CAN多路信息传输系统浅说

1、CAN多路信息传输系统浅说多路信息传输系统浅说山东交通学院山东交通学院 吴际璋吴际璋现代汽车的电气设备内容：现代汽车的电气设备内容：现代汽车的电缆布局现代汽车的电缆布局一、一、CAN多路信息传输系统的概念和优点：多路信息传输系统的概念和优点：CAN-BUS是英文是英文Controller Area Network的缩的缩写，是写，是“多路信息传输系统多路信息传输系统”之意。它由：数据之意。它由：数据总线和控制单元组成。所谓总线和控制单元组成。所谓“数据总线数据总线”是指：是指：一条线上可传递许多信号，可以被多个系统共享，一条线上可传递许多信号，可以被多个系统共享，通过控制单元的处理，用不同的时

2、间、频率、幅通过控制单元的处理，用不同的时间、频率、幅值的数字编码语言（一长串二进制高低电平信值的数字编码语言（一长串二进制高低电平信号），完成汽车各控制系统的工况控制。各种信号），完成汽车各控制系统的工况控制。各种信息搭乘了公共汽车息搭乘了公共汽车BUS而共享，故称：而共享，故称：CAN-BUS。例如：计算机（电脑）的键盘上有例如：计算机（电脑）的键盘上有104个个键位，可以发送百多个指令，但键盘和主键位，可以发送百多个指令，但键盘和主机之间的数据线只有七根，连接线上的电机之间的数据线只有七根，连接线上的电平组合（编码信号）能完成大量的文字和平组合（编码信号）能完成大量的文字和图表及运算成果

3、。用这种方法使汽车的电图表及运算成果。用这种方法使汽车的电气系统工作，使电路系统更加气系统工作，使电路系统更加“集成化集成化”和和“智能化智能化”。CAN多路信息传输系统，是德国多路信息传输系统，是德国Bosch公司研发的新技术，己广泛的用于大众车公司研发的新技术，己广泛的用于大众车系中。如：奥迪系中。如：奥迪Audi-A6；宝来；宝来Bora；波；波罗罗Polo等车系中。等车系中。二二 、CAN多路信息传输系统的优点是：多路信息传输系统的优点是：（1）传统的电气设备，是以点对点的单一）传统的电气设备，是以点对点的单一通讯方式，连接点近通讯方式，连接点近300个，电缆长度为个，电缆长度为2km

4、，质量为全车的，质量为全车的4%，而，而CAN多路信息多路信息传输系统，为一线多用，公共数据（如：传输系统，为一线多用，公共数据（如：Sp、Tps、Vss等），信息资源共享，集成等），信息资源共享，集成化和智能化控制，减少了电缆总量，质量化和智能化控制，减少了电缆总量，质量减轻减轻917kg，降低了成本。，降低了成本。（2）数据信息传递速率快，可达）数据信息传递速率快，可达500kb/s（每秒（每秒500千字节）千字节）,它可以通过不同的编它可以通过不同的编码信号来表示不同的开关动作、信号解码码信号来表示不同的开关动作、信号解码后根据指令接通或断开对应的用电设备后根据指令接通或断开对应的用电设

5、备(动动力系统、前照灯、刮水器、电动座椅等力系统、前照灯、刮水器、电动座椅等)，智能化控制功能好。智能化控制功能好。 （3）两条有屏蔽的双绞铠装电缆线，）两条有屏蔽的双绞铠装电缆线，自我保护功能好，不受外界电磁波干扰，自我保护功能好，不受外界电磁波干扰，也不产生干扰电磁波，整体可靠性和安全也不产生干扰电磁波，整体可靠性和安全性好。性好。因为是因为是“跷板信号跷板信号”，每根导体的零位，每根导体的零位线将因干扰移动相同的量，电压差保持不变，线将因干扰移动相同的量，电压差保持不变，对伩号没有影响。对伩号没有影响。三、三、CAN多路信息传输系统的连接方多路信息传输系统的连接方式：式：CAN数据总线为

6、两条双绞线，连接各系统的数据总线为两条双绞线，连接各系统的“控制单元控制单元BUS”，用来传输控制信息，英文又称：，用来传输控制信息，英文又称：XCRS（收发（收发两用模块，又叫：节点）两用模块，又叫：节点） 。控制单元可设置在各系统。控制单元可设置在各系统的的ECU中，中，或就近单独安装。或就近单独安装。它是由控制器和收发器组它是由控制器和收发器组成，具有接收、判断、解码、缓存、发送等多项功能。成，具有接收、判断、解码、缓存、发送等多项功能。各控制单元用不同的各控制单元用不同的“编码信号编码信号”，以极高的，以极高的通讯速率进行编码信号传输（通讯速率进行编码信号传输（ms），它代表），它代表

7、了不同的开关信号和传感器信号，经控制单元了不同的开关信号和传感器信号，经控制单元解码处理后，以电压信号发令执行元件动作，解码处理后，以电压信号发令执行元件动作，完成完成“电喷系统电喷系统”、“动力传递系统动力传递系统”、“车车身系统身系统”的各种工况控制。的各种工况控制。应该说明，各电控系统的应该说明，各电控系统的CAN控制单元控制单元BUS的模块，可安装于它的的模块，可安装于它的ECU中（动中（动力系统的力系统的CAN高速线），也可集中的安高速线），也可集中的安装在一处或分别安装在最佳部位（车身系装在一处或分别安装在最佳部位（车身系统的统的CAN低速线），以便合理布置和检低速线），以便合理布

8、置和检测更换，因车而异。测更换，因车而异。四、四、CAN多路信息传输系统的工作原理：多路信息传输系统的工作原理：CAN多路信息传输系统，每个控制单元多路信息传输系统，每个控制单元BUS（控制器、收发器、处理器、节点），外部连（控制器、收发器、处理器、节点），外部连接了两条接了两条“数据总线数据总线”。它分：。它分：CAN高速线高速线（通讯速率为（通讯速率为500kb/s；时间为；时间为0.25ms；间隔；间隔7ms发送一次），用于：电喷系统和动力传递发送一次），用于：电喷系统和动力传递系统及系统及ABS制动系统等。制动系统等。CAN低速线（通讯速率为低速线（通讯速率为100kb/s；时间；时间

9、为为1ms；间隔；间隔20ms发送一次），用于：发送一次），用于：车身控制系统（灯光、门窗等）仪表显示、车身控制系统（灯光、门窗等）仪表显示、自诊系统。自诊系统。数据总线为两股缠绕在一起的相互绝缘双绞线，外有数据总线为两股缠绕在一起的相互绝缘双绞线，外有屏蔽层，它传输的编码脉冲信号的电位相反，如果一屏蔽层，它传输的编码脉冲信号的电位相反，如果一条线为条线为5v；另一条线则为；另一条线则为0v，两条线的电压和总量始，两条线的电压和总量始终等于恒值，从而不受外界电磁波的干扰，同时也不终等于恒值，从而不受外界电磁波的干扰，同时也不向外辐射电磁波。向外辐射电磁波。因为干扰信号的方向和程度是相同因为干扰

10、信号的方向和程度是相同的，每根导线的零位线会移动相同的量，其电压差是的，每根导线的零位线会移动相同的量，其电压差是不会改变。不会改变。 应该说明：两个导体间的不同的电压信号，应该说明：两个导体间的不同的电压信号，又称：又称：“差分信号差分信号”，信号值为两个导体间的电，信号值为两个导体间的电压差，其高低电位的总和，总等于参考电压压差，其高低电位的总和，总等于参考电压（5V），其平均值是不变的，又叫：），其平均值是不变的，又叫：“跷板信跷板信号号”，CAN-BUS总线信号也是如此。其好处有总线信号也是如此。其好处有二二 ： A、基准电压中的数值，有高、有低，、基准电压中的数值，有高、有低，分辩率

11、高；分辩率高； B、信号的防电磁干扰能力好，免疫力强。、信号的防电磁干扰能力好，免疫力强。 各各“控制单元控制单元”联网控制着多个执行元件，联网控制着多个执行元件，采用采用“广播的方式广播的方式”向总线发送编码数据信号向总线发送编码数据信号（一个节点的信息，多个节点接收，叫：广（一个节点的信息，多个节点接收，叫：广播），各控制单元会检查和判断数据是否是所播），各控制单元会检查和判断数据是否是所需的信号，如果是即转换为电压信号，使执行需的信号，如果是即转换为电压信号，使执行元件动作，完成各自的工况控制。元件动作，完成各自的工况控制。有的采用中央控制的方式有的采用中央控制的方式（网关），减少连接线

12、数量。（网关），减少连接线数量。即：信息滙总、分辫、分工，即：信息滙总、分辫、分工，七七、CAN多路信息传输系统的检修方法：多路信息传输系统的检修方法： 1、数据控制单元在、数据控制单元在ECU中或单独安装，它中或单独安装，它的故障信息可利用该车系的的故障信息可利用该车系的“专用检码器专用检码器”，连接，连接OBD-检测接口进行诊断，方法与普通车系相同。检测接口进行诊断，方法与普通车系相同。例如：例如：A、故障代码、故障代码P1625发动机发动机/变速器变速器CAN总线不可靠信号。总线不可靠信号。 B、故障代码、故障代码-P1854数据总线传动硬件损坏（发动机数据总线传动硬件损坏（发动机/变速

13、器控制变速器控制器损坏）。器损坏）。 C、故障代码故障代码U0001CAN总线断路。总线断路。D、故障代码：U0131-与动力转向与动力转向控制模圤失去通讯。控制模圤失去通讯。分析分析-有三种可能？有三种可能？（1）EPS控制单元控制单元故障；（故障；（2）CAN-H-L线断路或短路；线断路或短路；（3）ECM电脑内部电脑内部电路故障。电路故障。2、双绞线数据电缆，数据总线的故障可利用电、双绞线数据电缆，数据总线的故障可利用电测量法测量法（电压和电阻）（电压和电阻），测量总线、支线、模块，测量总线、支线、模块间，是否导通或短路。间，是否导通或短路。3、利用、利用“示波器示波器” ，连接仪表盘后

14、方的，连接仪表盘后方的CAN数据数据总线总线“2P接口接口”或或16孔检查连接器的孔检查连接器的2P孔，检测孔，检测两股线上的通讯脉冲电压信号波形，应以电位相两股线上的通讯脉冲电压信号波形，应以电位相反的对称波形出现。反的对称波形出现。4、CAN-BUS波形实例：波形实例： （1）正常波形：低速线）正常波形：低速线L和高速线和高速线H波形波形对称对称 ，但电位相反。，但电位相反。（2）高速线）高速线H断路：断路：（3）低速线）低速线L断路：断路： （4）高速线）高速线H对地短路：对地短路： （5）低速线）低速线L对地短路：对地短路：（6）高速线）高速线H和低速线和低速线L都对地短路：都对地短路

15、：（7）低速）低速线线L和高速线和高速线H相互短路：相互短路：八八、光学网络系统、光学网络系统MOST：1、光学网络系统、光学网络系统MOST的优点：的优点：光导线用玻璃纤维制成，传送数字信号，它速光导线用玻璃纤维制成，传送数字信号，它速率高，数据量大，信号衰减小，耐腐蚀，不易率高，数据量大，信号衰减小，耐腐蚀，不易被外界干扰，无短路危险，但断路后无法修复。被外界干扰，无短路危险，但断路后无法修复。多用于音响、电话、电视、多用于音响、电话、电视、GPS等系统。等系统。 2、光学网络系统、光学网络系统MOST工作原理：工作原理：它利用光导纤维传递数字信号，控制单元将电脉冲信它利用光导纤维传递数字信号，控制单元将电脉冲信号转化为光脉冲信号，经光纤维传送到又一个控制单号转化为光脉冲信号，经光纤维传送到又一个控制单元，再转化为电脉冲信号，完成控制过程。元，再转化为电脉冲信号，完成控制过程。它是由：光源、光导纤维、光接收机，三部分组成，它是由：光源、光导纤维、光接收机，三部分组成，统称统称“光耦合