CAN-BUS原理与检修--课件.ppt

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1、CAN-BUS原理与检修悬架控制悬架控制ABS/ASR/VDC控制系统控制系统发动机集中控制发动机集中控制自动变速器自动变速器控制系统控制系统巡航巡航控制控制SRS系统系统自动空调自动空调控制控制第一章 控制局域网络系统简介认识CAN-BUS如果有这么一个问题？如果有这么一个问题？车速车速车速信号车速信号是给哪一是给哪一个控制单个控制单元？元？仪表仪表控制单元控制单元ABS控制单元控制单元发动机发动机控制单元控制单元认识CAN-BUS这样分配有何缺点？这样分配有何缺点？车速车速方法一：方法一：车速信号同车速信号同时分配给各时分配给各个控制单元！个控制单元！仪表仪表控制单元控制单元ABS控制单元

2、控制单元发动机发动机控制单元控制单元认识CAN-BUS相对于上一种，这种方法有何特点？相对于上一种，这种方法有何特点？车速车速方法二：方法二：总控制总控制ECU的解决方法！的解决方法！仪表仪表控制单元控制单元ABS控制单元控制单元发动机发动机控制单元控制单元认识CAN-BUS相对于上一种，这种方法有何优点？相对于上一种，这种方法有何优点？车速车速方法三：方法三：CAN-BUS的的解决方法！解决方法！仪表仪表控制单元控制单元ABS控制单元控制单元发动机发动机控制单元控制单元什么叫做CAN-BUS：P4 随着汽车技术的发展，在汽车上采用的计算机微处理芯片数量越来越多，多个处理器之间相互连接、协调工

3、作并共享信息构成了汽车车载电脑网络系统，CAN-BUS也就是这样诞生的。 CAN (Controller Area Network)(控制局域网) 是唯一被批准为国际标准的现场总线。 为什么需要CAN-BUS P5模块模块常规线路常规线路多路传输多路传输学习CAN-BUS需要掌握的一些知识小车道小车道大车道大车道小车道小车道大车道大车道架构架构网关网关通信通信协议协议模块模块数据数据总线总线数据总线(BUS)数据总线就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。运输数据的通道。模块(Modula)模块产生信号运输和接收的装置。小如传感器，

4、 大如计算机，简单的模块可以称之为节点。架构架构在高速公路上反映为进入准则，在CAN中规定什么信息可以输入，什么信息可以输出。架构通常包括1至2条线路，利用电压差来控制信号的输入和输出。网关网关使各信息不产生冲突的一种装置，实际上也是一种“模块”。例如：车门打开时发动机控制模块也许需要被唤醒，或者使旧的OBD诊断仪读取不到CAN-C的数据流等。通信协议通信协议即所谓的交通规则和交通标志的制定方法。在CAN中决定哪种信号具有优先读取权，哪种信号需要传递的速度快等。 了解CAN-BUS LAN (Local Area Network)是微机网络中的一种类型，CAN只是LAN中的高速网络协议之一 。

5、汽车控制局域网的分类中中低成本40m40m（典型）40m总线最大长度1Mb/s（250kb/s）101250kb/s20kb/s位速率双绞线双绞线单根线介质控制、诊断控制、诊断智能传感器用途C类B类A类类别B类网络系统与C类网络系统CAN-BUS 各级别(C)举例电子器件及项目位启用频率（Hz）等级源于何种系统信号类型传输速率（bps）碰撞传感器16200C汽车安全系统传感型12800车速控制信号16200C巡航控制系统监控型12800轮速传感器16200C汽车安全系统传感型12800火花塞输出正时信号16200C动力控制模块监控型12800防抱死制动ABS的泵速度控制16200C汽车安全系统

6、监控型12800曲轴位置传感器 16200C点火控制模块传感型12800加速踏板位置信号传感器16200C牵引力控制系统传感型12800液压转向助力16200C电控液压助力系统传感型12800ABS的泵速度控制16200C汽车安全系统传感型12800CAN-BUS 各级别(B)举例电子器件及项目位启用频率（Hz）等级源于何种系统信号类型传输速率（bps）气缸识别传感器1650B动力控制模块传感型3200点火诊断监测器1650B点火控制模块监控型3200手动控制感位置1650B动力控制模块传感型3200废气加热氧传感器1650B动力控制模块传感型3200空气流量传感器1650B动力控制模块传感型

7、3200节气门位置传感器1650B动力控制模块传感型3200发动机转速1650B动力控制模块传感型3200蓄电池电压1610B点火控制模块传感型640空调压缩机离合器1610B动力控制模块传感型640CAN-BUS 各级别(A)举例电子器件及项目位启用频率（Hz）等级源于何种系统信号类型传输速率（bps）悬架状态161A空气悬架监控型64车外温度161A空调控制系统传感型64风扇速度控制161A空调控制系统监控型64设定/加速/复速161A巡航控制系统传感型64点火开关位置161A仪表板显示系统传感型64电动座椅161A汽车安全系统传感型64燃油油平面高度传感器161A点火控制模块传感型64辛

8、烷值调节塞161A动力控制模块传感型64EGR真空调节器161A动力控制模块监控型64如此多的信息，CAN-BUS是如何解决的？CAN-BUS局域网工作过程CAN-BUS局域网的基本系统控制单元控制单元A控制单元控制单元B控制单元控制单元C信息如何交换控制单元控制单元A控制单元控制单元B控制单元控制单元C发动机转速00010101发动机转速00010101发动机转速00010101并行信息连续的比特流CAN-BUS局域网元件的功能微处理器微处理器带有时间换算带有时间换算的的CAN区区故障记录CAN-BUS收发器收发器接收区接收区接收邮箱接收邮箱CAN构件构件控制单元控制单元K线线/诊断线诊断线

9、发送区发送区发送邮箱发送邮箱输入储存输出储存控制单元 控制单元接收来自传感器的信号，将其处理后再发送到执行元件上。控制单元接收到的传感器值会被定期查询并按顺序存入输入存储器。处理后的结果存入输出存储器，然后传递给各个执行元件。为了能够处理CAN信息，各控制单元内还有一个CAN存储区，用于容纳接收到和要发送的信息。CAN构件 CAN构件用于数据交换，它分为两个区，一个接收区，一个发送区。 该构件一般集成在控制单元的微控制器芯片内。收发器 收发器就是一个发送-接收放大器，它把CAN构件连续的比特流(逻辑电平)转换成电压值(线路传输电平)，或反之。 收发器通过TX-线(发送导线)或RX-线(接收导线

10、)与CAN构件相连。 RX-线通过一个放大器直接与CAN总线相连，总在监听总线信号。 TX线与总线通过一个断路式集流器电路来进行耦合。(见下图)收发器工作情况RXTX+5V总线导线状态晶体管电阻状态总线电平1截止状态(开关未结合)无源高10导通(开关结合)有源低0三个收发器接到一根总线导线上+5V+5V+5V总线导线(0V)收发器A收发器B收发器C收发器A收发器B收发器C总线导线1111(5V)1100(0V)1010(0V)1000(0V)0110(0V)0100(0V)0010(0V)0000(0V)第三节 数据传递过程信息传递格式：标识标识: :( (标识符标识符1111位位) )用于识

11、别信息用于识别信息信息内容信息内容: :数字区最大数字区最大8 8位位包含信息的内容包含信息的内容1616位位CRCCRC校验校验 数据安全的校验和数数据安全的校验和数确认确认(2(2位数据收到信号位数据收到信号) )传递过程发发送送开开始始发送发送信息信息查询总线查询总线是否空闲是否空闲检查信息检查信息是否正确是否正确检查信息检查信息是否可用是否可用CRC校验校验需要需要该信该信息息接接收收信信息息发动机发动机控制单元控制单元输入储存输出储存ABS控制单元控制单元输入储存输出储存组合仪表组合仪表控制单元控制单元输入储存RXTXRXTXRXTX发动机转速发动机转速如何避免数据冲突 如果多个控制

12、单元同时发送信息，那么数据总线上就必然会发生数据冲突，为了避免这种状况，CAN-BUS采取仲裁方法来处理这类 冲突。标识符仲裁过程TX位数：位数：1 2 3 4 5 6 7 8信息：信息：1 0 1 0 1 0 1 0RX发动机发动机控制单元控制单元TXRXABS控制单元控制单元信息：信息：1 0 1 0 1 0 1 1TXRX组合仪表组合仪表控制单元控制单元信息：信息：1 0 1 1 1 1 1 1数据总线数据总线信息：信息：1 0 1 0 1 0 1 0有有分配功能并保持分配功能并保持在在发送发送模式模式无无分配功能并进入分配功能并进入接收接收模式模式无无分配功能并进入分配功能并进入接收接

13、收模式模式标识符中的号码越小，表示该信息越重要。这种方法称之为仲裁。标识符中的号码越小，表示该信息越重要。这种方法称之为仲裁。信息仲裁过程标识符二进制十六进制发动机_1010 1000 0000280制动010 1010 00001A0仪表011 0010 0000320转向角传感器_1000 1100 00000C2自动变速器_1100 0100 0000440数字最小的数字最小的(前面的前面的“0”最多最多)，优先级越高。，优先级越高。第四节 CAN-BUS局域网自我诊断 CAN传送数据的可靠性很高，加上CAN具有完善的故障管理机制，因此它可以准确识别出CAN系统中的所有故障。 无法识别故

14、障的几率大约为10-12，相当于每辆车在使用寿命内出现4次数据传递故障。引起故障的原因 P142 一是汽车电源系统引起的故障； 二是汽车多路信息传输系统的链路故障； 三是汽车多路信息传输系统的节点故障。CAN双线式总线系统的检测方法电源系统故障故障机理 P142ECM10.515.0V案例分析 P142故障：故障：行驶过程中有时转速表、里程表、燃油表、水行驶过程中有时转速表、里程表、燃油表、水温表指示为零。温表指示为零。节点故障故障机理 P143 节点即模块，该故障就是电控模块ECM中软件故障(传输协议或软件程序有缺陷或冲突)或硬件故障(通信芯片或集成电路故障) 。案例分析 P143故障：故障

15、：行驶过程中机油压力报警灯与安全气囊故障指行驶过程中机油压力报警灯与安全气囊故障指示灯报警，同时发动机转速表不能运行故障。示灯报警，同时发动机转速表不能运行故障。链路故障故障机理 P143-P144 通信线路的短路、断路以及线路物理性质引起的通信信号衰减或失真。判断是否为链路故障时，一般采用示波器或汽车专用光纤诊断仪来观察通信数据信号是否与标准通信数据信号相符(读数据流)。检测方法小结 P1441. 了解该车型的汽车多路传输系统特点（包括：传输介质、几种子网及汽车多路信息传输系统的结构形式等）。2. 汽车多路信息传输系统的功能，如：有无唤醒功能和休眠功能等。3. 检查汽车电源系统是否存在故障，如：交流发电机的输出波形是否正常（若不正常将导致信号干扰等故障）等。4. 检查汽车多路信息传输系统的链路是否存在故障，采用替换法或采用跨线法进行检测。5. 如果是节点故障，只能采用替换法进行检测。数据帧 P9开始开始鉴别鉴别通讯通讯信息信息检查检查Ack.结束结束CAN-BUS双绞线的特点 总线进行帧的传输总线进行帧的传输。它由它由两根截面为两根截面为0.6平方毫米的绝平方毫米的绝缘铜线组成缘铜线组成。 它们传输反相位的电信号它们传输反相位的电信号。 这两根线将铰接在一起。这两根线将铰接在一起。