CANBUS原理与检修资料.pptx

CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS原理与检修原理与检修CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文悬架控制悬架控制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CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文第一章第一章 控制局域网络系统简介控制局域网络系统简介CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文认识认识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CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文认识认识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控制单元控制单元发动机发动机控制单元控制单元CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文认识认识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CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文认识认识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CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文什么叫做什么叫做CAN-BUS：P4 随着汽随着汽车技技术的的发展，在汽展，在汽车上采用的上采用的计算机微算机微处理芯片数量越来越多，多个理芯片数量越来越多，多个处理器之理器之间相互相互连接、接、协调工作并共享信息构成了汽工作并共享信息构成了汽车车载电脑网网络系系统，CAN-BUS也就是也就是这样诞生的。生的。CAN(Controller Area Network)(控制局域网控制局域网)是唯一被批准是唯一被批准为国国际标准的准的现场总线。控制局域网总线控制局域网总线CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文为什么需要为什么需要CAN-BUS P5模块模块常规线路常规线路多路传输多路传输CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文学习学习CAN-BUS需要掌握的一些知识需要掌握的一些知识小小车车道道大大车车道道小小车车道道大大车车道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CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文数据总线数据总线(BUS)P数据数据总线就是指在一条数据就是指在一条数据线上上传递的信号可以被的信号可以被多个系多个系统共享，从而最大限度地提高系共享，从而最大限度地提高系统整体效率，整体效率，充分利用有限的充分利用有限的资源。运源。运输数据的通道。数据的通道。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文模块模块(Modula)P模模块产生信号运生信号运输和接收的装置。小如和接收的装置。小如传感器，感器，大如大如计算机，算机，简单的模的模块可以称之可以称之为节点。点。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文架构架构架构架构在高速公路上反映在高速公路上反映为进入准入准则，在，在CAN中中规 定什么信息可以定什么信息可以输入，什么信息可以入，什么信息可以输出。出。架构通常包括架构通常包括1至至2条条线路，利用路，利用电压差差来控来控 制信号的制信号的输入和入和输出。出。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文网关网关 P1网关网关使各信息使各信息不不产生冲突生冲突的一种装置，的一种装置，实际上也上也 是一种是一种“模模块”。例如：。例如：车门打开打开时发动机控机控 制模制模块也也许需要被需要被唤醒，或者使旧的醒，或者使旧的OBD 诊断断仪读取不到取不到CAN-C的数据流等。的数据流等。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文通信协议通信协议 P9通信通信协议即所即所谓的交通的交通规则和交通和交通标志的制定方志的制定方 法。在法。在CAN中决定哪种信号具有中决定哪种信号具有优先先读 取取权，哪种信号需要，哪种信号需要传递的的速度速度快等。快等。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文了解了解CAN-BUS LAN(Local Area Network)是微机网是微机网络中的一种中的一种类型，型，CAN只是只是LAN中的高速网中的高速网络协议之一之一。P59- CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文汽车控制局域网的分类汽车控制局域网的分类 P10-14中中中中低低成本成本40m40m40m40m（典型）（典型）40m40m总线最总线最大长度大长度1Mb/s1Mb/s（250kb/s250kb/s）10101250kb/s1250kb/s20kb/s20kb/s位速率位速率双绞线双绞线双绞线双绞线单根线单根线介质介质控制、诊断控制、诊断控制、诊断控制、诊断智能传感器智能传感器用途用途C C类类B B类类A A类类类别类别CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文B类网络系统与类网络系统与C类网络系统类网络系统CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS 各级别各级别(C)举例举例电子器件及项目电子器件及项目位位启用启用频率频率（HzHz）等级等级源于何种系统源于何种系统信号类型信号类型传输速率传输速率（bpsbps）碰撞传感器碰撞传感器11200200C C汽车安全系统汽车安全系统传感型传感型1280012800车速控制信号车速控制信号11200200C C巡航控制系统巡航控制系统监控型监控型1280012800轮速传感器轮速传感器11200200C C汽车安全系统汽车安全系统传感型传感型1280012800火花塞输出正时信号火花塞输出正时信号11200200C C动力控制模块动力控制模块监控型监控型1280012800防抱死制动防抱死制动ABSABS的泵速度控制的泵速度控制11200200C C汽车安全系统汽车安全系统监控型监控型1280012800曲轴位置传感器曲轴位置传感器 11200200C C点火控制模块点火控制模块传感型传感型1280012800加速踏板位置信号传感器加速踏板位置信号传感器11200200C C牵引力控制系统牵引力控制系统传感型传感型1280012800液压转向助力液压转向助力11200200C C电控液压助力系统电控液压助力系统传感型传感型1280012800ABSABS的泵速度控制的泵速度控制11200200C C汽车安全系统汽车安全系统传感型传感型1280012800CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS 各级别各级别(B)举例举例电子器件及项目电子器件及项目位位启用启用频率频率（HzHz）等级等级源于何种系统源于何种系统信号类型信号类型传输速率传输速率（bpsbps）气缸识别传感器气缸识别传感器115050B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型32003200点火诊断监测器点火诊断监测器115050B B点火控制模块点火控制模块监控型监控型32003200手动控制感位置手动控制感位置115050B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型32003200废气加热氧传感器废气加热氧传感器115050B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型32003200空气流量传感器空气流量传感器115050B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型32003200节气门位置传感器节气门位置传感器115050B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型32003200发动机转速发动机转速115050B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型32003200蓄电池电压蓄电池电压111010B B点火控制模块点火控制模块传感型传感型4040空调压缩机离合器空调压缩机离合器111010B B动力控制模块动力控制模块传感型传感型4040CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS 各级别各级别(A)举例举例电子器件及项目电子器件及项目位位启用启用频率频率（HzHz）等级等级源于何种系统源于何种系统信号类型信号类型传输速率传输速率（bpsbps）悬架状态悬架状态111 1A A空气悬架空气悬架监控型监控型44车外温度车外温度11A空调控制系统空调控制系统传感型传感型44风扇速度控制风扇速度控制11A空调控制系统空调控制系统监控型监控型44设定设定/加速加速/复速复速11A巡航控制系统巡航控制系统传感型传感型44点火开关位置点火开关位置11A仪表板显示系统仪表板显示系统传感型传感型44电动座椅电动座椅11A汽车安全系统汽车安全系统传感型传感型44燃油油平面高度传感器燃油油平面高度传感器11A点火控制模块点火控制模块传感型传感型44辛烷值调节塞辛烷值调节塞11A动力控制模块动力控制模块传感型传感型44EGREGR真空调节器真空调节器11A动力控制模块动力控制模块监控型监控型44CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文如此多的信息，如此多的信息，CAN-BUS是如何解决的？是如何解决的？P23-2CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文第二章第二章 CAN-BUS局域网工作过程局域网工作过程CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文第一节第一节 CAN-BUS局域网的基本系统局域网的基本系统 P19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CCAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文信息如何交换信息如何交换P20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第二节第二节 CAN-BUS局域网元件的功能局域网元件的功能 P22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/诊断线诊断线发送区发送区发送邮箱发送邮箱输入储存输出储存CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文控制单元控制单元 P20 控制控制单元接收来自元接收来自传感器的信号，将其感器的信号，将其处理后再理后再发送到送到执行元件上。控制行元件上。控制单元接收到的元接收到的传感器感器值会被会被定期定期查询并按并按顺序存入序存入输入存入存储器器。处理后的理后的结果存果存入入输出存出存储器器，然后，然后传递给各个各个执行元件。行元件。为了能了能够处理理CAN信息，各控制信息，各控制单元内元内还有一个有一个CAN存存储区区，用于容用于容纳接收到和要接收到和要发送的信息。送的信息。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN构件构件 P21 CAN构件用于数据交构件用于数据交换，它分，它分为两个区，一个两个区，一个接接收区收区，一个，一个发送区送区。该构件一般集成在控制构件一般集成在控制单元的微控制器芯片内。元的微控制器芯片内。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文收发器收发器 P21 收收发器就是一个器就是一个发送送-接收放大器，它把接收放大器，它把CAN构构件件连续的的比特流比特流(逻辑电平平)转换成成电压值(线路路传输电平平)，或反之。，或反之。收收发器通器通过TX-线(发送送导线)或或RX-线(接收接收导线)与与CAN构件相构件相连。RX-线通通过一个放大器直接与一个放大器直接与CAN总线相相连，总在在监听听总线信号。信号。TX线与与总线通通过一个一个断路式集流器断路式集流器电路来路来进行行耦合。耦合。(见下下图)CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文收发器工作情况收发器工作情况 P23RXTX+5V总线导线状态状态晶体管晶体管电阻状态电阻状态 总线电平总线电平1 1截止状态截止状态(开关未结合开关未结合)无源无源高高1 10 0导通导通(开关结合开关结合)有源有源低低0 0CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文三个收发器接到一根总线导线上三个收发器接到一根总线导线上 P23+5V+5V+5V总线导线(0V)收发器A收发器B收发器C收发器收发器A A收发器收发器B B收发器收发器C C总线导线总线导线1111(5V)1100(0V)1010(0V)1000(0V)0110(0V)0100(0V)0010(0V)0000(0V)CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文第三节第三节 数据传递过程数据传递过程 P24信息信息传递格式：格式：标识标识:(标识符标识符1111位位)用于识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11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)CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文传递过程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CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文如何避免数据冲突如何避免数据冲突 如果多个控制如果多个控制单元同元同时发送信息，那么数据送信息，那么数据总线上就必然会上就必然会发生生数据冲突数据冲突，为了避免了避免这种状况，种状况，CAN-BUS采取采取仲裁方法仲裁方法来来处理理这类 冲突。冲突。标标识识符符仲仲裁裁过过程程TX位数：位数：1 2 3 4 5 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。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文信息仲裁过程信息仲裁过程标识符标识符二进制二进制十六进制十六进制发动机发动机_1010 1000 0000280制动制动010 1010 00001A0仪表仪表011 0010 0000320转向角传感器转向角传感器_1000 1100 00000C2自动变速器自动变速器_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。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文第四节第四节 CAN-BUS局域网自我诊断局域网自我诊断 CAN传送数据的可靠性很高，加上送数据的可靠性很高，加上CAN具有完具有完善的故障管理机制，因此它可以准确善的故障管理机制，因此它可以准确识别出出CAN系系统中的所有故障。中的所有故障。无法无法识别故障的几率大故障的几率大约为10-12，相当于每，相当于每辆车在使用寿命内出在使用寿命内出现4次次数据数据传递故障。故障。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文引起故障的原因引起故障的原因 P142 一是汽一是汽车电源系源系统引起的故障；引起的故障；二是汽二是汽车多路信息多路信息传输系系统的的链路故障；路故障；三是汽三是汽车多路信息多路信息传输系系统的的节点故障。点故障。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN双线式总线系统的检测方法双线式总线系统的检测方法CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文电源系统故障电源系统故障故障机理故障机理 P142ECM10.515.0VCAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文案例分析案例分析 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。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文节点故障节点故障故障机理故障机理 P143 节点即模点即模块，该故障就是故障就是电控模控模块ECM中中软件件故障故障(传输协议或或软件程序有缺陷或冲突件程序有缺陷或冲突)或或硬件故障硬件故障(通信芯片或集成通信芯片或集成电路故障路故障)。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文案例分析案例分析 P143故障：故障：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。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文链路故障链路故障故障机理故障机理 P143-P144 通信通信线路的短路、断路以及路的短路、断路以及线路物理性路物理性质引起的引起的通信信号衰减或失真通信信号衰减或失真。判断是否。判断是否为链路故障路故障时，一般，一般采用采用示波器示波器或汽或汽车专用光用光纤诊断断仪来来观察通信数据信察通信数据信号是否与号是否与标准通信数据信号相符准通信数据信号相符(读数据流数据流)。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文检测方法小结检测方法小结 P1441.了解了解该车型的汽型的汽车多路多路传输系系统特点（包括：特点（包括：传输介介质、几种子网及汽几种子网及汽车多路信息多路信息传输系系统的的结构形式等）。构形式等）。2.汽汽车多路信息多路信息传输系系统的功能，如：有无的功能，如：有无唤醒功能和休醒功能和休眠功能等。眠功能等。3.检查汽汽车电源系源系统是否存在故障，如：交流是否存在故障，如：交流发电机的机的输出波形是否正常（若不正常将出波形是否正常（若不正常将导致信号干致信号干扰等故障）等。等故障）等。4.检查汽汽车多路信息多路信息传输系系统的的链路是否存在故障，采用路是否存在故障，采用替替换法或采用跨法或采用跨线法法进行行检测。5.如果是如果是节点故障，只能采用替点故障，只能采用替换法法进行行检测。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文数据帧数据帧 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原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文CAN-BUS双绞线的特点双绞线的特点 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.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。CAN-BUS原理与检修原理与检修授课人：蔡昶文授课人：蔡昶文