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)淺說山東交通學院山東交通學院 吳際璋吳際璋現(xiàn)代汽車的電氣設備內容：現(xiàn)代汽車的電氣設備內容：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：多路信息傳輸系統(tǒng)的概念和優(yōu)點：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，可以被多個系統(tǒng)共享，一條線上可傳遞許多信號，可以被多個系統(tǒng)共享，通過控制單元的處理，用不同的時

2、間、頻率、幅通過控制單元的處理，用不同的時間、頻率、幅值的數(shù)字編碼語言（一長串二進制高低電平信值的數(shù)字編碼語言（一長串二進制高低電平信號），完成汽車各控制系統(tǒng)的工況控制。各種信號），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：計算機（電腦）的鍵盤上有例如：計算機（電腦）的鍵盤上有104個個鍵位，可以發(fā)送百多個指令，但鍵盤和主鍵位，可以發(fā)送百多個指令，但鍵盤和主機之間的數(shù)據(jù)線只有七根，連接線上的電機之間的數(shù)據(jù)線只有七根，連接線上的電平組合（編碼信號）能完成大量的文字和平組合（編碼信號）能完成大量的文字和圖表及運算成果

3、。用這種方法使汽車的電圖表及運算成果。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，己廣泛的用于大眾車公司研發(fā)的新技術，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)點是：多路信息傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點是：（1）傳統(tǒng)的電氣設備，是以點對點的單一）傳統(tǒng)的電氣設備，是以點對點的單一通訊方式，連接點近通訊方式，連接點近300個，電纜長度為個，電纜長度為2km

4、，質量為全車的，質量為全車的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，質量化和智能化控制，減少了電纜總量，質量減輕減輕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）數(shù)據(jù)信息傳遞速率快，可達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來表示不同的開關動作、信號解碼碼信號來表示不同的開關動作、信號解碼后根據(jù)指令接通或斷開對應的用電設備后根據(jù)指令接通或斷開對應的用電設

5、備(動動力系統(tǒng)、前照燈、刮水器、電動座椅等力系統(tǒng)、前照燈、刮水器、電動座椅等)，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，自我保護功能好，不受外界電磁波干擾，自我保護功能好，不受外界電磁波干擾，也不產生干擾電磁波，整體可靠性和安全也不產生干擾電磁波，整體可靠性和安全性好。性好。因為是因為是“蹺板信號蹺板信號”，每根導體的零位，每根導體的零位線將因干擾移動相同的量，電壓差保持不變，線將因干擾移動相同的量，電壓差保持不變，對伩號沒有影響。對伩號沒有影響。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）兩用模塊，又叫：節(jié)點） ?？刂茊卧稍O置在各系統(tǒng)?？刂茊卧稍O置在各系統(tǒng)的的ECU中，中，或就近單獨安裝?；蚓徒鼏为毎惭b。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)送等多項功能。成，具有接收、判斷、解碼、緩存、發(fā)送等多項功能。各控制單元用不同的各控制單元用不同的“編碼信號編碼信號”，以極高的，以極高的通訊速率進行編碼信號傳輸（通訊速率進行編碼信號傳輸（ms），它代表），它代表

7、了不同的開關信號和傳感器信號，經控制單元了不同的開關信號和傳感器信號，經控制單元解碼處理后，以電壓信號發(fā)令執(zhí)行元件動作，解碼處理后，以電壓信號發(fā)令執(zhí)行元件動作，完成完成“電噴系統(tǒng)電噴系統(tǒng)”、“動力傳遞系統(tǒng)動力傳遞系統(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。應該說明，各電控系統(tǒng)的應該說明，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（動中（動力系統(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)，每個控制單元多路信息傳輸系統(tǒng)，每個控制單元BUS（控制器、收發(fā)器、處理器、節(jié)點），外部連（控制器、收發(fā)器、處理器、節(jié)點），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；時間為；時間為0.25ms；間隔；間隔7ms發(fā)送一次），用于：電噴系統(tǒng)和動力傳遞發(fā)送一次），用于：電噴系統(tǒng)和動力傳遞系統(tǒng)及系統(tǒng)及ABS制動系統(tǒng)等。制動系統(tǒng)等。CAN低速線（通訊速率為低速線（通訊速率為100kb/s；時間；時間

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脈沖信號的電位相反，如果一屏蔽層，它傳輸?shù)木幋a脈沖信號的電位相反，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，同時也不終等于恒值，從而不受外界電磁波的干擾，同時也不向外輻射電磁波。向外輻射電磁波。因為干擾信號的方向和程度是相同因為干擾

10、信號的方向和程度是相同的，每根導線的零位線會移動相同的量，其電壓差是的，每根導線的零位線會移動相同的量，其電壓差是不會改變。不會改變。 應該說明：兩個導體間的不同的電壓信號，應該說明：兩個導體間的不同的電壓信號，又稱：又稱：“差分信號差分信號”，信號值為兩個導體間的電，信號值為兩個導體間的電壓差，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：“蹺板信蹺板信號號”，CAN-BUS總線信號也是如此。其好處有總線信號也是如此。其好處有二二 ： A、基準電壓中的數(shù)值，有高、有低，、基準電壓中的數(shù)值，有高、有低，分辯率

11、高；分辯率高； B、信號的防電磁干擾能力好，免疫力強。、信號的防電磁干擾能力好，免疫力強。 各各“控制單元控制單元”聯(lián)網控制著多個執(zhí)行元件，聯(lián)網控制著多個執(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)信號向總線發(fā)送編碼數(shù)據(jù)信號（一個節(jié)點的信息，多個節(jié)點接收，叫：廣（一個節(jié)點的信息，多個節(jié)點接收，叫：廣播），各控制單元會檢查和判斷數(shù)據(jù)是否是所播），各控制單元會檢查和判斷數(shù)據(jù)是否是所需的信號，如果是即轉換為電壓信號，使執(zhí)行需的信號，如果是即轉換為電壓信號，使執(zhí)行元件動作，完成各自的工況控制。元件動作，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（網關），減少連接線

12、數(shù)量。（網關），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中或單獨安裝，它中或單獨安裝，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-檢測接口進行診斷，方法與普通車系相同。檢測接口進行診斷，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)動機發(fā)動機/變速器變速器CAN總線不可靠信號?？偩€不可靠信號。 B、故障代碼、故障代碼-P1854數(shù)據(jù)總線傳動硬件損壞（發(fā)動機數(shù)據(jù)總線傳動硬件損壞（發(fā)動機/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-與動力轉向與動力轉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電腦內部電腦內部電路故障。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，是否導通或短路。間，是否導通或短路。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波形，應以電位相兩股線上的通訊脈沖電壓信號波形，應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波形實例：波形實例： （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、光學網絡系統(tǒng)、光學網絡系統(tǒng)MOST：1、光學網絡系統(tǒng)、光學網絡系統(tǒng)MOST的優(yōu)點：的優(yōu)點：光導線用玻璃纖維制成，傳送數(shù)字信號，它速光導線用玻璃纖維制成，傳送數(shù)字信號，它速率高，數(shù)據(jù)量大，信號衰減小，耐腐蝕，不易率高，數(shù)據(jù)量大，信號衰減小，耐腐蝕，不易被外界干擾，無短路危險，但斷路后無法修復。被外界干擾，無短路危險，但斷路后無法修復。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、光學網絡系統(tǒng)、光學網絡系統(tǒng)MOST工作原理：工作原理：它利用光導纖維傳遞數(shù)字信號，控制單元將電脈沖信它利用光導纖維傳遞數(shù)字信號，控制單元將電脈沖信號轉化為光脈沖信號，經光纖維傳送到又一個控制單號轉化為光脈沖信號，經光纖維傳送到又一個控制單元，再轉化為電脈沖信號，完成控制過程。元，再轉化為電脈沖信號，完成控制過程。它是由：光源、光導纖維、光接收機，三部分組成，它是由：光源、光導纖維、光接收機，三部分組成，統(tǒng)稱統(tǒng)稱“光耦合