面向独立模块间数据共享的中速网络，传输速率一般为。（3） 面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高传输速率可达 。不同网络互连：CAN2.0B协议数据传输速率可达1

Mb/s，相当于可执行SAE

C级高速数据传输速率的通信协议，故被SAE定为“C级”串行控制和通信网络推荐实施标准。轿车CAN与J1850网络的连接网关电路（部分）汽车网络通信按需要可以划分为高、中、低速三种数据传输速率：需要实时控制信号的动力控制模块PCM、防抱死制动与防滑控制ABS/ASR、安全气囊SRS等，一般都采用 ；可以采用则采用；就能满足要求。任务四

数据传递过程发动机控制单元的曲轴位置传感器率先接收到转速值，该值以固定的周期（循环往复地）到达微控制器的输入存储器内（送到发动机）。该信息从发送存储器进入CAN构件的发送邮箱内。发动机信息按协议被转换成 。CAN特殊格式包含有：“标识”11位、“信息内容”0～8位、“CRC”16位、“应答场”2位。：发动机_1（转速）；信号内容：转速的数值（每分钟多少转）。当发送邮箱内有一个实时值，表明发动机准备向外发送信息，CAN构件通过RX线来检查总线是否有源（是否正在交换别的信息），必要时会等待，直至总线空闲下来为止。某一时间段内的总线电平一直为1（无源）状态，表示总线空闲。连接的所有装置都接收发动机控制单元发送的信息。该信息是通过RX线到达CAN构件各自的接收区。接收器接收发动机发送的转速信息，并且在相应的监控层检查这些信息是否正确。（一）检查信息正确与否（数据正确，所有电控单元）（一）检查信息正确与否已接收到的正确信息会到达相关CAN构件的接收区，以决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果不是，该信息就被拒收（丢弃）；如果是，该信息就会进入相应的接收邮箱。（二）检查信息可用与否(一)错误类型正在向总线发送在使用位填充CRC序列由发当固定格式位在发送器ACK数据的节点同时方法进行编码送器的CRC计域含有一个或隙期间未检测在检测总线，当的帧域中，出算结果构成多个非法位时，到“显性”位送出的位数值与现第六个连续则检测到形式时，则检测到检测到的位数值相同电平位的错误一个应答错误不同时，则检验位时，则检到位错误测到填充错误（二）错误的界定1．“错误—激活”节点一个“错误—激活”节点可以正常参与总线通信，并在检测到错误时，发出一个活动错误标志。2．“错误—认可”节点个“错误—认可”节点不应发送活动错误标志。它参与总线通信，但在检测到错误时，发送一个认可错误标志，认可错误标志由6个连续的隐性位组成。3．“总线脱离”节点当一个节点由于请求故障界定实体而对总线处于关闭状态时，其处于“总线脱离”状态。（二）错误的界定节点错误状态转换谢谢您的聆听项目五

新能源汽车总线电路识读目

录CONTENTS0102任务一

新能源汽车CAN总线的应用与识读任务二

各模块线路识读任务一

新能源汽车CAN总线的应用与识读客车总线系统要解决的问题包括：由于客车车身长的特点，前后灯光线束问题是CAN总线系统首先要解决的问题。大型客车中发动机后置情况较多，发动机与仪表板之间的信息传递造成了线束的大幅增加，对于纯电动混合动力车辆还增加了控制模块，因此实现仪表板节点与发动机节点之间的CAN通信非常必要。客车作为载客工具，智能化的空调管理功能非常重要。电源管理和故障诊断也是客车CAN研究的重要内容。CAN总线是一种多主方式的串行通信总线，由于采用了许多新技术和独特的设计思想，与同类产品相比，CAN总线在数据通信方面具有高速、实时、可靠和灵活的优点。普通电气结构原理图CAN总线控制系统结构原理图传统电气控制图有总线控制的电气系统不论何种车辆，使用总线控制系统都有以下优点：简化了设计工作，降低了电器设计成本，能更快地对市场做出反应。简化了车辆的电器维护工作，从而降低了售后服务成本。对于新能源车辆及智能化系统，可轻松实现设备间的数据通信，并能提供更高级的功能。替代继电器和熔断器，减少了元器件数量，从而提高了可靠性。简化了整车线束布置，从根本上提高了可靠性，并降低了制造成本。常见客车CAN线布置图城市公交车内总线系统控制结构主要功能包括：接收开关控制信号。与IOU模块和其他ECU模块进行通信，采集模拟信号和脉冲信号。可接输出负载。与计算机连接进行程序下载、系统诊断。（一）中央处理器控制单元（SCU）基本功能为：仪表指针为数字化步进电机驱动。带有TFT彩色液晶显示器，可作为倒车、车内监视器。符号片和仪表背光为高亮LED灯。欧科佳的仪表与中央处理器集成在起。（二）仪表控制单元带有液晶显示屏和各种指示信号的仪表装置IOU的主要功能包括：接收开关控制信号。采集模拟信号和脉冲信号。执行中央处理器信号。具有不同输出功率，适合驱动各种设备。全桥、半桥或PWM输出。负载电流测量。安全模式输出。即插即用，一般多个单元可以互换。（三）输入输出控制单元（IOU）IOU模块的外形结构图CAN总线所有模块都有WAKE_UP引脚，模块内部是通过唤醒线（ACTIA，也叫地址线）连接在一起的，中央控制模块为WAKE_UP输出，其他模块为WAKE_UP的输入。连线时总线各模块的WAKE_UP都必须与中央控制模块串联在一起，当中央控制模块电源正常，也就是钥匙打到ON挡时，中央控制模块WAKE_UP输出（输出电压值约等于当前电源电压）。（四）唤醒线WAKE_UP通信线是各模块及ECU之间的通信通道，由屏蔽双绞线（至少5cm绞一次）组成。通过低压脉冲信号（数字信号）进行通信，通信线的线径为0.75mm2，分为总干线与分支。分支线不应长于1

m，是各控制器之间进行通信的桥梁。（五）通信线不同场合下的CAN线束图不同场合下的CAN线束图威帝CAN总线每个模块都有对应的模块输入电源：VPP（+）、GND（－），以及模块输出电源：VBB（+）、VG（－）。若此电源没有输出量则模块不能工作。（一）电源线和地线CAN信号线一共有两根：CAN_H和CAN_L。静态时，CAN_H和CAN_L为2.5

V；正常工作时，CAN_H为3.5V，CAN_L为1.5V，或CAN_L为3.5

V，CAN_H为1.5V。测量时应注意：用万用表是测不准CAN_H或CAN_L电压的，因为通电后CAN线上的电压在不停变化，而万用表的响应速度很慢，所以测得的电压并不是当前电压而是电压的有效值。断电后，CAN_H与CAN_L之间应有60Ω电阻值。（二）CAN通信线威帝CAN总线的前控模块连接口为LIN总线的接口，与开关模块的LIN接口对接，作为CAN总线与开关模块的通信线，此信号不接开关模块就无法工作，LIN线工作电压为+12V。（三）LIN通信线CAN总线所有模块都有两个WAKE_UP引脚，并在模块内部相连接。前控模块为WAKE_UP的输出，其他模块为WAKE_UP的输入，连线时总线各模块的WAKE_UP都必须与前控连接在一起。当前控电源正常、钥匙2挡（ON挡）开启时，前控正常工作，WAKE_UP输出（输出电压值等于当前电源电压值），总线其他模块收到WAK_EUP信号后被唤醒，在电源正常的情况下，各模块开始工作。（四）唤醒线（WAKE_UP线）各模块通常分为三种报警或指示状态：正控状态、负控（搭铁）状态或者是悬空状态。但一种开关输入量只有一种报警状态或指示状态。（五）输入量输出量一般分两种输出状态：正控状态（24

V或12

V）、负控状态（0

V）。（六）输出量1．CAN总线仪表模块（七）威帝CAN总线常用的系统1．CAN总线仪表模块总线仪表主要技术参数：通信协议：J1939。供电范围：20～32V。功耗：最大15

W（所有指示图标均点亮，背光调到最亮）。休眠时电流：<0.1mA。（七）威帝CAN总线常用的系统2．总线开关模块威帝总线开关模块利用LIN总线技术，LIN网络在前面章节中已经讲述过。威帝总线开关模块实现了数字传输，具有体积小，节省接线，美观实用的优点，可取代老式翘板开关。（七）威帝CAN总线常用的系统3．CAN总线前控模块CAN总线所有模块都有两个WAKE_UP引脚，并在模块内部相连。前控模块为WAKE_UP的输出，其他模块为WAKE_UP的输入，连线时总线各模块的WAKE_UP都必须与前控连接在一起。（七）威帝CAN总线常用的系统4．CAN总线前灯模块CAN总线前灯模块的输入信号包括：左日光灯、右日光灯、阅读灯、行李舱、路牌、路肩、小灯、远光、近光、前雾、后雾、左向、右向等，并将其发布在总线上。输出信号包括：左小灯、左近光、左前雾灯、左远光、踏步灯、右近光、右前雾灯、右远光、右向灯、左向灯等。（七）威帝CAN总线常用的系统5．总线胎压监测模块胎压传感器对轮胎内部的温度和压力进行测量，然后利用射频技术将温度和压力值传送到胎压模块，胎压模块将信号处理后发布到总线上。（七）威帝CAN总线常用的系统6．CAN总线顶控模块CAN总线顶控模块的输出信号包括：后高左转向、高位制动灯、路牌灯、后换气扇、前换气扇、右阅读灯、左阅读灯、右日光灯、左日光灯、前电视开关、后高右转向、前门踏步灯、示廓灯、低速指示灯、中速指示灯、前电视翻开、前电视收起、前门电源、中门电源、高速指示灯、消毒灯、后电视翻开、后电视收起、后电视开关等。（七）威帝CAN总线常用的系统7．总线中控模块输入信号包括：燃油、制动、手刹、气压告警、ECAS故障、ECAS告警、ABS工作、ABS故障、ASR、中门状态、WC水位、左后刹车片、右后刹车片、气压等，并将其发布在总线上。输出信号包括：倒挡、侧位灯、中门踏步灯、侧左转向、中门开、前下降、前提升、燃油传感器电源、前门踏步灯、WC电源、行李仓灯、侧右转向、中门关、后下降、后提升、ABS电源、门电源等（七）威帝CAN总线常用的系统8．CAN总线后控模块输入信号包括：车速、转速、水温、油压、电压、挡位、冷却水位、充电指示、WIF、缓速器指示、集中润滑、油门、后舱门、发动机诊断、发动机维护、发动机等待启动、发动机停止、燃油滤告警、空气滤告警、机油滤告警、油压告警等，并将其发布在总线上。输出信号包括：C3、空调怠速提升、总电源、巡航允许、巡航设置、缓速器1挡、缓速器2挡、启动保护、排气制动、空调励磁电源、油路吸合、怠速+、怠速－、诊断、缓速器3挡、档缓速器4挡、预热等。（七）威帝CAN总线常用的系统9．总线后灯模块总线后灯模块输出信号包括：左转向灯、左侧转向灯、小灯、左倒车灯、左后雾灯、侧位灯、左制动灯、右转向灯、右侧转向灯等。10．CAN总线桥模块CAN总线桥模块实现CAN系统与发动机ECM

CAN系统基于J1939协议的数据通信，并能将冗余数据过滤。（七）威帝CAN总线常用的系统（八）典型的系统各模块连接方式威帝总线系统各模块布置（八）典型的系统各模块连接方式威帝总线系统控制示意图（八）典型的系统各模块连接方式威帝CAN总线一级总线原理图威帝CAN总线系统结构与工作原理如图任务二

各模块线路识读（a）蓄电池及电源总开关位置图（b）发电机安装位置及接线实物图（c）起动机安装位置及接线实物图电源、发电机起动保护系统控制原理图电源、发电机起动原理图说明：从原理图上可以看出，CAN总线与普通电路在原理图上有了很大改变：结构变得简单、继电器、保险变少。每个模块都有电源线，输入、输出模块要求电流比较大，需要配置大规格保险（80

A），而每个用电设备不再需要单独安装保险。因此可以不安装中央电器盒。处理器、模块之间通过通信线进行连接，处理器与发动机ECU等带有控制器的电器系统也通过通信线进行连接，通过T939协议进行通信。各种用电设备与普通电路一样，各用电设备的控制由处理器中事先设计的程序进行控制。点火开关示意图（a）电源开关盒各继电器及开关总成（b）CAN总线熔断器盒实物图充电电路图大灯系统由大灯、大灯开关、变光开关，处理器与模块组成，为保证夜间行驶的安全，大部分客车（如苏州金龙）的前照灯采用4灯制（4个远光灯）当大灯开关位于关时，只有当手柄位于上（超车挡）时，远光灯才亮，其他如示廓灯、近光灯都不亮。当大灯开关位于一挡时，示廓灯亮，当手柄位于上（超车挡）时，远光灯亮、近光灯不亮。（一）大灯汽车照明与信号电路控制原理图（二）日光灯日光灯系统由日光灯、日光灯开关、处理器与模块组成。日光灯开关信号输入处理器，经处理器处理后，由模块对日光灯供电。（三）防雾灯当前防雾灯开关（97）开时，前雾灯亮，当前雾灯开关（97）、后雾灯开关（103）都开时，后雾灯才亮。防雾灯开关信号输入处理器，经处理器处理后，由模块对防雾灯供电。倒车灯开关（16）在变速箱倒挡开关上，当变速箱挂上倒挡时，倒车灯开关（16）接通，处理器接收到信号，经处理器处理后，由模块对倒车灯供电。（五）转向灯转向灯由转向手柄、报警开关、处理器、模块、转向灯、转向指示组成。处理器接收到信号，经处理器处理后，由模块对转向车灯供电，实现左转、右转、报警功能。（四）倒车灯很多电器设备采用翘板开关控制，可以通过翘板开关上的图案或符号判断其控制电器。这与普通电路是一致的。（六）翘板开关欧科佳CAN总线组合仪表的外形图汽车仪表上常见的指示符号示意图（一）发动机转速表发动机转速表信号取自发动机ECU从曲轴采集并转化的数字信号，通过1号通信线传递给处理器。（二）车速里程表车速里程表信号取自变速箱输出轴，由传感器产生模拟电信号给车速表和处理器，车速表工作模式与普通电路样，处理器进行累计里程处理。（三）机油压力表机油压力表指示发动机内润滑油的压力，其信号取自发动机ECU从传感器采集并转化的数字信号，通过1号通信线传递到处理器，由机油压力表指示。（四）气压指示气压指示通对气压传感器将前、后制动管路气压转换为电信号输入处理器。处理器处理后，由显示屏指示。（五）水温表水温表指示发动机水温，其信号取自发动机ECU从传感器采集并转化的数字信号，通过1号通信线传递到处理器，由水温表指示。传感器为装在发动机上的热敏电阻，即电控发动机的水温信号，当水温过高时，模块会接通报警指示灯。（六）燃油量表燃油量表指示燃油箱油量，其传感器为通过油浮子控制的滑动变阻器。处理器接收到传感器电阻信号，由燃油表指示。（七）电压表电压表直接指示整车电压信号，组合仪表上有电喷发动机的发动机故障报警灯、左右转向指示灯、远光指示灯、水温过高和水位过低报警灯、机油压力过低报警灯、气压过低报警灯等信号指示灯，以及倒车、制动、驻车等指示，方便驾驶员对整车各系统的监控。（八）气制动信号气制动信号由真空感应塞、制动灯、制动指示灯、制动故障报警灯、处理器和模块组成。真空感应塞一般装在后继动阀上，由真空感应塞将制动信号输入处理器，处理器再接通制动灯和制动指示灯。辅助制动系统主要包括缓速器、ABS防抱死系统、排气制动。缓速器带有控制器，与处理器之间没有CAN通信，只有一根工作信号线。当缓速器工作时，处理器接收到信号，接通指示灯。处理器不对系统进行控制，控制开关也不通过处理器，与普通电路差别不是太大。辅助控制系统控制原理图CAN总线系统刮水器与洗涤器系统由雨刮器手柄开关、处理器与模块、雨刮器电机和洗涤器电机组成。当开关（79）位于间歇挡（INT）时，处理器接收到信号后，通过前模块提供间歇为7

s（如果装有间歇时间调整开关，还可以对间歇时间进行调整）的电流给雨刮电机，使雨刮电机间歇工作。刮水器与洗涤器系统控制原理图视听系统在不同的车上有不同的要求，根据车型的配置，CAN总线视听系统包括处理器模块和可选装收放机、扬声器、VCD主机、VCD碟盒、电视机等。客车上选装的空调系统的用电功率一般都较大，约为120

A，整车发电机功率约为150

A，在满足缓速器等用电设备后无法继续满足空调的用电需要，因此空调系统都单独安装了1个150

A的空调发电机。空调和暖风系统控制原理图乘客门控制系统乘客门控制系统谢谢您的聆听项目六

新能源汽车总线控制系统的维修目

录CONTENTS010203任务一

CAN总线的故障检测与波形分析任务二

车载网络常见故障及诊断任务三车载网络传输系统的基本诊断步骤和检测方法任务一CAN总线的故障检测与波形分析汽车电控模块的工作电压一般为105～150

V，如果汽车电源系统提供的工作电压不正常，就会使某些电控模块出现短暂的不正常工作，这会导致整个汽车CAN总线系统出现通信不畅。（一）汽车电源系统引起的故障（二）汽车CAN总线系统的链路故障通信线路的短路、断路或线路物理性质变化都会引起通信信号的衰减或失真，导致多个电控单元工作不正常，使CAN总线系统无法工作。（三）汽车CAN总线系统的节点故障节点：汽车CAN总线系统中的电控模块。软件故障：传输协议或软件程序有缺陷或冲突，使汽车CAN总线系统通信出现混乱或无法工作（成批出现）。硬件故障：电控模块芯片或集成电路故障，会造成汽车CAN总线系统无法正常工作。计算机CAN网络诊断系统图具体测量步骤：选好示波器的任意两个通道。根据车辆技术手册，找到能够测量CAN_H线和CAN_L线的地方，通常从诊断接口端子可以方便地测出CAN总线波形。将选好的两条通道线与相应诊断接口的针脚相连。将示波器的地线与车上蓄电池的负极相连。将点火开关打到ON挡位置，准备测量CAN_H线和CAN_L线的波形。调节示波器，直到能观测到双通道波形为止，调整两通道示波器的电压单位设定和时间单位设定，电压单位可设定为0.5

V/格，此时波形能够较好地显示，也便于电压值的读取。拾取波形，采集波形。对波形进行分析，诊断系统。收好车辆和工具。CAN波形测量原理图正常情况下CAN线波形图CAN_H线和CAN_L线显/隐性电压故障描述：CAN_H与CAN_L短路（一）CAN_H与CAN_L短路故障描述：CAN_H对正极短路（二）CAN_H对正极短路故障描述：CAN_H对地短路（三）CAN_H对地短路故障描述：出现

CAN_L对地短路的情况时，CAN_L的电压大约为0V，CAN_H的隐性电压也被降至0V（四）CAN_L对地短路故障描述：出现CAN_L对正极短路时，两条总线电压都大约为12

V（五）CAN_L对正极短路故障描述：出现CAN_H断路时，波形图上CAN_H和CAN_L没有明确的电压数值，CAN_H的波形幅值较CAN_L的幅值有明显的变化（六）CAN_H断路故障描述：CAN_L断路的情况与CAN_H短路的情况恰恰相反，此时CAN_L的波形幅值变化较为明显（七）CAN_L断路终端电阻的 如下：将蓄电池的电极线拔除。等待大约5min，直到所有的电容器都充分放电。连接测量仪器并测量总阻值。