CAN多路信息传输系统浅说

CAN多路信息传输系统浅说山东交通学院吴际璋现代汽车的电气设备内容：现代汽车的电缆布局一、CAN多路信息传输系统的概念和优点：

CAN-BUS是英文ControllerAreaNetwork的缩写，是“多路信息传输系统”之意。它由：数据总线和控制单元组成。所谓“数据总线”是指：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，用不同的时间、频率、幅值的数字编码语言（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。各种信息搭乘了公共汽车BUS而共享，故称：CAN-BUS。例如：计算机（电脑）的键盘上有104个键位，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，连接线上的电平组合（编码信号）能完成大量的文字和图表及运算成果。用这种方法使汽车的电气系统工作，使电路系统更加“集成化”和“智能化”。

CAN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系中。如：奥迪Audi-A6；宝来Bora；波罗Polo等车系中。二、CAN多路信息传输系统的优点是：

（1）传统的电气设备，是以点对点的单一通讯方式，连接点近300个，电缆长度为2km，质量为全车的4%，而CAN多路信息传输系统，为一线多用，公共数据（如：Sp、Tps、Vss等），信息资源共享，集成化和智能化控制，减少了电缆总量，质量减轻9~17kg，降低了成本。（2）数据信息传递速率快，可达500kb/s（每秒500千字节）,它可以通过不同的编码信号来表示不同的开关动作、信号解码后根据指令接通或断开对应的用电设备(动力系统、前照灯、刮水器、电动座椅等)，智能化控制功能好。（3）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，也不产生干扰电磁波，整体可靠性和安全性好。因为是“跷板信号”，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，对伩号没有影响。三、CAN多路信息传输系统的连接方式：

CAN数据总线为两条双绞线，连接各系统的“控制单元BUS”，用来传输控制信息，英文又称：XCRS（收发两用模块，又叫：节点）

。控制单元可设置在各系统的ECU中，或就近单独安装。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。各控制单元用不同的“编码信号”，以极高的通讯速率进行编码信号传输（ms），它代表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，完成“电喷系统”、“动力传递系统”、“车身系统”的各种工况控制。应该说明，各电控系统的CAN控制单元BUS的模块，可安装于它的ECU中（动力系统的CAN高速线），也可集中的安装在一处或分别安装在最佳部位（车身系统的CAN低速线），以便合理布置和检测更换，因车而异。四、CAN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BUS（控制器、收发器、处理器、节点），外部连接了两条“数据总线”。它分：CAN高速线（通讯速率为500kb/s；时间为0.25ms；间隔7ms发送一次），用于：电喷系统和动力传递系统及ABS制动系统等。CAN低速线（通讯速率为100kb/s；时间为1ms；间隔20ms发送一次），用于：车身控制系统（灯光、门窗等）仪表显示、自诊系统。数据总线为两股缠绕在一起的相互绝缘双绞线，外有屏蔽层，它传输的编码脉冲信号的电位相反，如果一条线为5v；另一条线则为0v，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，同时也不向外辐射电磁波。因为干扰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，其电压差是不会改变。应该说明：两个导体间的不同的电压信号，又称：“差分信号”，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（5V），其平均值是不变的，又叫：“跷板信号”，CAN-BUS总线信号也是如此。其好处有二

：

A、基准电压中的数值，有高、有低，分辩率高；

B、信号的防电磁干扰能力好，免疫力强。各“控制单元”联网控制着多个执行元件，采用“广播的方式”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，使执行元件动作，完成各自的工况控制。实例一：EFI和AT-CAN数据总线连接方式：

共用的6个信号，借用2根CAN线传送共享，节省了导线10余根。实例二：转向EPS数据总线连接方式

（1）多路信息传输系统CAN的高速线、CAN低速线控制单元联网互控，实现信息共享和自我诊断等（如：转速信号SP和车速信号VSS和故障诊断等工作。

（2）30号线是12V常火线，给电脑ESP/ECU的随机存储器RAM，提供常工作电源。

（3）15号线是12V开关控制电源线，受点火开关IG/SW控制，并设有保护熔断丝Fuse。

（4）31号线是接地线。实例三、组合仪表的连接方式：大量的减少连接线的数量。

实例四、有的采用中央控制的方式（网关），减少连接线数量。五、CAN多路信息传输系统的规律知识：

1、每个电控系统的线路中，都有一个独立的“控制模块”（XCRS，又叫：节点），按系统的部件分布情况，就近安装。

2、各种传感器和执行元件，多连接在就近的“控制模块”线路上。

3、各系统的“控制模块”，都有自己的电源线和接地线，通过CAN－H、L线传送信息，完成功能控制。

4、每个“控制模块”，都由其系统的ECU监控工作，都有自己的故障代码输出。

5、为了防止电子数据在终端反射迥荡干扰，影响数据传输，CAN－H、L线终端的“控制模块”中，都设有120Ω或60Ω抗反射干扰电阻。六、几个专用名词解释：

（1）节点—即控制模块和接线点。丰田－Lexus－LS430车的数据总线中，就有29个交换信息的模块。

（2）数据总线—模块间传递数据的通道，是“双绞线”，又叫：BUS。

（3）网络—多条数据总线和模块在一起，相互交流信息，叫：冈络。

（4）网关—使不同传输速度的模块（服务器），实现信息共享，即：信息滙总、分辫、分工，叫：网关。又叫“中央控制单元”。

（5）帧—为了可靠地传输数据，把原始数据分割为许多一定长度的“数据单元”，称为“帧”。它有长短之分。

（6）毕特率bit/s－每秒传输的二进制的位数（高、低电平的0或1）。

（7）通讯速率—每秒多少个千字节Kb/s。七、CAN多路信息传输系统的检修方法：

1、数据控制单元在ECU中或单独安装，它的故障信息可利用该车系的“专用检码器”，连接OBD-Ⅱ检测接口进行诊断，方法与普通车系相同。例如：

A、故障代码－P1625

发动机/变速器CAN总线不可靠信号。

B、故障代码-－P1854

数据总线传动硬件损坏（发动机/变速器控制器损坏）。

C、故障代码U－0001－CAN总线断路。D、故障代码：U0131-与动力转向控制模圤失去通讯。

分析-有三种可能？

（1）EPS控制单元故障；（2）CAN-H-L线断路或短路；（3）ECM电脑内部电路故障。例如:一台别克轿车，出现发动机启动困难，加速无力现象，故障灯点亮。

1、先检查油电路－油压和电火花均正常。

2、检取故障代码－有3个：

U0073－CAN总线通讯故障；

U0100－发动机控制模块失去通讯

U0101－变速器控制模块失去通讯。

3、分析－因为是多路传输、信息共享，一个系统的故障，CAN可能使多个系统报警。主要矛盾是发动机控制模块故障。

4、排除－真性故障是启动困难，应先更换发动机控制模块，匹配消码后，顺利启动，工作正常，其他故障代码是假性故障。2、双绞线数据电缆，数据总线的故障可利用电测量法（电压和电阻），测量总线、支线、模块间，是否导通或短路。

3、利用“示波器”，连接仪表盘后方的CAN数据总线“2P接口”或16孔检查连接器的2P孔，检测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。4、CAN-BUS波形实例：

（1）正常波形：低速线L和高速线H波形对称，但电位相反。（2）高速线H断路：（3）低速线L断路：（4）高速线H对地短路：（5）低速线L对地短路：（6）高速线H和低速线L都对地短路：（7）低速线L和高速线H相互短路：八、光学网络系统MOST：

1、光学网络系统MOST的优点：

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、GPS等系统。2、光学网络系统MOST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。

它是