汽车电路系统初级维护 CAN总线的特点及应用 CAN总线的特点及应用电子教案.doc

国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库 PAGE 2 《汽车电路系统初级维护》教案 知识点 CAN总线的特点及应用 学时 0.5学时 教学内容 CAN总线的特点及应用 教学重点 CAN总线的特点 教学难点 CAN总线的应用 CAN总线的应用 参考资料 袁苗达，《实施汽车电路系统初级维护》，机械工业出版社，2015.07 杨志红，《汽车电器》，机械工业出版社，2015.01 一、CAN总线简介 CAN是Controller?Area?Network（控制器局域网）的缩写，是国际标准化的串行通信协议。目前，CAN总线是汽车网络系统中应用最多、也最为普遍的一种总线技术。 （一）CAN总线的优点 1.控制单元间的数据交换都在同一平台上进行。这个平台称为协议，CAN总线起到数据交换“高速公路”的作用。 图1 控制单元间的数据交换都在同一平台上进行 2.可以很方便地实现用控制单元来对系统进行控制，如发动机控制、变速器控制、ESP控制等。 3.可以很方便地加装选装装置，为技术进步创造了条件，为新装备的使用埋下了伏笔。 4.CAN总线是一个开放系统，可以与各种传输介质进行适配，如铜线和光导纤维（光纤）。 5.对控制单元的诊断可通过K线来进行，车内的诊断有时通过CAN总线来完成（如安全气囊和车门控制单元），称为“虚拟K线”。随着技术的进步，今后有逐步取消K线的趋势。 6.可同时通过多个控制单元进行系统诊断。 （二）CAN总线的结构特点 1.可靠性高； 2.使用方便； 3.数据密度大； 4.数据传输快； 5.采用双线传输，抗干扰能力强，数据传输的可靠性高。 （三）CAN总线的传输速率 目前，CAN总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线传输的，其最大稳定传输速率可达1000Kbit/s （1Mbit/s）。 大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为500Kbit/s，并将CAN总线系统分为三个专门的系统： 1.驱动CAN总线（高速），亦称动力CAN总线，其标准传输速率为500Kbit/s，可基本满足实时要求，主要用于发动机、变速器、ABS、转向助力等汽车动力系统的数据传输。 2.舒适CAN总线（低速），其标准传输速率为100 Kbit/s，主要用于空调系统、中央门锁（车门）系统、座椅调节系统的数据传输。 3.信息CAN总线（低速），其标准传输速率为100Kbit/s，主要用于对时间要求不高的领域，如导航系统、组合音响系统、CD转换控制等。 （四）CAN总线的自诊断功能 1.控制单元具有自诊断功能，通过自诊断功能还可识别出与CAN总线相关的故障。 2.用诊断仪读出CAN总线故障记录之后，即可按这些提示信息按图索骥、顺藤摸瓜，快速、准确地查寻并排除故障。 3.控制单元内的故障记录用于初步确定故障，还可用于读出排除故障后的无故障说明，即确认故障已经被排除。如果想要更新故障显示内容，必须重新起动发动机。 4.CAN总线正常工作的前提条件是车辆在任何工况均不应有CAN总线故障记录。 二、CAN总线的组成 CAN总线的基本系统由多个控制单元和两条数据线组成，这些控制单元通过所谓收发器（发射-接收放大器）并联在总线导线上。 图2 CAN总线的数据传输与公交车载运乘客相似 CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线中，一根称为CAN-High导线，另一根导线称为CAN-Low导线。 在双绞线上，信号是按相反相位传输的，这样可有效抑制外部干扰。 图3 CAN总线的双绞线 三、CAN总线的应用 （一）大众集团的CAN总线 1.驱动CAN数据总线。CAN驱动数据总线属于高速CAN总线，数据传输速率为500 Kbit/s，用于将驱动系统中的控制单元联成网络。 2.舒适CAN数据总线。舒适CAN数据总线属于低速CAN总线，数据传输速率为100 Kbit/s，用于将舒适系统中的控制单元联成网络。 3.信息CAN数据总线。信息CAN数据总线属于低速CAN总线，数据传输速率为100 Kbit/s，用于将收音机、电话和导航系统联成网络。 舒适CAN数据总线和信息CAN数据总线可以通过带网关的组合仪表与驱动CAN数据总线进行数据交换。 （二）不同CAN总线的共性 1.不同类别的CAN总线采用同样的数据传输协议进行数据传输。 2.为了保证信息传输的高抗干扰性，所有CAN数据总线都采用双线系统，个别公司还采用三线系统。 3.将要发送的信号在发送控制单元的收发器内转换成不同的信号电平，并输送到两条CAN导线上，只有在接收控制单元的差动信号放大器内才能建立两个信号电平的差值，并将其作为唯一经过校正的信号继续传至控制单元的CAN接收区。 4.信息CAN数据总线与舒适CAN数据总线的特性是一致的。在Polo (自2002年起)和Golf IV汽车上，信息CAN数据总线和舒适C