現(xiàn)代汽車CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)a

1、現(xiàn)代汽車CAN-BUS多路信息傳輸系統(tǒng)汽車工作室CAN是控制單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò)Controller Area Network的縮寫含義是控制單元通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換CAN數(shù)據(jù)總線可比作公共汽車公共汽車可以同時(shí)運(yùn)輸大量乘客CAN數(shù)據(jù)總線包含大量的數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)傳遞的形式目前，在汽車上應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸形式有兩種：形式1每項(xiàng)信息均通過各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換在該例中，共需要5條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞也就是說，每項(xiàng)信息都需要一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)線隨著汽車控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，所需傳輸?shù)男畔⒘恳苍絹碓酱笠虼藬?shù)據(jù)線的數(shù)量和控制單元的針腳數(shù)也會(huì)相應(yīng)增加所以這種數(shù)據(jù)傳遞形式只適用于有限信息兩的數(shù)據(jù)交換和傳輸形式2各控制單元之間的所

2、有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換CAN數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)傳輸形式1相比，CAN數(shù)據(jù)總線，所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞相同的數(shù)據(jù)只須通過CAN數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的兩根雙向數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞通過該種數(shù)據(jù)傳遞形式，所有的信息，不管控制單元的多少和信息容量的大小，都可以通過這兩條數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞，所以，如果控制單元間進(jìn)行大量的信息交換，CAN數(shù)據(jù)點(diǎn)線也能完全勝任CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般說來，一個(gè)控制單元從整個(gè)系統(tǒng)中獲得的信息越多，該控制單元協(xié)調(diào)自身的功能會(huì)越好CAN數(shù)據(jù)總線作為控制單元之間的一種數(shù)據(jù)傳遞形式，它將各個(gè)控制單元連接形成一個(gè)完整的系統(tǒng)動(dòng)力控制CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)

3、點(diǎn)如果需要增加額外信息，只需修改軟件即可通過控制單元和輔助安全措施對傳遞信息的持續(xù)檢查，可以達(dá)到最低的故障率利用最少的傳感器信號(hào)線傳輸多用途的傳感信號(hào)控制單元間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳遞控制單元 和控制單元插角最少化應(yīng)用，從而節(jié)省更多有用空間CAN數(shù)據(jù)總線符合國際標(biāo)準(zhǔn)，便于不同的控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換CAN數(shù)據(jù)總線中的數(shù)據(jù)傳遞就像一個(gè)電話會(huì)議一個(gè)電話用戶（控制單元）將數(shù)據(jù)“講入”網(wǎng)絡(luò)中，其他用戶通過網(wǎng)絡(luò)“接聽”這個(gè)數(shù)據(jù)CANCAN數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑頂?shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑韺@個(gè)數(shù)據(jù)感興趣的用戶就會(huì)利用數(shù)據(jù)，而其他用戶則選擇忽略CANCAN數(shù)據(jù)總線的構(gòu)成數(shù)據(jù)總線的構(gòu)成CAN數(shù)據(jù)總線由1個(gè)控制器、1個(gè)收發(fā)器

4、、2個(gè)數(shù)據(jù)傳輸終端和2條數(shù)據(jù)傳遞線構(gòu)成CANCAN數(shù)據(jù)總線各部件的功能數(shù)據(jù)總線各部件的功能CAN控制器的功能接收在控制單元中的微處理器中的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)并傳送給CAN收發(fā)器接受CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)，處理并傳送給微處理器CAN收發(fā)器的功能是一個(gè)發(fā)送器和接收器的組合將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并通過數(shù)據(jù)線發(fā)送出去接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到CAN控制器數(shù)據(jù)傳輸終端的功能是一個(gè)電阻器阻止數(shù)據(jù)在傳輸終了被反射回來并產(chǎn)生反射波因?yàn)榉瓷洳〞?huì)破壞數(shù)據(jù)用以傳輸數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)線分為CAN高位數(shù)據(jù)線（CAN-HIGH）和CAN低位數(shù)據(jù)線（CAN-LOW）數(shù)據(jù)總線沒有指定接收器，數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送并由各控制單元接

5、受和計(jì)算數(shù)據(jù)傳遞線的功能CAN數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳遞過程提供數(shù)據(jù)控制單元向CAN控制器提供需要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)CAN收發(fā)器接收由CAN控制器傳來的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)為電信號(hào)并發(fā)送接收數(shù)據(jù)CAN系統(tǒng)中，所有控制單元轉(zhuǎn)為接收器檢查數(shù)據(jù)控制單元檢查判斷所接收的數(shù)據(jù)是否所需要的數(shù)據(jù)接受數(shù)據(jù)如接收的數(shù)據(jù)重要，它將被接受并進(jìn)行處理。否則忽略CAN數(shù)據(jù)總線傳遞數(shù)據(jù)的構(gòu)成CAN數(shù)據(jù)總線在極短的時(shí)間里，在各控制單元間傳遞數(shù)據(jù)，可將其分為7個(gè)部分CAN數(shù)據(jù)總線傳遞的數(shù)據(jù)由多位構(gòu)成。在數(shù)據(jù)中，位數(shù)的多少由數(shù)據(jù)域的大小決定（一位是信息的最小單位單位時(shí)間電路狀態(tài)。在電子學(xué)中，一位只有0或1兩個(gè)值。也就是只有”是“和”不是“兩個(gè)狀態(tài)

6、）數(shù)據(jù)的形成圖表如下：該形式在兩條數(shù)據(jù)傳輸線上是一樣的開始域：標(biāo)志數(shù)據(jù)開始。帶有大約5V電壓（由系統(tǒng)決定）的1位，被送入高位CAN線；帶有大約0V電壓的1位被送入低位CAN線。狀態(tài)域：判定數(shù)據(jù)中的優(yōu)先權(quán)。如果兩個(gè)控制單元都要同時(shí)發(fā)送各自的數(shù)據(jù)，那么，具有較高優(yōu)先權(quán)的控制單元，優(yōu)先發(fā)送檢查域：顯示在數(shù)據(jù)域中所包含的信息項(xiàng)目數(shù)。在本部分允許任何接收器檢查是否已經(jīng)接收到所傳遞過來的所有信息。數(shù)據(jù)域：在數(shù)據(jù)域中，信息被傳遞到其他控制單元。確認(rèn)域：在此，接收器信號(hào)通知發(fā)送器，接收器已經(jīng)正確收到數(shù)據(jù)。若檢查到錯(cuò)誤，接收器立即通知發(fā)送器，發(fā)送器然后再發(fā)送一次數(shù)據(jù)結(jié)束域：標(biāo)志數(shù)據(jù)報(bào)告結(jié)束。在此是顯示錯(cuò)誤并重復(fù)

7、發(fā)送數(shù)據(jù)的最后一次機(jī)會(huì)安全域：檢測傳遞數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)是如何產(chǎn)生的？數(shù)據(jù)由多位構(gòu)成每1位只有0或1兩個(gè)值或狀態(tài)。下面以燈開關(guān)為例說明帶有0或1的狀態(tài)是如何產(chǎn)生的。燈開關(guān)打開或關(guān)閉，這說明燈開關(guān)有兩個(gè)不同的狀態(tài)。燈開關(guān)處于值1的狀態(tài)：開關(guān)閉合，燈亮開關(guān)處于值0的狀態(tài)：開關(guān)打開，燈不亮位值為1的狀態(tài)：CAN發(fā)送器打開，在舒適系統(tǒng)中電壓為5V，在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，電壓大約為2.5V。相同電壓施加在傳遞線上。從原理上講，CAN數(shù)據(jù)總線的功能與此完全相同，CAN發(fā)送器也能產(chǎn)生2個(gè)不同位狀態(tài)位值為0的狀態(tài)：CAN發(fā)送器關(guān)閉，接地；傳輸線同樣接地，大約為0V通過2個(gè)位，可以產(chǎn)生4個(gè)變化每1項(xiàng)信息均可以由每個(gè)

8、變化狀態(tài)表示，并與所有的控制單元相聯(lián)系信息通過2個(gè)連續(xù)位進(jìn)行傳遞例釋隨著位數(shù)的增加，信息量增加情況1位的位值變化產(chǎn)生信息2位的位值變化產(chǎn)生信息3位的位值變化產(chǎn)生信息0V10 0V；0V100V；0V；0V105V20 0V；5V200V；0V；5V205V；0V300V；5V；0V305V；5V400V；5V；5V405V；0V；0V505V；0V；5V605V；5V；0V705V；5V；5V80CAN數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)分配如果多個(gè)控制單元要同時(shí)發(fā)送各自的數(shù)據(jù)，那么系統(tǒng)就必須決定哪個(gè)控制單元首先進(jìn)行發(fā)送具有最高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)，首先發(fā)送基于安全考慮，由ABS/EDL控制單元提供的數(shù)據(jù)比自動(dòng)變速器控制單

9、元提供的數(shù)據(jù)（駕駛舒適）更重要，因此具有優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)如何進(jìn)行分配？每個(gè)位都有1個(gè)值，該值定義為電位這樣就有2個(gè)可能：高電位或低電位位電壓位值電位0V0高電位5V1低電位如何確認(rèn)數(shù)據(jù)報(bào)告的優(yōu)先權(quán)？在狀態(tài)域中，由11位組成的編碼，其數(shù)據(jù)的組合形式?jīng)Q定了數(shù)據(jù)的優(yōu)先權(quán)。下面是3組不同數(shù)據(jù)報(bào)告的優(yōu)先權(quán)：優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)報(bào)告狀態(tài)域形式1Brake1(制動(dòng)1）001 1010 00002Engine1（發(fā)動(dòng)機(jī)1）010 1000 00003Gearbox1（變速器1）100 0100 00003個(gè)控制單元同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)，在數(shù)據(jù)傳輸線上進(jìn)行一位一位的比較如果1個(gè)控制單元發(fā)送了1個(gè)低電位而檢測到1個(gè)高電位，那么該控

10、制單元就停止發(fā)送而轉(zhuǎn)為接收器例如：ABS/EDL控制單元發(fā)送了1個(gè)高電位MOTRONIC控制單元也發(fā)送了1個(gè)高電位自動(dòng)變速器控制單元發(fā)送了1個(gè)低電位而檢測到1個(gè)高電位，那么它將失去優(yōu)先權(quán)而轉(zhuǎn)為接收器位1位2ABS/EDL控制單元發(fā)送了1個(gè)高電位MOTRONIC控制單元發(fā)送了1個(gè)低電位并檢測到1個(gè)高電位，那么，它也失去優(yōu)先權(quán)，而轉(zhuǎn)為接收器位3ABS/EDL控制單元擁有最高優(yōu)先權(quán)并接收分配的數(shù)據(jù)，該優(yōu)先權(quán)保證其持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)直至發(fā)送終了ABS/EDL控制單元結(jié)束發(fā)送數(shù)據(jù)后，其他控制單元再發(fā)送各自的數(shù)據(jù)CAN數(shù)據(jù)總線的抗干擾車輛在工作過程中，電火花和電磁開關(guān)聯(lián)合作用會(huì)產(chǎn)生電磁干擾；移動(dòng)電話和發(fā)送站以及

11、任何產(chǎn)生電磁波的物體會(huì)產(chǎn)生電磁干擾電磁干擾能夠影響或破壞CAN的數(shù)據(jù)傳送為防止數(shù)據(jù)傳輸受到干擾，2根數(shù)據(jù)傳輸線纏繞在一起，這樣可以防止數(shù)據(jù)線所產(chǎn)生的輻射噪音。2根數(shù)據(jù)線上的電壓是相反的若一根數(shù)據(jù)線上的電壓約為0V；則另一根數(shù)據(jù)線上的電壓就是約為5V這樣2根線的總電壓值仍保持一個(gè)常值從而所產(chǎn)生的電磁場效應(yīng)由于極性相反而相互抵消所以，數(shù)據(jù)傳輸線通過這中方法得到保護(hù)而免受外界輻射干擾同時(shí)，向外輻射時(shí)，實(shí)際上保持中性（即無輻射）舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)縱線連接舒適系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元：一個(gè)中央控制單元兩個(gè)或四個(gè)車門控制單元舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線中央門鎖控制功能電動(dòng)窗控制功能照明開關(guān)控制功能電動(dòng)調(diào)節(jié)和加熱后視

12、鏡控制功能故障自診斷功能舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線傳遞數(shù)據(jù)的功能舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的結(jié)構(gòu)控制單元的各條傳輸線以星狀形式連接匯聚一點(diǎn)若一個(gè)控制單元發(fā)生故障，其他控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)通過車門聯(lián)接所確定的線路較少如果出現(xiàn)對地短路、對正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會(huì)轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運(yùn)行和轉(zhuǎn)為單線模式運(yùn)行由于故障自診斷完全由中央控制單元控制，所以只需要較少的自診斷線由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以較低的速率傳遞，所以發(fā)送器只需較低的功率舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的速率為62.5kbit/s。這意味著它以0125 kbit/s的速率范圍（低速狀態(tài)）傳輸。一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)告?zhèn)鬟f大約需要1ms每個(gè)控制單元

13、每20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的特點(diǎn)中央控制單元駕駛員側(cè)車門前乘客側(cè)車門左后車門右后車門舒適系統(tǒng)控制單元的優(yōu)先權(quán)順序舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線控制單元電路圖駕駛員側(cè)車門控制單元J386前乘客側(cè)車門控制單元J387左后車門控制單元J388右后車門控制單元J389舒適系統(tǒng)中央控制單元J39330號(hào)線保險(xiǎn)絲-中央控制單元15號(hào)線保險(xiǎn)絲-中央控制單元30號(hào)線保險(xiǎn)絲-電動(dòng)窗30號(hào)線保險(xiǎn)絲-中央門鎖高/低位CAN線接地線正極線輸入信號(hào)輸出信號(hào)舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線故障自診斷診斷設(shè)備：目前國內(nèi)通用型故障診斷儀器能進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)總線故障檢測的為金德K80多功能診斷儀，今后將有很多診斷儀器能夠進(jìn)行CA

14、N數(shù)據(jù)總線的檢測診斷。各種汽車的最新版本的專用故障診斷儀均能夠進(jìn)行該車種的CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的故障檢測診斷。例如大眾汽車可以用VAS5051進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)總線的故障檢測診斷。VAS5051故障診斷儀下面以VAS5051為例說明大眾車系舒適系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線的故障檢測診斷方法步驟：說明：在故障診斷和故障檢測過程中，通過CAN數(shù)據(jù)總線傳遞信息的所有控制單元均被認(rèn)為是一個(gè)完整系統(tǒng)舒適系統(tǒng)的地址碼：46-舒適系統(tǒng)與CAN數(shù)據(jù)總線有關(guān)部門的功能：02功能：故障查詢在故障記憶中，有2個(gè)CAN數(shù)據(jù)總線的特殊故障01328 -舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞故障：如果兩個(gè)或多個(gè)控制單元間數(shù)據(jù)傳遞出現(xiàn)故障，便存儲(chǔ)該故障記憶?？?/p>

15、能的故障原因有：控制單元故障；兩條數(shù)據(jù)線斷路；插頭和插座連接故障。01329 -應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)模式：該故障記憶表明CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)模式?？赡芄收显颍耗骋桓鶖?shù)據(jù)總線斷路插頭和插座連接故障08功能-閱讀測量數(shù)據(jù)塊012通道：中央控制單元顯示與CAN數(shù)據(jù)總線相關(guān)的4組數(shù)據(jù)區(qū)域。數(shù)據(jù)區(qū)域1：檢測傳遞數(shù)據(jù)該區(qū)域顯示數(shù)據(jù)傳遞正確與否（比如單根數(shù)據(jù)線故障）。數(shù)據(jù)區(qū)域2：前排裝備情況該區(qū)域顯示前排車門控制單元在傳遞數(shù)據(jù)過程中是否匹配數(shù)據(jù)區(qū)域3：后排裝備情況該區(qū)域顯示后排車門控制單元在傳遞數(shù)據(jù)過程中是否匹配數(shù)據(jù)區(qū)域4：其他附件情況該區(qū)域顯示座椅與后視鏡調(diào)整記憶系統(tǒng)是否合適；舒適系統(tǒng)與記憶系統(tǒng)是否交

16、換數(shù)據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)總線連接部件：Motronic控制單元ABS/EDL控制單元自動(dòng)變速器控制單元同時(shí)傳遞的數(shù)據(jù)（10組）：5組數(shù)據(jù)來自Motronic控制單元3組數(shù)據(jù)來自ABS/EDL控制單元2組數(shù)據(jù)來自自動(dòng)變速器控制單元優(yōu)先權(quán)順序：ABS/EDL控制單元Motronic控制單元自動(dòng)變速器控制單元CAN數(shù)據(jù)總線其他特點(diǎn)：數(shù)據(jù)總線以500kbit/s的速率傳遞數(shù)據(jù)（高速率），每一數(shù)據(jù)傳遞大約需要0.25ms。在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞盡可能快速以便充分利用數(shù)據(jù)，因此需要一個(gè)高性能的發(fā)送器。每一控制單元（根據(jù)控制單元類型）每720ms發(fā)送1次數(shù)據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制單元網(wǎng)絡(luò)連接Motronic控制單元自動(dòng)變速器控制單元ABS/EDL控制單元CAN數(shù)據(jù)總線的連接