汽车线控底盘与智能控制课件：调研分析 CAN 总线

CAN总线调试调研分析CAN总线汽车线控底盘与智能控制1任务引入Tasktointroduce在汽车中，从行驶、制动、转向控制系统到安全系统以及舒适性能系统都使用到CAN总线。线控底盘使用了线(电信号)的形式来取代传统的机械、液压或气动等形式的连接，了解CAN总线是每一名测试工程师的基本功。03CAN总线应用场景02CAN总线特点01CAN总线发展历程与定义目录CONTENTS新

授NewTeachingCAN总线发展历程与定义01CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork)的简称,是20世纪80年代初德国博世(Bosch)公司为解决现代汽车中众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种通信总线。最初CAN总线被设计为汽车环境中的微控制器之间的通讯工具，可在各个电子控制单元ECU(EIectricControlUnit)节点之间交换信息，形成汽车电子控制网络。目前在国际上，CAN总线是在汽车上应用最多、最为普遍的一种总线技术。1.CAN的定义CAN总线发展历程与定义011.CAN的历史时间事件1986年Bosch在汽车工程师协会（SAE）大会公布CAN通讯协议1987年英特尔（Intel）和飞利浦（Philips）先后推出CAN控制器芯片1991年Bosch颁布CAN2.0技术规范，在原基础上进行了升级1993年ISO（国际标准化组织）颁布CAN国际标准ISO-118981994年SAE颁布基于CAN的J1939标准1995年发布了经过完全修订的CANopen通信配置文件，并在短短五年内成为欧洲最重要的标准化嵌入式网络2012年博世与其他CAN专家合作，预先开发了CANFD规范，该规范于2012年在德国哈姆巴赫城堡举行的第13届国际CAN会议上正式推出2018年德国CiA（CANinAutomation）协会开始开发第三代基于CAN的数据链路层协议CANXL2020年由于疫情取消了国际CAN会议的执行，2020年的国际CAN会议改为线上举行，主题是CANXL。CANXL速度提升至10Mbps，同时保持CAN协议的优势以及与CAN和CANFD的兼容性。CAN总线是一种控制器之间数据交换的数据通信协议，它是一种多主总线(即在网络上的各个节点，谁都不是主机，谁都可以主动发起通信)，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。通信速率最高可达1Mb/s。02CAN总线特点2.CAN总线特点CAN为多主方式工作,网络上任意一个节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主机和从机。CAN节点只需要通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据。02CAN总线特点1.多主控制CAN总线具有无可比拟的优越性。它具有以下显著特点:2.多种方式传送接收数据CAN的直接通信距离最远可达10km(速率5kbps以下)。CAN的每信息都有CRC(循环冗余码)校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。02CAN总线特点3.低速CAN的通信距离远CAN总线具有无可比拟的优越性。它具有以下显著特点:5.具有检错措施报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。4.采用短帧结构CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上的其它节点的操作不受影响。6.节点错误后自关闭CAN总线应用场景03汽车上的网络连接方式需采用两条CAN总线：一条用于驱动系统的高速CAN总线，速率达到500kbit/s;另一条用于车身系统的低速CAN总线，速率为10kbit/s。高速CAN总线主要连接发动机、自动变速器等对通信实时性有较高要求的系统;低速CAN总线主要连接灯光、电动车窗、自动空调及信息显示系统等，多为低速电动机和开关量器件，对实时性要求低而数量众多。不同速度的CAN网络之间通过网关连接。1.CAN总线的应用实例CAN总线应用场景03对汽车CAN总线上的信号进行采集时，需要确定所采集的信号处于哪个CAN网络中，以便于设置合适的CAN通道波特率。如下图所示。CAN总线应用场景032.CAN总线技术在乘用车上的应用（1）在国产车中：CAN总线技术在长安汽车上的应用长安汽车某车型主要应用两条CAN总线，按照传输速度区分为高速网络和中速网络。高速总线主要用于安全辅助系统单元、发动机电子控制系统单元、ABS(防抱死制动控制系统)控制单元等。中速总线主要用于安全气囊控制单元、收音机控制单元、导航系统控制单元、显示单元等。CAN总线应用场景032.CAN总线技术在乘用车上的应用CAN总线技术在长安汽车上的应用CAN总线应用场景032.CAN总线技术在乘用车上的应用（1）在合资车中：CAN总线术在奥汽车上的应用奥迪汽车某车型应用三条CAN总线，按照功能模块来区分为驱动总线、舒适总线、显示(信息娱乐)总线来控制。驱动总线主要用于控制和监测发动机控制单元、自动变速箱控制单元、安全气囊控制单元等。舒适总线主要用于控制和监测空调控制单元、轮胎压力监控控制单元、电动门窗控制单元、电动座椅控制单元等。CAN总线应用场景032.CAN总线技术在乘用车上的应用显示(信息娱乐)总线主要用于控制和监测车载电话控制单元、收音机控制单元、导航系统控制单元等。如图所示。CAN总线应用场景033.CAN总线技术在电动车上的应用特斯拉电动汽车某车型应用五条CAN总线，分别为ThermalCAN、PTCAN、CHCAN、BodyFTCAN、BodyCAN。ThermalCAN主要用于监测和控制汽车空调压缩机控制单元。PTCAN主要用于监测和控制汽车驱动控制单元。CHCAN主要用于监测和控制汽车仪表单元于胎压单元。BodFTCAN主要用于监测和控制汽车车内温度控制单元。BodyCAN主要用于监测和控制汽车车身单元。CAN总线应用场景033.CAN总线技术在电动车上的应用CAN总线在特斯拉电动汽车某车型上的应用CAN总线应用场景034.CAN总线技术在某一体化泵车工程车上的应用一体化泵车工程车辆底盘电气系统主要应用三种CAN总线,分别为：动力CAN总线车身CAN总线上装CAN总线动力现场总线主要用于控制和监测模块ABS、自动变速箱模块、发动机控制模块等。车身CAN总线主要用于控制和监测总线仪表模块、视频机模块、中央控制模块等。上装CAN总线如图主要用于控制和监测SYMC模块。CAN总线应用场景034.CAN总线技术在某一体化泵车工程车上的应用CAN总线在一体化泵车工程车辆上的应用CAN总线应用场景035.CAN总线技术在智能网联汽车上的应用传统的汽车网络架构主要是由CAN总线组成，车内分布式电控单元ECU按照功能划分为动力总成、车身控制、辅助驾驶等总线区域;车窗、车灯、天窗等则通过LIN总线接入CAN网络。在新一代智能网联车的浪潮下，随着车载ECU的与日倍增以及处理器运算能力和硬件的高速发展，连接ECU的网络需要更大的带宽，这一需求远超CAN等传统车载网络的容量极限。因此,比较明确的趋势是向CANFD过渡,CANFD提供了64字节的数据吞吐量以及最高5Mbps的传输速率。由于车载以太网具有高带宽、低延迟、低成本的特性,在新一代整车架构中将替代CAN总线成