CAN总线及其在公交车上的应用1

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网络协议即网络中传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互 交流是要遵循一定的规矩一样,计算机之间的相互通信需要共同遵守一定 的规则,这些规则就称为网络协议。不同的计算机之间必须使用相同的网 络协议才能进行相互通信。
网络协议是网络上所有设备间通信规则的集合,它定义了通信时信息 必须采用的格式和这些格式的意义。在网络的各层中存在着许多协议,接 收方和发送方同层的协议必须一致,才能使网络上各种设备进行信息交 换,否则将无法进行信息通讯。
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CAN总线网络传输线:
对总线故障,发送/接收器具有容错能力。 具有很高的抗高频辐射干扰和地电平漂移能力。 受干扰后两条线产生的影响相同,互相抵消,使差值保持不变。 Vdiff=电压差
电磁干扰(EMI) CAN-H
电压
R:120Ω
Vdiff
CAN-L
有电磁干扰时的情况
R:120Ω
Vdiff=常量 时间
82
4.VD- QM273 桥模块
94
5.VD- CGM273 管理模块
96
6.CAN 总线胎压模块
101
7.VD- KGM271 翘板开关模块
104
8.VD- ZB271-003 型仪表模块
111
三 CAN总线车辆使用注意事项和一般性故障的检测
1.CAN总线的检测方法
129
2.电控模块使用注意事项7Leabharlann VITI-CAN总线的级别
VITI-CAN总线按车辆产品的需求可分为三级
1.一级总线 一级总线是一种简易的CAN总线。整个系统由总线处理器、总线仪 表、总线管理器和桥模块组成。 总线处理器可完成50多个数据量的采集,并能实现对缓速器、空气悬 架、三桥、乘客门及车速灯等的控制,还能为发动机提供 C3 信号以实现 巡航定速的功能;桥模块可接受发动机 ECU 发出的转速、油压、水温等 数据;总线管理器除管理总线运行外,还有行车记录仪功能;总线仪表为 纯数字化仪表,可显示近120个数据量。
各个功能部件的ECU连在一起,大量的数据信息和控制信息在总线上流
动,实现各功能部件的ECU之间的信息交换。
串行通信 — 串行通信就是将需要传送的二进制数一位一位依次传
送,每一位数据占据一个固定的时间段。串行传送速度慢、效率低,但

输线路便宜。
5
CAN总线的概念和作用
CAN总线采用的是那种数据通信协议 按照ISO有关标准,CAN总线采用的是SAE J1939数据通信协议。SAE J1939数据通信协议是美国汽车工程师协会组织维护和推广的软、硬件通信 协议。 SAE J1939数据通信协议是目前在大型汽车中应用最广泛的应用层协 议。
1.CAN总线的概念和作用
6
2.CAN总线网络组成和传输线路
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3.CAN总线信号生成和信息数据的传输
30
4.VITI-CAN总线技术的优点
39
二 VITI-CAN三级总线各模块功能
1.CAN三级总线连接示意图
50
2.VD- Q/Z/H/D KM273 前、中、后、顶控模块
52
3.VD- Q/H DKM273 前、后灯控模块
CAN总线应用在汽车上有很多优点:(1)数据共享 (2)简化车身布线(3)取代以继电器为主体的常规逻辑电 路(4)数 据稳定可靠(5)有故障诊断和自动恢复能力 (6)硬件方案的软件化实现(7)配置参数灵活。在现代汽 车设计中,CAN已经成 为必采用的技术。
第一部分
CAN总线基本知识介绍
目录
一 CAN总线基本知识
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VITI-CAN总线(二级总线布置)
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VITI-CAN总线的级别
3.三级总线 三级总线是功能比较完备的 CAN-LIN 混合总线系统。整个系统由 开关、前控、中控、后控、顶控、前灯控、后灯控、总线仪表、胎压接 收等模块,以及总线管理器和桥模块组成。 总线系统可完成近120个数据量的采集,并能实现对缓速器、车身 升降、随动桥、乘客门、灯光、雨刮机、空调器、车内照明、油路、点 火器、铰接盘、发动机点火、发动机熄火等的控制,还能为发动机提供 C3 信号以实现巡航定速的功能;桥模块可接受发动机 ECU 发出的转 速、油压、水温等数据;总线管理器除管理总线运行外,还有行车记录 仪功能;总线仪表为纯数字化仪表,可显示近200个数据量。 三级总线的特点是,根据车型设计需要,对于大多数开关型输入信 号和输出信号可通过软件而实现重新定义。
注解:SAE(Society of Automotive Engineer)美国汽车工程师协会。
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CAN总线的概念和作用
CAN总线网络数据传输分为: 1. A 类 — LIN:面向传感器或执行器管理的低速网络,传输数据的 位数率通常小于10Kbps ,是低速开放式串行通讯的一种,属于汽车低层网 络协议范畴,定位于低于CAN总线网络的通信层,一般使用单线连接。 LIN全称为“Local Interconnect Network”,是局部连接网络的意 思, 2. B 类 — CAN:面向独立控制的模块间信息共享的中速网络,传 输数据的位数率一般在10~125Kbps之间,用于仪表显示和车辆控制。 3. C 类 — 高速 CAN:面向闭环实施多路传输的高速网,传输数据 的位数率一般在125Kbps~1Mbps之间,通讯协议为高层的 J1939,用于 动力装置的通讯。 4. D 类 — 面向多媒体,VCD、DVD、CD等,传输数据的位数率一 般在2Mbps。
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VITI-CAN总线(一级总线布置)
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VITI-CAN总线的级别
2.二级总线 二级总线是为客车开发的一套CAN总线系统,整个系统由前控模 块、后控模块、前灯控模块、后灯控模块、总线仪表、总线管理和桥模 块组成。 总线系统可完成近80个数据量的采集,并能实现对缓速器、空气悬 架、三桥、乘客门、灯光、雨刷机、发动机点火、发动机熄火等的控 制,还能为发动机提供 C3 信号以实现巡航定速的功能;桥模块可接受发 动机 ECU 发出的转速、油压、水温等数据;总线管理器除管理总线运行 外,还有行车记录仪功能;总线仪表为纯数字化仪表,可显示近120个数 据量。
什么是CAN总线 CAN全称为“Controller Area Network” ,即控制器局域网。是国 际 上广泛应用的现场总线之一。 CAN总线是为解决现代汽车中众多电控模块 (ECU)之间的数据交 换而开发的一种串行数据总线。
名词解释:
数据总线 — 数据总线是模块(ECU)之间运行数据的公共通道,它 将
VITI—CAN总线系统线路的连接 1. 车辆CAN总线网络(B网络)— 由两根信号线CAN-H(信号-高)和 CAN-L(信号—低)的屏蔽双绞线将车辆系列电控模(ECU)并联相接。 2. 动力J1939网络(A网络)—发动机与自动变速器之间的通信网络, 并通过桥模块与车辆CAN总线网络(B网络)连通。 3.LIN 通信线 — 开关模块 LIN 接口与前控模块J3-5相接,作用是CAN 总线与开关模块的通信线。 4. WAKEUP(模块唤醒线)— CAN总线各模块都具有WAKEUP线引 脚,前控模块为WAKEUP输 出,其它模块为WAKEUP的输入。
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用万用表测量CAN总线网络信号线电压
后控模块
顶控模块 2.4V
中控模块 前控模块 LIN
开关模块
CAN-H
0V
CAN-L
仪表模块
120Ω 120Ω
管理模块 桥模块
2.4V
前灯模块 后灯模块
万用表
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CAN总线网络传输线
CAN总线网络传输线为什么要采用屏蔽双绞线 CAN总线网络传输线采用屏蔽双绞线可提高信号线的抗高频辐射和 地电平漂移能力,当受到干扰后两线产生的影响相同,相互抵消,使差 值保持不变。同时,在两根信号线的外层包裹金属屏蔽,可将各种辐射 信号屏蔽搭铁。 对CAN总线网络传输线的使用要求: 1.用适当的阻抗匹配 2 .最长桩线长度为1m 3.最小节点间距离为0.1m 4.最大节点间距离为40m 5.不能随意分开双绞线,破节长度不能>0.5m 6.屏蔽线要接地良好
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VITI—CAN总线系统连接方块图
后控模块
顶控模块
中控模块
前控模块
开关模块
LIN WAKEUP
120Ω
CAN-H WAKEUP
仪表模块
管理模块
CAN-L
桥模块
前灯模块
后灯模块
120Ω
发动机ECU
120Ω
J1939(高) J1939(低)
120Ω
变速器ECU
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CAN总线网络传输线
CAN总线网络的传输线由两根信号线 CAN-H(信号—高)和 CAN-L (信号—低)的屏蔽双绞线组成,通过网络传输线与车辆的系列电控模块 ECU并联相接。在总线网络线路的两个终端各有一个120Ω电阻,作用是 避免数据通信网络中,数据传输终了反射回来,产生反射波使网络中的数 据遭到破坏。
CAN-H≈CAN-L≈2.5V
V
5.0 3.5 电压 2.5 1.5
0
隐性位
CAN-H 显性位 CAN-L 时间
隐性位 t
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CAN总线网络传输线
当 CAN 总线网络工作后,用万用表测量不出信号高(CAN-H) 和 信号低 (CAN-L) 两根信号线的当前电压变化值。因为,当 CAN 总线网 络工作后,CAN 总线网络信号线上的电压在不断的变化,而万用表的响 应速度很慢,所以,所测量的电压不是当前的电压变化值,而是电压的 有效值。
CAN-L
60Ω 万用表
管理模块
桥模块
前灯模块
开关模块
前控模块 LIN
仪表模块
后灯模块
120Ω 120Ω
注意!必须当车辆断电后,才允许测量。
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CAN总线网络传输线
CAN总线网络信号传输有显性位和隐性位两个状态。 显性位:用逻辑0表示,此时两根网络信号线的电压是:
CANH≈3.5V、CAN-L≈1.5V 隐性位:用逻辑1表示,此时两根网络信号线的电压是:
VITI-CAN总线网络的两个终端电阻分别安装在仪表模块和后控模块 中,在确保总线安装良好的情况下,当车辆断电后,可用万用表在两根信 号线 CAN-H(信号—高)和 CAN-L(信号—低)之间,测量出约60Ω的 电阻值。
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用万用表在两根信号线之间可测量出约60Ω的电阻值
后控模块
顶控模块
中控模块
CAN-H
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CAN总线网络传输线
VITI- CAN总线系统LIN通信线 在 VITI-CAN 总线网络中,LIN 局部网络线是开关模块与 CAN 总 线网络的通讯线,它通过前控模块与 CAN 总线网络相接,将开关模块的 开/关信号传送到 CAN 总线网络上。 当前控模块接收 CAN 总线网络上小光灯打开的信息后,通过 LIN 局 部网络线向开关模块发出开关模块照明灯点亮的命令。开关模块的照明 灯电源来自唤醒线 (WAKEUP)。 前控模块J3-5为LIN接口,与开关模块的LIN接口对接,工作电压为 +12V左右。
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3. CAN车辆仪表一般性故障
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4.液晶显示屏一般性故障
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5.汽车微机系统使用时注意事项
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一 CAN总线基本知识
1.CAN总线的概念和作用
6
2.CAN总线网络组成和传输线路
16
3.CAN总线信号生成和信息数据的传输
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4.VITI-CAN总线技术的优点
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CAN总线的概念和作用
间的数据交换而开发的一种数据通信方式,CAN总线为汽车 上各种电子设备、控制模块、测量仪器等提供了统一数据交 换渠道,将是汽车电子技术发展的一个里程碑。
根据ISO(国际标准化组织)定义的通信协议,将世界 各国不 同的汽车生产厂商制定符合自身需要的各种专用总线 统一到 J1939通信协议上来, J1939协议是目前在大型汽车 中应用最广泛的协议,它是美国SAE(Society of Automotive Engineer)组织维护和推广的。目前北京公交 使用车辆的欧Ⅲ、 欧Ⅳ排放的发动机和自动变速箱的电控模 块都遵循J1939通讯协议。
当 CAN 总线网络工作后,用万用表测量 CAN-H 信号线对地电压 值为:2.3~2.4 V 左右。
当 CAN 总线网络工作后,用万用表测量 CAN-L 信号线对地电压 值为:2.3~2.4 V 左右。
当 CAN 总线网络工作后,用万用表测量 CAN-H 和 CAN-L 两根 信号线之间的电压值为:0 V 左右。
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VITI-CAN总线(三级总线布置)
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VITI-CAN总线(三级总线客车布置)
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CAN总线网络的组成和连接
CAN总线网络是由传输媒体和一系列电控模块(ECU)组成 CAN总线网络的传输媒体是由两根信号线组成的屏蔽双绞线。这两根 信号线称为:CAN-H(信号—高)、和CAN-L(信号—低)线。 系列电控模块(ECU)根据车型需要组成,一般单机车型具有:开 关、仪表、管理、前控、中控、后控、顶控、前灯控、后灯控模块,以及 桥模块和胎压监测模块等组成。
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