通用汽車CAN總線結(jié)構(gòu)原理

通用汽車CAN總線結(jié)構(gòu)原理隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上使用的模塊越來越多，而連通眾多模塊的總線系統(tǒng)也越來越復(fù)雜?？偩€系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理對(duì)于解決電氣系統(tǒng)故障起著極其重要的作用。本文重點(diǎn)討論上汽通用旗下科魯茲汽車所使用的CAN總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理。一、上汽通用汽車所應(yīng)用的總線類型及特點(diǎn)目前上汽通用旗下的別克、雪佛蘭、凱迪拉克等品牌的汽車，所用到的總線系統(tǒng)包括：CAN總線、低速總線、LIN總線及MOST網(wǎng)絡(luò)。CAN總線采用雙絞線通信技術(shù)，它的傳輸速度較快，可達(dá)到500kb/s。通常將發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）、車身控制模塊（BCM）、電子制動(dòng)控制模塊（EBCM）等系統(tǒng)連接入內(nèi)。當(dāng)然，不同型號(hào)、不同配置的汽車會(huì)因?yàn)樗褂玫哪K不同，而導(dǎo)致CAN總線中存在的模塊數(shù)量不同。如若需要連入CAN總線的模塊數(shù)量較多，則可以使用2組CAN總線系統(tǒng)。如：君越汽車除了具有連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、車身控制模塊的動(dòng)力總線之外還有連接懸架控制模塊、動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制模塊等眾多模塊的底盤擴(kuò)展總線。動(dòng)力總線與底盤擴(kuò)展總線，除了連接的模塊及數(shù)量不同之外，其通信的方式都是一樣的。在通用汽車上，連接空調(diào)模塊、收音機(jī)模塊、座椅記憶及加熱模塊等車輛舒適系統(tǒng)的模塊所使用的是低速總線。低速總線采用單線連接，傳輸速度為33.3kb/s。LIN線網(wǎng)絡(luò)也是采用單線連接的網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速度在2.4?19.6kb/s之間。通用汽車在車窗及天窗控制中使用了LIN線網(wǎng)絡(luò)也是采用單線連接的網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速度在2.4?MOST網(wǎng)絡(luò)是利用光導(dǎo)纖維作為信息傳導(dǎo)媒介，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。MOST網(wǎng)絡(luò)在通用汽車近幾年的高端車型上逐漸使用，其傳輸速度可達(dá)到150Mb/s，采用雙線單向傳輸。所有連接MOST網(wǎng)絡(luò)的模塊通過總線系統(tǒng)連接到1個(gè)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)之中。二、CAN總線的結(jié)構(gòu)原理不同車型上CAN總線連接的模塊數(shù)量不同，越高端的汽車，模塊數(shù)量也會(huì)越多。但不管模塊數(shù)量有多少，都不外乎2個(gè)終端模塊及中間模塊。我們使用通用汽車科魯茲車型為例來進(jìn)行介紹。科魯茲汽車的兩個(gè)終端模塊分別是車身控制模塊及發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，中間模塊根據(jù)不同配置而有所不同，但無論哪種配置都會(huì)有電子制動(dòng)控制模塊存在。車身控制模塊電子!^拽制發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊琪埠黑羽善.址.禁江車身控制模塊電子!^拽制發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊琪埠黑羽善.址.禁江圖1科魯茲CAN總線結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，在科魯茲汽車的終端模塊中各有1個(gè)終端電阻，電阻值均為120Qo最左端的數(shù)據(jù)傳輸線連接器是指OBD-2接口，也就是GDS診斷系統(tǒng)與汽車的硬件接口。其中8、14是指接口的第8號(hào)和14號(hào)線。數(shù)據(jù)傳輸線連接器的端口如圖2所示。各引腳的作用如表1所示。引腳編號(hào)功能引腳編號(hào)功能1?低速總線4.5搭鐵6CAN總線（高）14CAN總埃（低）16電源正機(jī)其余未使用表1數(shù)據(jù)傳輸線連接器引腳功能isj圖2數(shù)據(jù)傳輸線連接器端口圖從表1中我們可以看出，數(shù)據(jù)傳輸線連接器有CAN總線及低速總線的信號(hào)，這也是我們通過此接口與診斷儀連接后能讀取總線上相關(guān)模塊信息的原因。如，我們可以讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊在CAN總線上；我們可以讀取空調(diào)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，因?yàn)榭照{(diào)控制模塊在低速總線上。在系統(tǒng)控制的過程中，CAN總線與低速總線并沒有直接相連，但是這兩路總線之間也需要傳遞信號(hào)。如，在低速總線上的儀表模塊需要讀取內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)而在儀表上顯示。這時(shí)在CAN總線與低速總線之間需要有1個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，在通用汽車上使用車身控制模塊來承擔(dān)這一任務(wù)，我們通常也稱其為網(wǎng)關(guān)。不同網(wǎng)絡(luò)之間的信號(hào)可以通過車身控制模塊來進(jìn)行轉(zhuǎn)換及傳輸。如果我們用示波器測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸線連接器的6號(hào)、14號(hào)線的話，可以得到如圖3所示的波形。閑時(shí)的波形數(shù)據(jù)都是2.5V，當(dāng)數(shù)據(jù)啟用時(shí)會(huì)產(chǎn)生CAN總線（高）增加1