汽车车载网络系统的检修 (1)课件讲解

汽车车载网络系统的检修

CAN数据总线系统的检测汽车网络系统基础（1）汽车网络系统作用一般来说，一个控制单元从整个系统中获得的信息越多，该控制单元协调自身的功能会越好。CAN数据总线作为控制单元之间的一种数据传递形式，它将各个控制单元连接形成一个完整的系统，如图

所示。图CAN数据总线（2）汽车网络系统的类型1）根据传输导线类型分类根据传输导线的不同可分为单线、双线和无线。单线传输如LIN-Bus总线；在CAN系统中一般均采用双线传输；光纤总线（MOST）为环状信息传输。新款车型中，很多都采用无线蓝牙传输数据，又叫BluetoothBus总线。2）根据网络传输形式分类控制单元之间的线路连接关系可将多路传输分为线性网络、星形网络、环形网络等几种，如图

所示。（a）线性（b）被动星形（c）环形图

数据总线网路拓扑分类图3）根据网络传输速度分类目前，存在的多种汽车网络标准，其侧重点不同。为方便研究和设计应用，SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D等类型。A类是面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输位速率常小于10Kbit/s。该类网络主要应用于车身控制，如电动车窗、中控门锁、后视镜、座椅调节、灯光照明及早期的汽车故障诊断。B类是面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般在10~125Kbit/s。该类网络主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等方面的控制。C类是面向高速、实时控制的多路传输网，位速率为125~1Mbit/s。该类网络主要用于动力系统等对实时控制及可靠性要求较高的场合。D类是智能数据总线，主要面向信息、多媒体系统等。该类网络主要面向乘员的安全系统，应用于车辆被动安全性领域，位速率为250~400Mbit/s。（3）汽车网络系统常用术语1）网络系统信息传输汽车网络系统的信息一般采用多路传输。多路传输是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。事实上数据信息是依次传输的，但速度非常快，几乎就是同时传输。多路传输采用划分时间片的方法来轮流接收和处理数据。可以看出，常规线路要比多路传输线路简单得多，但是多路传输系统ECU之间所用导线比常规线路系统所用导线少得多。由于多路传输可以通过一根线（数据总线）执行多个指令，因此可以增加许多功能装置。2）数据总线数据总线（BUS）是模块（如控制单元，智能传感器等）间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路，如图8.4所示。如果一个控制单元可以通过数据总线发送数据，又可以从数据总线接收数据，则这样的数据总线就称之为双向数据总线。汽车上的信息高速公路实际是一条导线或两条导线。3）网络网络式控制单元和控制单元或诊断测试仪（读码器）组成的电子系统，这些控制单元之间或控制单元与诊断测试仪之间用一根导线连接。网络允许各个模块相互通信，为了区分不同的设备，需设置不同的地址。从物理意义上讲，汽车上许多模块和数据总线距离很近，因此被称之为LAN（局域网）。摩托罗拉公司设计的一种智能车身辅助装置网络，被称为LIN（局域互联网）。4）通信协议通信协议是通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合,即指数据在总线上的传输规则。5）网关因为汽车上有这么多总线和网络，所以必须用一种有特殊功能的计算机达到信息共享和不产生协议间的冲突，实现无差错数据传输，这种计算机就称为网关，如图

所示。图

网关原理示意图CAN数据总线系统CAN是ControllerAreaNetwork（控制器局域网络）的缩写，含义是电控单元通过网络进行数据交换。CAN数据总线具有十分优越的特点，诸如低成本，极高的总线利用率，较远的数据传输距离（可达10km），较高的数据传输速率（可达1Mbit/s），可根据信息的ID决定接收或屏蔽该信息，可靠的错误处理和检错机制，发送的信息遭到破坏之后可自动重发，各控制单元在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能，信息不包含原地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息和优先级信息。（1）CAN数据总线系统的组成CAN数据总线系统由1个控制器、1个收发器、2个数据传输终端和2条数据传输线构成，如图所示。图CAN系统组成图1）CAN控制器CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时，CAN控制器也接收收发器发出的数据，处理数据并传输给微处理器。2）CAN收发器CAN收发器安装在控制器内部，是一个发送器和接收器的组合，它将CAN控制器提供的数据转化为电信号并通过数据总线发送出去。同时，它也接收总线数据，并将数据传到CAN控制器。3）数据传输终端数据传输终端是一个终端电阻，防止数据在导线终端被反射产生反射波，反射波会破坏数据。在驱动系统中，它接在CAN高线和CAN低线之间。4）数据总线CAN数据总线是用于传输数据的双向数据线，分为CAN高位（CANhigh）线和CAN低位（CANlow）数据线。数据使用差分电压传送，使CAN数据总线系统即使在一条数据线断开或者在噪声极大的环境中也能工作。静态时，两条电压均约为2.5V，此时状态表示为逻辑“1”，也可以称为“隐形”位；工作时，CANH比CANL高，表示逻辑“0”，称为“显性”位。（2）CAN数据总线的传输原理CAN-BUS数据总线的数据传输原理在很大程度上类似电话会议的方式，如图所示。一个用户（控制单元）向网络中“讲入”数据，而其他用户“收听”到这些数据。图

数据传递示意图8.1.3大众车系CAN数据总线（1）驱动CAN总线驱动CAN总线主要由发动机控制单元、ABS控制单元、ESP控制单元、自动变速器控制单元、安全气囊控制单元及组合仪表控制单元等组成。驱动CAN总线由15号线激活，传输速率是所有CAN总线中最高的，达500kbit/s。其采用终端电阻结构，中心电阻为66Ω（发动机电阻），且高低CAN线为环状结构，即任一根CAN线断路，则CAN系统无法工作。（2）舒适CAN总线舒适CAN总线的联网控制单元：自动空调控制单元、车门控制单元、舒适控制单元、收音机和导航显示控制单元。舒适CAN总线由30号线激活，传输速率达100kbit/s，没有网络的波形信号，终端电阻，且高低CAN线分离，即任一根CAN线断路，CAN系统不受影响。舒适系统CAN网络的波形信号，如图

所示。图

舒适CAN总线的信号波形（3）诊断系统总线诊断总线是用于诊断仪器和相应控制单元之间的信息交换，它与网关的连接，它被用来代替原来的K线或L线的功能。诊断总线目前只能在VAS5051、VAS5052和VAS5053下工作，而不能适用于原来的诊断工具。下图

为诊断系统总线。图

诊断系统总线CAN数据总线的检测

（1）万用表检测CAN数据总线可以采用数字万用表进行测试，以判断数据总线的信号传输是否存在故障，检测方法如图

所示。图

用万用表检测CAN总线1）终端电阻的测量用万用表电阻挡直接测量CAN-High线和CAN-Low线之间的电阻，正常情况下应该有一个规定的电阻（电阻大小随车型而异），不应直接导通；用万用表电阻挡测量CAN-High线或CAN-Low线分别与搭铁或蓄电池正极之间的导通性，正常情况下应不导通。2）电压测量①用万用表检测动力CAN总线。CAN-High线信号在总线空闲时的电压约为2.5V，总线上有信号传输时，电压值在2.5V和3.5V之间高频波动，因此CAN-High线的主体电压应是2.5V，所以万用表的测量值大于2.5V但靠近2.5V。同理，CAN-Low线信号在总线空闲时的电压约为2.5V，总线上有信号传输时，总线上的电压值在2.5V和1.5V之间高频波动，因此CAN-Low线的主体电压应是2.5V，所以万用表的测量值小于2.5V但靠近2.5V。②用万用表检测舒适/信息CAN总线。CAN-High线信号在总线空闲时的电压约为0V，总线上有信号传输时，总线上的电压值在0V和3.6V之间高频波动，因此CAN-High线的主体电压应为0V，所以万用表的测量值为0.35V左右。同理，CAN-Low线信号在总线空闲时的电压约为5V，总线上有信号传输时，总线上的电压值在5V和1.4V之间高频波动，因此CAN-Low线的主体电压应是5V，所以万用表的测量值为4.65V左右。（2）CAN总线的波形检测图

波形检测电路连接图CAN总线标准波形

LIN数据总线系统的检测LIN即LocalInterconnectNetwork，其含义是局域互联网络。所谓汽车中的局部互联网是指所有的控制单元都在一个总成内（如空调等）。LIN总线是CAN总线网络下的子系统。车上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。下图为空调系统LIN系统。LIN的含义

LIN总线主控制单元连接在CAN总线上，它执行LIN的主功能。LIN总线主控制单元的主要作用是：监控数据传递和数据传递的速率，发送信息标题；主控制单元