CAN多路信息傳輸系統(tǒng)淺說

1、CAN多路信息傳輸系統(tǒng)淺說多路信息傳輸系統(tǒng)淺說山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 吳際璋吳際璋現(xiàn)代汽車的電氣設(shè)備內(nèi)容：現(xiàn)代汽車的電氣設(shè)備內(nèi)容：現(xiàn)代汽車的電纜布局現(xiàn)代汽車的電纜布局一、一、CAN多路信息傳輸系統(tǒng)的概念和優(yōu)點(diǎn)：多路信息傳輸系統(tǒng)的概念和優(yōu)點(diǎn)：CAN-BUS是英文是英文Controller Area Network的縮的縮寫，是寫，是“多路信息傳輸系統(tǒng)多路信息傳輸系統(tǒng)”之意。它由：數(shù)據(jù)之意。它由：數(shù)據(jù)總線和控制單元組成。所謂總線和控制單元組成。所謂“數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線”是指：是指：一條線上可傳遞許多信號(hào)，可以被多個(gè)系統(tǒng)共享，一條線上可傳遞許多信號(hào)，可以被多個(gè)系統(tǒng)共享，通過控制單元的處理，用不同的時(shí)

2、間、頻率、幅通過控制單元的處理，用不同的時(shí)間、頻率、幅值的數(shù)字編碼語言（一長串二進(jìn)制高低電平信值的數(shù)字編碼語言（一長串二進(jìn)制高低電平信號(hào)），完成汽車各控制系統(tǒng)的工況控制。各種信號(hào)），完成汽車各控制系統(tǒng)的工況控制。各種信息搭乘了公共汽車息搭乘了公共汽車BUS而共享，故稱：而共享，故稱：CAN-BUS。例如：計(jì)算機(jī)（電腦）的鍵盤上有例如：計(jì)算機(jī)（電腦）的鍵盤上有104個(gè)個(gè)鍵位，可以發(fā)送百多個(gè)指令，但鍵盤和主鍵位，可以發(fā)送百多個(gè)指令，但鍵盤和主機(jī)之間的數(shù)據(jù)線只有七根，連接線上的電機(jī)之間的數(shù)據(jù)線只有七根，連接線上的電平組合（編碼信號(hào)）能完成大量的文字和平組合（編碼信號(hào)）能完成大量的文字和圖表及運(yùn)算成果

3、。用這種方法使汽車的電圖表及運(yùn)算成果。用這種方法使汽車的電氣系統(tǒng)工作，使電路系統(tǒng)更加氣系統(tǒng)工作，使電路系統(tǒng)更加“集成化集成化”和和“智能化智能化”。CAN多路信息傳輸系統(tǒng)，是德國多路信息傳輸系統(tǒng)，是德國Bosch公司研發(fā)的新技術(shù)，己廣泛的用于大眾車公司研發(fā)的新技術(shù)，己廣泛的用于大眾車系中。如：奧迪系中。如：奧迪Audi-A6；寶來；寶來Bora；波；波羅羅Polo等車系中。等車系中。二二 、CAN多路信息傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：多路信息傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）傳統(tǒng)的電氣設(shè)備，是以點(diǎn)對點(diǎn)的單一）傳統(tǒng)的電氣設(shè)備，是以點(diǎn)對點(diǎn)的單一通訊方式，連接點(diǎn)近通訊方式，連接點(diǎn)近300個(gè)，電纜長度為個(gè)，電纜長度為2km

4、，質(zhì)量為全車的，質(zhì)量為全車的4%，而，而CAN多路信息多路信息傳輸系統(tǒng)，為一線多用，公共數(shù)據(jù)（如：傳輸系統(tǒng)，為一線多用，公共數(shù)據(jù)（如：Sp、Tps、Vss等），信息資源共享，集成等），信息資源共享，集成化和智能化控制，減少了電纜總量，質(zhì)量化和智能化控制，減少了電纜總量，質(zhì)量減輕減輕917kg，降低了成本。，降低了成本。（2）數(shù)據(jù)信息傳遞速率快，可達(dá)）數(shù)據(jù)信息傳遞速率快，可達(dá)500kb/s（每秒（每秒500千字節(jié)）千字節(jié)）,它可以通過不同的編它可以通過不同的編碼信號(hào)來表示不同的開關(guān)動(dòng)作、信號(hào)解碼碼信號(hào)來表示不同的開關(guān)動(dòng)作、信號(hào)解碼后根據(jù)指令接通或斷開對應(yīng)的用電設(shè)備后根據(jù)指令接通或斷開對應(yīng)的用電設(shè)

5、備(動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)、前照燈、刮水器、電動(dòng)座椅等力系統(tǒng)、前照燈、刮水器、電動(dòng)座椅等)，智能化控制功能好。智能化控制功能好。 （3）兩條有屏蔽的雙絞鎧裝電纜線，）兩條有屏蔽的雙絞鎧裝電纜線，自我保護(hù)功能好，不受外界電磁波干擾，自我保護(hù)功能好，不受外界電磁波干擾，也不產(chǎn)生干擾電磁波，整體可靠性和安全也不產(chǎn)生干擾電磁波，整體可靠性和安全性好。性好。因?yàn)槭且驗(yàn)槭恰败E板信號(hào)蹺板信號(hào)”，每根導(dǎo)體的零位，每根導(dǎo)體的零位線將因干擾移動(dòng)相同的量，電壓差保持不變，線將因干擾移動(dòng)相同的量，電壓差保持不變，對伩號(hào)沒有影響。對伩號(hào)沒有影響。三、三、CAN多路信息傳輸系統(tǒng)的連接方多路信息傳輸系統(tǒng)的連接方式：式：CAN數(shù)據(jù)總線為

6、兩條雙絞線，連接各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線為兩條雙絞線，連接各系統(tǒng)的“控制單元控制單元BUS”，用來傳輸控制信息，英文又稱：，用來傳輸控制信息，英文又稱：XCRS（收發(fā)（收發(fā)兩用模塊，又叫：節(jié)點(diǎn)）兩用模塊，又叫：節(jié)點(diǎn)） 。控制單元可設(shè)置在各系統(tǒng)?？刂茊卧稍O(shè)置在各系統(tǒng)的的ECU中，中，或就近單獨(dú)安裝。或就近單獨(dú)安裝。它是由控制器和收發(fā)器組它是由控制器和收發(fā)器組成，具有接收、判斷、解碼、緩存、發(fā)送等多項(xiàng)功能。成，具有接收、判斷、解碼、緩存、發(fā)送等多項(xiàng)功能。各控制單元用不同的各控制單元用不同的“編碼信號(hào)編碼信號(hào)”，以極高的，以極高的通訊速率進(jìn)行編碼信號(hào)傳輸（通訊速率進(jìn)行編碼信號(hào)傳輸（ms），它代表），它代表

7、了不同的開關(guān)信號(hào)和傳感器信號(hào)，經(jīng)控制單元了不同的開關(guān)信號(hào)和傳感器信號(hào)，經(jīng)控制單元解碼處理后，以電壓信號(hào)發(fā)令執(zhí)行元件動(dòng)作，解碼處理后，以電壓信號(hào)發(fā)令執(zhí)行元件動(dòng)作，完成完成“電噴系統(tǒng)電噴系統(tǒng)”、“動(dòng)力傳遞系統(tǒng)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)”、“車車身系統(tǒng)身系統(tǒng)”的各種工況控制。的各種工況控制。應(yīng)該說明，各電控系統(tǒng)的應(yīng)該說明，各電控系統(tǒng)的CAN控制單元控制單元BUS的模塊，可安裝于它的的模塊，可安裝于它的ECU中（動(dòng)中（動(dòng)力系統(tǒng)的力系統(tǒng)的CAN高速線），也可集中的安高速線），也可集中的安裝在一處或分別安裝在最佳部位（車身系裝在一處或分別安裝在最佳部位（車身系統(tǒng)的統(tǒng)的CAN低速線），以便合理布置和檢低速線），以便合理布

8、置和檢測更換，因車而異。測更換，因車而異。四、四、CAN多路信息傳輸系統(tǒng)的工作原理：多路信息傳輸系統(tǒng)的工作原理：CAN多路信息傳輸系統(tǒng)，每個(gè)控制單元多路信息傳輸系統(tǒng)，每個(gè)控制單元BUS（控制器、收發(fā)器、處理器、節(jié)點(diǎn)），外部連（控制器、收發(fā)器、處理器、節(jié)點(diǎn)），外部連接了兩條接了兩條“數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線”。它分：。它分：CAN高速線高速線（通訊速率為（通訊速率為500kb/s；時(shí)間為；時(shí)間為0.25ms；間隔；間隔7ms發(fā)送一次），用于：電噴系統(tǒng)和動(dòng)力傳遞發(fā)送一次），用于：電噴系統(tǒng)和動(dòng)力傳遞系統(tǒng)及系統(tǒng)及ABS制動(dòng)系統(tǒng)等。制動(dòng)系統(tǒng)等。CAN低速線（通訊速率為低速線（通訊速率為100kb/s；時(shí)間；時(shí)間

9、為為1ms；間隔；間隔20ms發(fā)送一次），用于：發(fā)送一次），用于：車身控制系統(tǒng)（燈光、門窗等）儀表顯示、車身控制系統(tǒng)（燈光、門窗等）儀表顯示、自診系統(tǒng)。自診系統(tǒng)。數(shù)據(jù)總線為兩股纏繞在一起的相互絕緣雙絞線，外有數(shù)據(jù)總線為兩股纏繞在一起的相互絕緣雙絞線，外有屏蔽層，它傳輸?shù)木幋a脈沖信號(hào)的電位相反，如果一屏蔽層，它傳輸?shù)木幋a脈沖信號(hào)的電位相反，如果一條線為條線為5v；另一條線則為；另一條線則為0v，兩條線的電壓和總量始，兩條線的電壓和總量始終等于恒值，從而不受外界電磁波的干擾，同時(shí)也不終等于恒值，從而不受外界電磁波的干擾，同時(shí)也不向外輻射電磁波。向外輻射電磁波。因?yàn)楦蓴_信號(hào)的方向和程度是相同因?yàn)楦蓴_

10、信號(hào)的方向和程度是相同的，每根導(dǎo)線的零位線會(huì)移動(dòng)相同的量，其電壓差是的，每根導(dǎo)線的零位線會(huì)移動(dòng)相同的量，其電壓差是不會(huì)改變。不會(huì)改變。 應(yīng)該說明：兩個(gè)導(dǎo)體間的不同的電壓信號(hào)，應(yīng)該說明：兩個(gè)導(dǎo)體間的不同的電壓信號(hào)，又稱：又稱：“差分信號(hào)差分信號(hào)”，信號(hào)值為兩個(gè)導(dǎo)體間的電，信號(hào)值為兩個(gè)導(dǎo)體間的電壓差，其高低電位的總和，總等于參考電壓壓差，其高低電位的總和，總等于參考電壓（5V），其平均值是不變的，又叫：），其平均值是不變的，又叫：“蹺板信蹺板信號(hào)號(hào)”，CAN-BUS總線信號(hào)也是如此。其好處有總線信號(hào)也是如此。其好處有二二 ： A、基準(zhǔn)電壓中的數(shù)值，有高、有低，、基準(zhǔn)電壓中的數(shù)值，有高、有低，分辯率

11、高；分辯率高； B、信號(hào)的防電磁干擾能力好，免疫力強(qiáng)。、信號(hào)的防電磁干擾能力好，免疫力強(qiáng)。 各各“控制單元控制單元”聯(lián)網(wǎng)控制著多個(gè)執(zhí)行元件，聯(lián)網(wǎng)控制著多個(gè)執(zhí)行元件，采用采用“廣播的方式廣播的方式”向總線發(fā)送編碼數(shù)據(jù)信號(hào)向總線發(fā)送編碼數(shù)據(jù)信號(hào)（一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息，多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收，叫：廣（一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息，多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收，叫：廣播），各控制單元會(huì)檢查和判斷數(shù)據(jù)是否是所播），各控制單元會(huì)檢查和判斷數(shù)據(jù)是否是所需的信號(hào)，如果是即轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，使執(zhí)行需的信號(hào)，如果是即轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，使執(zhí)行元件動(dòng)作，完成各自的工況控制。元件動(dòng)作，完成各自的工況控制。有的采用中央控制的方式有的采用中央控制的方式（網(wǎng)關(guān)），減少連接線

12、數(shù)量。（網(wǎng)關(guān)），減少連接線數(shù)量。即：信息滙總、分辮、分工，即：信息滙總、分辮、分工，七七、CAN多路信息傳輸系統(tǒng)的檢修方法：多路信息傳輸系統(tǒng)的檢修方法： 1、數(shù)據(jù)控制單元在、數(shù)據(jù)控制單元在ECU中或單獨(dú)安裝，它中或單獨(dú)安裝，它的故障信息可利用該車系的的故障信息可利用該車系的“專用檢碼器專用檢碼器”，連接，連接OBD-檢測接口進(jìn)行診斷，方法與普通車系相同。檢測接口進(jìn)行診斷，方法與普通車系相同。例如：例如：A、故障代碼、故障代碼P1625發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器變速器CAN總線不可靠信號(hào)?？偩€不可靠信號(hào)。 B、故障代碼、故障代碼-P1854數(shù)據(jù)總線傳動(dòng)硬件損壞（發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)總線傳動(dòng)硬件損壞（發(fā)動(dòng)機(jī)/變速

13、器控制變速器控制器損壞）。器損壞）。 C、故障代碼故障代碼U0001CAN總線斷路?？偩€斷路。D、故障代碼：U0131-與動(dòng)力轉(zhuǎn)向與動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制模圤失去通訊?？刂颇O失去通訊。分析分析-有三種可能？有三種可能？（1）EPS控制單元控制單元故障；（故障；（2）CAN-H-L線斷路或短路；線斷路或短路；（3）ECM電腦內(nèi)部電腦內(nèi)部電路故障。電路故障。2、雙絞線數(shù)據(jù)電纜，數(shù)據(jù)總線的故障可利用電、雙絞線數(shù)據(jù)電纜，數(shù)據(jù)總線的故障可利用電測量法測量法（電壓和電阻）（電壓和電阻），測量總線、支線、模塊，測量總線、支線、模塊間，是否導(dǎo)通或短路。間，是否導(dǎo)通或短路。3、利用、利用“示波器示波器” ，連接儀表盤后

14、方的，連接儀表盤后方的CAN數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線“2P接口接口”或或16孔檢查連接器的孔檢查連接器的2P孔，檢測孔，檢測兩股線上的通訊脈沖電壓信號(hào)波形，應(yīng)以電位相兩股線上的通訊脈沖電壓信號(hào)波形，應(yīng)以電位相反的對稱波形出現(xiàn)。反的對稱波形出現(xiàn)。4、CAN-BUS波形實(shí)例：波形實(shí)例： （1）正常波形：低速線）正常波形：低速線L和高速線和高速線H波形波形對稱對稱 ，但電位相反。，但電位相反。（2）高速線）高速線H斷路：斷路：（3）低速線）低速線L斷路：斷路： （4）高速線）高速線H對地短路：對地短路： （5）低速線）低速線L對地短路：對地短路：（6）高速線）高速線H和低速線和低速線L都對地短路：都對地短路

15、：（7）低速）低速線線L和高速線和高速線H相互短路：相互短路：八八、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)MOST：1、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)MOST的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)：光導(dǎo)線用玻璃纖維制成，傳送數(shù)字信號(hào)，它速光導(dǎo)線用玻璃纖維制成，傳送數(shù)字信號(hào)，它速率高，數(shù)據(jù)量大，信號(hào)衰減小，耐腐蝕，不易率高，數(shù)據(jù)量大，信號(hào)衰減小，耐腐蝕，不易被外界干擾，無短路危險(xiǎn)，但斷路后無法修復(fù)。被外界干擾，無短路危險(xiǎn)，但斷路后無法修復(fù)。多用于音響、電話、電視、多用于音響、電話、電視、GPS等系統(tǒng)。等系統(tǒng)。 2、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)MOST工作原理：工作原理：它利用光導(dǎo)纖維傳遞數(shù)字信號(hào)，控制單元將電脈沖信它利用光導(dǎo)纖維傳遞數(shù)字信號(hào)，控制單元將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為光脈沖信號(hào)，經(jīng)光纖維傳送到又一個(gè)控制單號(hào)轉(zhuǎn)化為光脈沖信號(hào)，經(jīng)光纖維傳送到又一個(gè)控制單元，再轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)，完成控制過程。元，再轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)，完成控制過程。它是由：光源、光導(dǎo)纖維、光接收機(jī)，三部分組成，它是由：光源、光導(dǎo)纖維、光接收機(jī)，三部分組成，統(tǒng)稱統(tǒng)稱“光耦合