奥迪汽车总线与网关技术
18337198_奥迪车系MOST总线系统特点与检修技巧
栏目编辑：桂江一 ********************2018/11·汽车维修与保养59◆文/福建 陈育彬奥迪车系MOST总线系统特点与检修技巧MOST总线在奔驰、宝马、奥迪、保时捷、路虎等高端车上应用相当广泛，它是Media Oriented Systems Transport的缩写，主要应用于多媒体数据传输的网络系统。
本文通过介绍奥迪MOST总线系统的特点与故障检修技巧，供同行分享。
一、MOST总线的特点与组成相对于传统的信号传输方式，MOST光学传输具有导线少、质量小、传输速度快(可达20Mb/s)、不会产生电磁干扰，同时对电磁干扰也不敏感等优点。
MOST总线通过一个环形结构在信息娱乐控制单元之间实现数据交换，信息的传输是通过光缆实现的，环内的传输只能向一个方向进行。
也就是说，MOST系统中的控制单元是按照一定的顺序进行安装的，且顺序不能随意调换，这种按照一定顺序安装在MOST中的控制单元称为MOST环形结构的标准配置，这种配置保存在主机和中央网关模块内。
当环形结构闭合且功能良好时，才能在MOST环形结构中传送信息。
而在环形结构断开时，根据不同的车型不同的配置，诊断只能与主机通讯。
在光学总线系统中，总线用户包括：收音机、CD机或DVD 换碟机、GPS导航单元、视频单元、移动电话、功率放大器等。
这些单元内部都有一个光学传输控制单元，称为“智能网络接口控制器(INIC)”，是MOST控制单元中的发射接收模块，用于实现光学传输的信号调制、解调和控制。
如图1所示的光学传输控制单元主要由内部供电装置、收发单元(又称光导发射器FOT)、光波收发器、标准微控制器、专用部件等组成。
收发单元，也叫光导发射器FOT，主要由一个光电二极管和一个发光二极管构成。
智能网络接口控制器(INIC)自身便是一个具有完全功能、独立的路由器，该路由器可以在不需要与其应用程序进行互动的情况下，操作基础网络功能。
因此，即使是有一个控制单元的失效(前提是该控制单元内的INIC没有损坏)，MOST环形结构仍会继续有效。
汽车网关(gateway)系统的作用原理及部分车型网关位置
汽车网关（gateway）系统的作用原理及部分车型网关位置近期，很多客户反馈汽车远程数据终端无法直接通过OBD接口采集汽车CAN数据，其实这个原理上说的是简单，但是实际操作起来就比较复杂，那今天我给大家梳理下，共同再熟悉了解下网关，绕过网关来采集数据，或者直接在网关上采集数据。
一、网关是何方神圣？我们知道，从一个房间走向另一个房间，需要经过一扇门。
在汽车上，这些动脑筋的工程师把这个简单的进出门用到了汽车上：从一个网络向另外一个网络发送信息，需要经过一道“关口”，有的可能还不止一个，有“嘉峪关、潼关、平阳关”，车载网络的这个关口，就是网关（getaway）。
网关作为汽车网络系统的核心控制装置，网关负责协调不同结构和特征的CAN总线网络及其他数据网络之间的协议转换、数据交换、故障诊断等工作。
网关是在采集不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、数据交换等网络兼容功能的设备，也可以通俗的叫他网络之间的连接器、协议的转换器、数据的翻译器。
网关既可以用于广域互联，也可以用于局域互联，充当着转换重任的计算机系统或者设备，在使用不同协议、数据或者语言，甚至两种体系结构完全不同的两个系统之间，做翻译。
之前还有个网桥的概念，比如CAN转RS232这样的，就是类似一个网桥，网关对收到的信息（例如DBC）要重新打包，以适应目标系统需求，同时，网关还提供过滤和安全，那我们在OBD接口读取不到任何数据，比如大众车型只能采集个OBD的电压，特斯拉获得一个VIN码（用于上牌），通通属于被网关数据过滤的功能给过滤掉了。
二、网关的作用暂且简单说下，主要体现的几个方面，有专业人士勿喷：1、网关把局域网上的数据转变成可以识别的ACKII码，比如OBD2诊断数据，方便诊断。
2、协调低速率信息与高速率信息在汽车网络系统中的数据信息共享。
3、负责接受和转发信息。
4、激活某个控制单元或者某局域网的工作。
5、实现对整车网络系统内部数据的同步。
奥迪MOST总线
MOST总线在奥迪车上的应用龚灯荣韶关市高级技工学校摘要：人们对汽车的功能要求越来越多，对车的操作舒适性也越来越高，其结果就是车上采用的电子部件越来越多。
由于电子控制单元越来越多，各个控制单元之间的数据传递就要求采用新的传送通道，各种数据总线系统得到广泛应用。
本文介绍光纤数据总线（MOST总线）在奥迪车上的使用情况和谈谈其故障诊断方法。
关键词：汽车电子;MOST;网络；传输速率奥迪汽车网络发展史上最早采用的是一种叫LIN-总线局域互联网。
LIN是Local Interconnect Network的缩写（局域互联网），表示所以的控制单元都装在一个有限的空间内，所以它也被称为“局域子系统”。
一个LIN总线控制单元最多只能与十六个LIN从控制单元进行数据交换，并且传递速率最高只为20Kbt/s,无法满足汽车电子系统的需求。
这时候CAN总线在汽车上得到了广泛的应用，CAN是Controller Area Ntwork的缩写（局域网络控制），CAN总线分为三个总线系统。
CAN-驱动总线传递速率为500 Kbt/s，CAN-舒适总线传递速率为100 Kbt/s，CAN-信息娱乐总线传递速率为100 Kbt/s，这三种不同的总线靠一个网关控制单元连接起来，使大量的数据在不同的总线之间相互传递。
CAN总线的最大传递速率为1Mbt/s，而视频和音频的传输速率达数Mbt/s，如带有立体声的数字式电视信号就需要约6Mbt/s的传输速率。
这时候MOST光纤数据总线就首次出现在了AUDI A8 03款车上，随后奥迪新产的所有型号的车上都采用上了MOST 总线。
一．MOST总线光纤传输的特点MOST总线是Media Oriented Systems Transport的缩写，从名字上可以看出它是一种用于多媒体数据传输的网络系统。
MOST总线基于环形拓扑，采用光学点对点的传输技术，从而允许共享多个发送和接收器的数据。
解决了众所周知的传统模式错综复杂的布线、繁琐的连接器、陈旧的控制以及厚重的铜线等不能满足现代汽车外围设备需要的这些矛盾。
汽车总线应用技术
用于悬挂控制、制动控制 等。
车身系统
用于车门控制、座椅控制 等。
动力系统
用于发动机控制、变速器 控制等。
信息娱乐系统
用于音响控制、导航控制 等。
02
汽车总线技术分类与比较
CAN总线
定义
CAN总线是一种串行通信协议， 主要用于汽车内部传感器和执行
器之间的通信。
特点
CAN总线具有高可靠性和实时性， 支持分布式控制，广泛应用于汽车 发动机、底盘和车身控制等系统。
接口设计
接口设计是指设备与总线之间的连接 方式和接口规范，包括物理接口和电 气接口。接口设计需要考虑设备的数 量、分布和功能等因素。
总线软件与开发工具
总线软件
总线软件是汽车总线应用技术的软件 基础，包括驱动程序、应用程序等。 总线软件的设计需要考虑软件的稳定 性、可靠性和可维护性等因素。
开发工具
开发工具是指用于开发和应用汽车总 线技术的工具和软件，包括仿真工具 、调试工具、测试工具等。开发工具 的设计需要考虑开发效率、易用性和 可扩展性等因素。
总结词
娱乐系统的总线应用提供了丰富的多媒体功能和便利的人机交互界面。
详细描述
通过总线技术，汽车娱乐系统能够实现音频和视频的播放、导航功能的集成以及各种智能设备的连接 。这使得驾驶者和乘客在车内能够享受到丰富的多媒体功能，同时也有利于提高驾驶的安全性和便利 性。
05
汽车总线技术发展趋势与挑战
汽车总线技术发展趋势
无线化
随着无线通信技术的发展，未来汽车总线技术将向无线化方向发 展，以减少线束的使用和降低布线成本。
高速化
为了满足大量数据传输的需求，未来总线技术将向高速化方向发展 ，提高数据传输效率。
汽车总线及车载网络技术
4
能够理解MOST总线的原理，熟悉MOST总 线在汽车中的应用
5
能够理解车载以太网的主要技术，熟悉车载 以太网的应用
01 •汽车总线
汽车总线技术的产生与分类
• 1.汽车总线技术的产生
• 请说说为什么要使用总线技术？
汽车总线技术的产生与分类
• 2.汽车总线的分类
• 美国汽车工程师学会（SAE）的汽车网络委员会按照系统的复杂程度、传输流量、传输速度、传输可靠性、 动作响应时间等参量，将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D、E五类。
LIN总线
• 2. LIN总线系统的结构
• （1）LIN的网络结构 • LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统中
两个电控单元节点之间的最大距离为40m。 • LIN总线网络由一个主节点一个或多个从节点组成。
所有节点都包含一个从任务（Slave Task），负责 消息的发送和接收；主节点还包含一个主任务 （Master Task），负责启动LIN总线网络中的通 信。
CAN总线
• CAN网络拓扑可以根据几何图形的形状分为五种类型：总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、网络拓扑和树型 拓扑，这些形状也可以混合形成混合拓扑。因为电动汽车的网络特性可以概括为通信距离短、网络复杂度要 求低、可扩展性要求高、实施可靠性要求高。
星形拓扑
网络拓扑
环形拓扑
树形拓扑
图 6-2 CAN 网络拓扑形式
LIN总线
• （2）LIN的节点结构 • 一个LIN节点主要由微控制器和LIN收发器组成，而微控制器通过UART/SCI接口与LIN收发器连接，几乎所
有微控制器都具备UART/SCI接口，并且LIN收发器（如TJA1020、MC33399等）的RXD、TXD引脚可与微 控制器的RXD、TXD引脚直接连接，无需电平转换。在LIN系统中，加入新节点时，不需要其他从节点作任 何软件或硬件的改动。LIN和CAN一样，传送的信息带有一个标识符，它给出的是这个信息的意义或特征， 而不是这个信息传送的地址。
奥迪A8自学手册269 CAN-数据总线上的数据交换II
奥迪A8自学手册269 CAN-数据总线上的数据交换II Service自学手册 269CAN-数据总线上的数据交换 IICAN驱动数据总线CAN舒适Infotainment数据总线车上使用不同的CAN数据总线以及在不同的 SSP 238网络中普遍使用数据信号对诊断和故障查讲述CAN数据总线系统的基本功能寻就提出了新的要求自学手册SSP238中讲述了CAN数据总线的基本原理而自学手册SSP269则讲述如何在技术上来实现两种数 SSP 269据总线的使用讲述大众和奥迪车上使用的CAN驱动数据总线使用VAS5051来进行故障查寻最后要结合实际来说明如何进行故障诊断本自学手册将讲述故障查寻的基本原理在流程图中会说明系统故障查寻的方法本手册的最后将结合实际来详细讨论故障的状态还将说明故障的诊断原因和排除的方法238_001新重要说明自学手册讲述的是新技术的结构和功能具体检测调整和维修请参见维修应以实物为准手册2目录引言不同的数据传递售后服务中的3引言总系统CAN数据总线工作起来是非常可靠的因此很少出现CAN故障以下的信息有助于查寻故障同时也阐述了几个标准故障您必须弄懂CAN-数据总线的基本原理这样才能充分运用测量方法来查寻故障起CAN总线上所有控制单元的通讯状态都存储在这些数据块内大众集团的CAN网络在大众集团内使用多种CAN数据总线速率是500 kBits目前所有车型都使用CAN驱动数据总线kBits网关的组合仪表见20页具体布置根据信号的重复率产生的数据量和可用性准备状态CAN数据总线系统分为如下三类CAN驱动数据总线高速速率为500 kBits用于将驱动线束上的控制单元联成网CAN舒适数据总线低速速率为100 kBits用于将舒适系统中的控制单元联成网CAN- Infotainment总线低速速率为100 kBits用于将收音机电话和导航系统联成网4所有系统的共性- 各系统在数据高速公路上采用同样的交通规则既传输协议- 为了保证有很高的抗干扰性如来自发动机舱所有的CAN数据总线都采用双线式系统双绞线见第6页- 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接收区见第8页的不同的数据传递- CAN- Infotainment数据总线与CAN舒适数据总线的特性是一致的在Polo 自车型年2002起和Golf IV车上CAN- Infotainment适数据总线采用同一个导线对各系统的重要区别- CAN驱动数据总线通过15号接线柱切断或经过短时无载运行后切断- CAN舒适数据总线由30号接线柱供电且必须保持随时可用状态为了尽可能降低对供电网产生的负荷在15号接线柱关闭后若总系统不再需要舒适数据总线那么舒适数据总线就进入所谓休眠模式- CAN舒适 Infotainment数据总线在一条数据线短路或一条CAN线断路时可以用另一条线继续工作这时会自动切换到单线工况见第19页- CAN驱动数据总线的电信号与CAN舒适 Infotainment数据总线的电信号是不同的注意与CAN舒适 Infotainment数据总线的情况相反CAN驱动数据总线无法与CAN舒适 Infotainment数据总线进行电气连接驱动数据总线与舒适 Infotainment数据总线是通过网关联接的见20页网关可以包含在一个控制单元内如在组合仪表或车上供电控制单元内对于某些特殊车型可能是通过网关控制单元来实现的5概述CAN导线的特点CAN数据或500 kBits动数据总线也叫高速总线各个CAN系统的所有控制单元都并联在CAN数据总线上CAN数据总线的两条导线分别叫CAN-High和CAN-Low线两条扭绞在一起的导线称为双绞线双绞线 CAN-High 和 CAN-Low线 CAN驱动数据总线S269_002控制单元之间的数据交换就是通过这两条导线来完成的这些数据可能是发动机转速油箱油面高度及车速等CAN导线的基色为橙色对于驱动数据总线来说CAN-High线上还多加了黑色作为标志色对于CAN-High线上的标志色为紫色CAN-Low线的标志色都是棕色为了清楚起见同时也为了与VAS5051相配在本自学手册中CAN导线分别用单颜色来表示即黄色和绿色CAN-High线总是黄色CAN-Low-线总是绿色双绞线 CAN-High线和CAN-Low线CAN-High线CAN-Low线S269_0036CAN导线布线图大众集团使用的CAN数据总线有一个特点控制单元之间呈树形联接这在CAN 标准中是没有的这个特点使得控制单元布线更为完美车上CAN导线的实际布置状态称为拓扑结构图车不同拓扑结构也不同下面的示例是Phaeton车驱动线束的CAN拓扑结构图可很清楚地看到树形的网络结构Phaeton车CAN驱动数据总线的拓扑结构图发动机控制单元 1发动机控制单元 2自动变速器安全气囊控制单元控制单元车距调节制动助力组合仪表开门和起动授权蓄电池监控传感器控制单元网关控制单元控制单元带有ESP的ABS控制单元转向柱电气自水平调节控制单元控制单元S269_0047概述不同的数据传递以CAN驱动数据总线为例提高数据传递的可靠性为了提高数据传递的可靠性CAN数据总线系统的两条导线双绞线分别用于不同的数据传送这两条线分别称为CAN-High线和CAN-Low线在显性状态和隐性状态之间进行转换时CAN导线上的电压变化以CAN 驱动数据总线为例在静止状态时这两条导线上作用有相同预先设定值该值称为静电平对于CAN驱动数据总线来说这个值大约为25V静电平也称为隐性状态因为连接的所有控制单元均可修改它见SSP238在显性状态时CAN-High线上的电压值会升高一个预定值对CAN驱动数据总线来说这个值至少为1V而CAN-Low线上的电压值会降低一个同样值对CAN驱动数据总线来说这个值至少为35V 而CAN-Low线上的电压值最多可降至15V 25V-1V 15VCAN数据总线上的信号变化以CAN驱动数据总线为例在显性状态时CAN-High线的电压升至约35V在隐性状态时这两条线的电压均为约25V 静电平的电压在显性状态时CAN-Low线降至约15VS269_0058CAN收发器收发器内的CAN-High线和 CAN-Low线上的信号转换控制单元是通过收发器联接到CAN驱动总线上的在这个收发器内有一个接收器该接收器是安装在接收一侧的差动信号放大器差动至控制单元的CAN接收区这个转换后的信号称为差动信号放大器的输出电压差动信号放大器用CAN-High线上的电压U减去CAN-Low线上的电压U就得CAN-HighCAN-Low出了输出电压用这种方法可以消除静电平对于CAN驱动数据总线来说是25V 或其它任何重叠的电压例如干扰第11页CAN驱动数据总线的差动信号放大器差动信号放大器输出端可能的信号电平RX -线控制单元接收线差动信号放大器收发器 CAN-High-线双绞线S269_006 CAN-Low-线9概述CAN驱动数据总线差动信号放大器内的信号转换收发器的差动电压差动信号放大器内的信号处理以CAN驱动数据总线为例差动信号放大器前的信号差动信号放大器输出端同样的信号CAN-High-信号CAN-Low-信号输出信号S269_007与CAN驱动数据总线不同CAN舒适Infotainment总线上装有一个智能差动器为了也能进入所谓单线工作模式该放大器还要分别使用CAN-High-信号以及CAN-Low-信号单线工作模式和CAN舒适Infotainment总线差动页以后所述10CAN驱动数据总线差动信号放大器内的干扰过滤由于数据总线也要布置在发动机舱内所以数据总线就要遭受各种干扰在保养时要考虑对地短路和蓄电池电压点火装置的火花放电和静态放电差动信号放大器内的干扰过滤以CAN驱动数据总线为例差动信号放大器前的带有干扰脉冲的信号差动信号放大器输出端的相同的且已消除干扰的信号干扰 XCAN-High-信号CAN-Low-信号差动信号S269_008CAN-High-信号和CAN-Low-信号经过差动最大限度地消除干扰的影响这种差动传递技术的另一个优点是即使车上的供电电压有波动例如在起动发动机时也不会影响各个控制单元的数据传递数据传递可靠性在该图的上部可清楚地看到这种传递的效果用在两条线上由于差动因此在经过处理后差动信号中就不再有干扰脉冲了35V - X - 15V - X 2V11概述信号电平控制单元信号在收发器内的放大收发器发送一侧的任务是将控制单元内的CAN控制器的较弱信号放大使之达到CAN导线上的信号电平和控制单元输入端的信号电平联接在CAN数据总线上的控制单元的作用就像是CAN导线上的一个负载电阻因为装有电子元件这个负载电阻取决于联接的控制单元数量和其电阻有其它控制单元中的每个均可在数据总线上产生26千欧姆的电阻根据联接的控制单元数量所有控制单元形成的总电阻为53-66欧姆如果15号接线柱点火开关已切断就可以用欧姆表测量CAN-High线和CAN-Low线之间的电阻了CAN-Low线上的电压就降低一个同样大小的值对于驱动CAN数据总线来说一条导线上的电压改变值不低于1V对于CAN舒适Infotainment总线来说这个值不低于36V12数据总线上CAN-High线和CAN-Low线上的负载电阻S269_009组合仪表发动机控制单元 ABS 控制单元26 kOhm 66 Ohm 26 kOhm收发器接VAS 5051大众集团CAN的特点最初的数据总线的两个末端有两个终端电阻相比之下大众集团使用的是分配式电阻即发动机控制单元内的中央末端电阻和其它控制单元内的高欧姆电阻这样会产生很大的影响但由于轿车上的数据总线不很长所以不会有什么负面作用CAN标准中有关数据总线长度的规定就不适用于大众集团的CAN驱动数据总线了CAN舒适线之间而是体现在每根导线对地或对5V之间如果蓄电池电压被切断那么电阻也就没有了这时用欧姆表无法测出电阻注意为了能进行测量CAN驱动数据总线的长度不应超过5米13系统示意图CAN驱动数据总线的特点CAN驱动数据总线的速率为500 kBits用于将CAN驱动数据总线方面的控制单元联成网络CAN驱动数据总线控制单元有- 发动机控制单元- ABS-控制单元- ESP-控制单元- 变速器控制单元- 安全气囊控制单元- 组合仪表控制单元循环往复地在发送信息就是说信息的重复率一般为10 - 25ms CAN驱动数据总线由15号接线柱点火开关接通短时工作后又完全关闭CAN驱动数据总线的信号变化在显性状态时CAN-High线上的电压约为35V在隐性状态时两条线上的电压均约为25V静电平上的在显性状态时CAN-Low线电压降至约15VS269_00514CAN驱动数据总线上的信号变化下面图中所示的是一个真实的CAN-电报变化图它由一个收发器产生并由VAS5051的数字存储的显性电压约为35VCAN-Low线约为15VVAS 5051上的数字存储式示波器DSO上显示的CAN驱动数据总线信号变化Messtechnik Auto-BetriebDSO静态图A通道的测量光标A通道振幅 B通道振幅时间值光标 1触发点B通道的测量光标S269_010 显性和隐性电平交替轮换U 为348V UCAN-High CAN-Low为15V调整 05V Div 002ms Div15系统示意图CAN舒适 Infotainment数据总线的特点CAN舒适 Infotainment数据总线方面的控制单元联成网CAN舒适 Infotainment数据总线控制单元有- 全自动空调空调控制单元- 车门控制单元- 舒适控制单元- 收音机和导航显示单元控制单元所以也称为低速CAN总线等等车辆位置GPS当然前提条件是相应的车上有这两种数据总线如 Golf IV und Polo MJ 2002CAN舒适Infotainment数据总线的信号变化在显性状态时CAN-Low线上的电压降至14V在隐性状态时CAN-High线上的电压约为0VCAN-Low线上的电压约为5V在显性状态时CAN-High线上的电压约为36VS269_01116CAN舒适 Infotainment数据总线的差动数据传递为了使低速CAN抗干扰性强且电流消耗低与CAN驱动数据总线相比就需做一些改动首先由于使用了单独的驱动器功率放大器这两个CAN信号就不再有彼此依赖的关系不是通过电阻相连的也就是说CAN-High线和CAN-Low线不再彼此相互影响而是彼此独立作为电压源来工作另外还放弃了共同的中压在隐性状态静电平时CAN-High信号为0V在显性状态时≥36V对于CAN-Low信号来说隐性电平为5V显性电平≤14V于是在差频信号放大器内相减后隐性电平为-5V显性电平为22V那么隐性电平和显性电平之间的电压变化电压提升就提高到≥72VVAS 5051上的数字存储式示波器DSO图静态图为清楚起见CAN-High 信号和CAN-Low信号彼此分开了从图中所示的不同的零点即可看出这一点从图中可清楚看出CAN-High和CAN-Low的静电平是不同的还能看出与CAN驱动数据总线相比电压提升增大了72VS269_012显性电平和隐性电平交替转换在在显性状态时UCAN-High为36VUCAN-Low为14V调整 2V Div 01ms Div17系统示意图CAN舒适Infotainment数据总线的CAN-收发器的只是输出的电压电平和出现故障时切换到CAN-High线或CAN-Low线单线工作模式的方法不同另外CAN-High线和CAN-Low线之间的短路会被识别出来并且在出现故障时会关闭CAN-Low驱动器在这种情况下CAN-High和CAN-Low信号是相同的CAN-High线和CAN-Low线上的数据传递有安装在收发器内的故障逻辑电路监控故障逻辑电路检验两条CAN导线上的信号如果出现故障如某条CAN导线断路那么故障逻辑电路会识别出该故障从而使用完好的那一条导线单线工作模式在正常的工作模式下使用的是CAN-High减去CAN-Low所得的信号差动数据传递第8页这样就可将故障对CAN舒适Infotainment数据总线的两条导线的影响降至最低与CAN驱动数据总线是一样的见11页CAN舒适Infotainment数据总线收发器的结构差动信号放大器输出端的信号电平RX -线控制单元的接收线故障逻辑电路CAN-High放大器收发器 CAN-Low放大器CAN-High-线差动信号放大器双绞线CAN-Low-线S269_01318单线工作模式下的CAN舒适Infotainment数据总线如果因断路短路或与蓄电池电压相连而导致两条CAN导线中的一条不工作了ISO故障1-7自42页起那么就会切换到单线工作模式在单线工作模式下只使用完好的CAN导线中的信号这样就使得CAN舒适Infotainment数据总线仍可工作控制单元使用CAN不受单线工作模式影响一个专用的故障输出用于通知控制单元现在收发器是工作在正常模式还是单线模式下静态图单线工作模式下DSO上的信号变化图S269_01419总系统通过网关将三个系统联成网络之间无法进行耦合联接另外这两种数据总线的传输速率是不同的这就决定了它们无法使用不同的信号这就需要在这两个系统之间能完成一个转换这个转换过程是通过所谓的网关来实现的根据车辆的不同网关可能安装在组合仪表内车上供电控制单元内或在自己的网关控制单元内由于通过CAN数据总线的所有信息都供网关使用所以网关也用作诊断接口目前是通过网关的K-线来查询诊断信息从Touran车开始是通过CAN数据总线诊断线来完成这个工作的20可以用火车站作为例子来清楚地说明网关的原理S269_015 火车CAN舒适Infotainment数据总线换车的旅客站台B换车的旅客站台A快车CAN驱动数据总线在站台A站台英语叫网关到达一列快车CAN驱动数据总线500 kBits 车上有数百名旅客在站台B已经有一辆火车 CAN舒适 Infotainment数据总线 100 kBits客就换到这辆火车上有一些乘客要换乘快车继续旅行车站站台的这种功能即让旅客换车以便通过速度不同的交通工具到达各自目的地的功能与CAN驱动数据总线和CAN舒适 Infotainment数据总线两系统网络的网关功能是相同的网关的主要任务是使两个速度不同的系统之间能进行信息交换提示与CAN舒适 Infotainment数据总线是不同的数据总线系统它们之间只能通过所谓的网关来连接21售后服务中的CANCAN数据总线的接口CAN数据总线在车上自诊断OBD插头上是作为通电CAN数据总线而存在的目前在VAS5051上还不支持激活程序因此就无法通过OBD插头来测量但在组合仪表上提供一个接口在 Polo车车型年2002上网关在车上供电控制单元内在Golf IV车上网关在组合仪表内但对于这两种型号的车可以用组合仪表右侧绿色的插头来进入CAN驱动数据总线和CAN舒适Infotai-nment数据总线Polo车车型年2002组合仪表上右侧绿色插头的布置CAN舒适 Infotainment数据总线S269_016CAN驱动数据总线S269_017图例J285 组合仪表内带显示屏的控制单元 J519 车上供电控制单元J533 数据总线诊断接口Polo车车型年2002和Golf IVPhaeton和Golf V22诊断说明要想进行故障分析就必须先使用VAS5051来诊断故障记录并不能说明数据总线有某种故障控制单元损坏也会产生与数据总线故障相似的影响只有读出网关见20页内存储的故障记录才能为故障查询提供必要的帮助对于总线来说任何时候均可使用VAS5051上的数字存储式示波器DSO在将VAS5051接到网关上后可以通过VAS5051的主菜单使用功能19网关来查看故障记录在网关菜单中可通过选择08来查看测量数据块随后必须输入想要查看的测量数据块的号码可选择下列的显示组测量数据块以Phaeton车为例CAN驱动数据总线发动机控制单元变速器控制单元 ABS控制单元 ---转向角度传感器安全气囊控制单元电动转向柴油泵控制单元中央电气全轮驱动车距调节电气系统 ---蓄电池管理电子点火锁自水平调节减振调节--- --- --- ---CAN舒适数据总线单线双线中央舒适系统电气司机车门控制单元副司机车门控制单元左后车门电气右后车门电气司机座椅记忆电气中央电气全自动空调轮胎压力监控组合仪表多功能方向盘车顶电气副司机座椅记忆电气后座椅记忆电气驻车距离调节雨刮电气 ---驻车加热电子点火锁前部中央操纵显示单元后部中央操纵显示单元 ---挂车控制单元CAN Infotainment数据总线单线双线收音机导航系统电话语音操纵换碟机网关Telemat ikCD前部操纵显示单元后部操纵显示单元 --- 组合仪表数字式音响系统多功能方向盘驻车加热---S269_018取决于车型的特殊装备具体情况可能与上图所示不同请注意显示组的文字说明必要时选择其它显示组23售后服务中的CAN数字存储式示波器DSO上的信号CAN驱动数据总线上的正常数据传递将图象存储起来静态图由于分辨率的原因不要在形成尖角的区域进行测量如图中的左右边缘区VAS5051上的数字存储式示波器图Messtechnik Auto-BetriebDSO静态图A通道的测量光标A 通道振幅B 通道振幅时间值光标 1触发点B 通道的测量光标S269_010测量光标必须位于平坦脉冲的中央以便能获得可靠的测量值该图中所示的是一条CAN驱动数据总线正好达到规定值时的情况注意电平信号的这些测量值是由某几个控制单元产生的因此在接下来的测量中可能测出差别很大的电压如果显示别的控制单元信号时相差05V并不是罕见的事24CAN舒适 Infotainment数据总线上的正常数据传递为了描述得更加清楚此处必须选择不同的0-点这与CAN驱动数据总线的情况是不同的CAN-High-线以黄颜色表示CAN-Low-线以绿颜色表示在这里触发是在CAN-High-电平达到约2V时发生的VAS5051上的示波器DSO显示的CAN舒适 Infotainment数据总线信号触发点 S269_019元确定的因此在接下来的测量中可能测出差别很大的电压注意数据总线是不同的当蓄电池接好后只能使用欧姆表来检测短路或断路情况25售后服务中的CANISO-故障。
(精编)奥迪CAN–数据总线网络的故障检测
(精编)奥迪CAN–数据总线网络的故障检测FehlersucheCAN-BusName: _______________________Datum: _______________________Trainingsort: _______________________InhaltsverzeichnisCAN-DatenbussystemebeiAudi5CAN-Antrieb6SpannungspegelCAN-AntriebimZweikanalbetriebprüfen6 EinstellungdesDSO7 AuswertungderSpannungspegel错误!未定义书签。
SpannungspegelCAN-AntriebimEinkanalbetriebprüfen9 EinstellungundAuswertungdesDSO10CAN-KomfortundCAN-Infotainment11 SpannungspegelCAN-KomfortimZweikanalbetriebprüfen11 EinstellungdesDSO11 AuswertungderSpannungspegel12 SpannungspegelCAN-KomfortimEinkanalbetriebprüfen13 EinstellungundAuswertungdesDSO14 DSOFehlerbilderCAN-Antrieb15Fehlerbild1错误!未定义书签。
Fehlerbild216Fehlerbild316Fehlerbild4错误!未定义书签。
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车载网络CAN_LIN网关的应用开发
车载网络CAN/LIN网关的应用开发发布时间：2022-08-21T07:40:39.140Z 来源：《科技新时代》2022年1月第1期作者：黄家刚[导读] 随着电子技术的发展黄家刚柳州市续赢科技服务有限责任公司柳州市摘要：随着电子技术的发展，车载电子控制装置ECU的应用越来越多。
为了实现ECU之间的通信和数据共享，根据每个电子控制系统的复杂性以及信息量和响应速度的要求，有各种车载远程网络。
其中，德国Robert Bosch公司开发的控制器局域网CAN以其优越的性能在车载高速网络中得到了广泛的应用。
LIN网络作为一种有望成为车载低速网络标准的网络协议，不需要CAN总线的带宽和多功能，例如智能传感器与制动装置之间的通信，具有很大的应用空间。
其功能是将开关执行器和传感器从子总线连接到主总线，如CAN总线。
因此，为了实现各种车载网络之间的信息通信，有必要研究不同网络之间的互联技术。
关键词：总线协议；CAN／LIN网关；接口电路前言随着汽车工业的发展，消费者和政府有关部门对安全、舒适、节能、环保的需求推动了电子控制单元和系统在汽车上的广泛应用，汽车正日益向电子化、智能化方向发展。
然而，越来越多的电子系统也带来了新的问题。
越来越多的电子控制单元和传感器不可避免地需要越来越多的连接。
除了增加成本和重量，更重要的是给布线带来很大困难。
同时也增加了安全隐患，降低了整车的可靠性。
因此，提高电子控制单元之间的通信性能，降低布线成本已成为亟待解决的问题。
目前，车载电子控制系统主要由CAN/LIN网络组成。
不断发展的汽车网络技术还包括高速容错网络FlexRay，大多数用于多媒体和导航、蓝牙、WLAN和其他无线网络技术。
LIN是一个辅助总线网络。
在不需要CAN总线的情况下使用LIN总线可以大大降低系统成本。
大量的汽车电子技术被用来提高汽车的性能水平，这是不争的事实。
CAN总线的应用也得到了人们的认可，CAN和LIN混合网络的应用将极大地提高汽车网络的可靠性和经济性。
第七章奥迪A6轿车车载网络系统
带有CD播放机的导航控制单元 J401、语音输入控制单元J507、 24 数字音响包控制单元J525、收音 机R、TV调谐器R78、数字收音机
R147
13
有记忆功能的座椅调节／转 向柱调节控制单元J136
25
右后轮轮胎压力监控发射元件 G434（在车轮拱形板内）
水平调节控制单元J197、大 灯照程调节控制单元J431、
图7-6为奥迪A6轿车部分舒适系统CAN总线和LIN总线的拓扑
图。
第七章奥迪A6轿车车载网络系统
图7-6 奥迪A6轿车部第分七章舒奥迪适A6系轿车统车载C网A络N系总统 线和LIN总线拓扑图
二、奥迪A6轿车舒适系统LIN总线的特点 1.一个主控单元连接多个从控单元。 奥迪A6轿车的空调系统的控制是由两个LIN总线组成，即全
控制单元、带EDS（电子差速制动）的ABS控制单元、安全气 囊控制单元、电子驻车制动控制单元、大灯照程调节系统控 制单元等，各单元安装位置如图7-3所示，拓扑图如图7-4所 示。 点火开关断开后，CAN通信一直有效，通信断路时（如拨下 插头或某一控制单元供电断路）会产生故障记忆，在重新连 接正常后，必须删除所有控制单元的故障存储后才可以正常 运行。
第七章奥迪A6轿车车载网络系统
图7-3 奥迪A6轿车驱动系统CAN总线组成
第七章奥迪A6轿车车载网络系统
图7-4 奥迪A6轿车驱动系统CAN总线拓扑图
第七章奥迪A6轿车车载网络系统
2、奥迪A6轿车驱动系统CAN总线特点 （1）高速传输，500kbit/s 。 （2）分类级别为CAN总线的C类。 （3）双胶线传输：CAN-H高电平线为橙色/黑色，CAN-L低电
等。
图7-9 MOST系统工作模式
第七章奥迪A6轿车车载网络系统
汽车总线及车载网络技术
主节点需要，从节点不 需要
每个节点都需要
• 2. LIN总线系统的结构
LIN总线
• （1）LIN的网络结构
• LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统 中两个电控单元节点之间的最大距离为40m。
• LIN总线网络由一个主节点一个或多个从节点组 成。所有节点都包含一个从任务（Slave Task ），负责消息的发送和接收；主节点还包含一 个主任务（Master Task），负责启动LIN总线 网络中的通信。
• 在MOST总线中，各个终端设备（节点、控制 单元）之间通过一个数据只沿一个方向传输的 环形总线连接，音频、视频信息在环形总线上 循环，并由每个节点（控制单元）读取和转发 。各个控制单元之间通过光导纤维相互连接而 形成一个封闭环路，因此每个控制单元拥有两 根光导纤维，一根光导纤维用于发射器，一根 光导纤维用于接收器。
CAN总线
• CAN网络拓扑可以根据几何图形的形状分为五种类型：总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、网络拓扑和树 型拓扑，这些形状也可以混合形成混合拓扑。因为电动汽车的网络特性可以概括为通信距离短、网络复 杂度要求低、可扩展性要求高、实施可靠性要求高。
星形拓扑
网络拓扑
环形拓扑
树形拓扑
图 6-2 CAN 网络拓扑形式
CAN总线
• CAN数据传输线是双向串行总线，大都采用具 有较强抗干扰能力的双绞线，分为CAN-H线和 CAN-L线，两线缠绕绞合在一起，其绞距为 20mm，横截面积为0.35mm2或0.5mm2
CAN总线
• 终端电阻的作用是防止信号在传输线终端产生反射波，而使正常传输的数据受到干扰。
CAN总线
总线型拓扑
CAN总线
• CAN总线系统的总体构成如图6-3所示，主要由 若干个节点（电控单元）、两条数据传输线（ CAN-H和CAN-L）及终端电阻组成。
奥迪汽车总线与网关技术
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总线及网关技术
由于车控网络功能日益强大，需要大量的数据信息在不同的数据总线之进 行有效的传递； 网关可以将不同的总线连接在一起，同时使相互传递成为可能。
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总线及网关技术
CAN Bus 在车辆上应用的原因：
用户对车辆更高的安全性和舒适性要求，以及排放法规及环保的要求
现代汽车上安装越来越多的电器部件（控制单元/传感器/执行元件）
例如：表示开或关两种状态
1 = “yes” = x Volt
0 = “no” = 0 Volt
二进制和十进制系统区别：十进制由0-9十个数字组成
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二进制编码
CAN bus传递的每个信息都是通过连续的二进制编码来表示的，信号值越 大，用二进制编码表示时，其信息结构越长。
ISO标准：高速/低速分界点 125000bps
一个完整的信息传递平均周期：大约1ms（根据信息长度）
控制单元数量：出于可靠性原因，最多允许接入32个控制单元
CAN bus 总线最大允许长度：40 m
CAN程序版本： Bosch CAN 2.0
bps = bits per second
单位：位（比特）/秒
信息结构
CAN bus 所传递的每个完整信息由七个域构成。
睡眠模式电流68ma所有控制器一同睡眠或唤醒完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canhighcanlow彼此之间短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canhigh对正极短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canhigh对地短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canlow对正极短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canlow对地短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canhigh与某一控制单元之间断路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图动力can总线系统canlow与某一控制单元之间断路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图舒适信息娱乐can总线系统canhighcanlow彼此之间短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图舒适信息娱乐can总线系统canhigh对地短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图10舒适信息娱乐can总线系统canhigh对正极短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图11舒适信息娱乐can总线系统canlow对地短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图12舒适信息娱乐can总线系统canlow对正极短路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图13舒适信息娱乐can总线系统canlow与某一控制单元之间断路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图14舒适信息娱乐can总线系统canhigh与某一控制单元之间断路完全免费的汽车资料下载httpfawvolkswagenbt170基础培训故障波形图14舒适信息娱乐can总
奥迪Q5舒适CAN通讯工作原理
CAN 是Controller Area Network的缩写，中文为控制器局域网络，汽车CAN总线相当于汽车的中枢神经系统，主要作用是用来传输数据。
汽车CAN总线工作原理
现在的汽车的电子控制单元主要有发动机控制系统、防抱死控制系统、中央门锁系统、悬挂控制系统、仪表管理系统、座椅调节系统等。
所有子控制系统连接起来构成一个
实时的控制系统。
当指令发出去之后，必须保证在一定的时间内得到响应，否则会出现重大的事故。
这
就要求汽车上的CAN通信网络有较高的波特率设置。
CAN总线有多个节点进行通信，因为能避免负荷较大。
并且根据各节点对实时性的要求，设计了高、中、低速3个速率不同的 CAN 通信网络。
实时性严格的节点组成中、高速CAN通信网络，不是很严格的节点组成低速CAN通信网络。
汽车CAN总线就相当于汽车的中枢神经系统，它的作用是把汽车中多个控制单元连接在一起，实现各节点的信息同步、通信和传输数据，从而达到汽车各部件正常工作。
CAN高和CAN低电压多少正常
CAN高、低电压正常标准：CAN高电压在1.5-3.5V之间，CAN低电压在1.5-2.5V
之间，CAN高+CAN低=5V左右。
奥迪A4的数据总线
奥迪A4的数据总线奥迪A4的数据总线A4数据总线系统的功能：奥迪A4上有不同的数据总线系统在工作。
这些系统以不同的平面工作。
组合仪表板内的控制器是这些数据总线系统的交汇处（网关）。
J285组合仪表板内控制器(网关)本数据总线系统中数据同时通过导线“CAN–Hi”和“CAN–Lo”传递（A121、A146、A178是CAN-high bus；A122、A147、A179是CAN-low bus)。
根据数据总线系统的型号，两根导线相互拧在一起（相互缠绕）,以将对其他系统的干扰辐射尽可能减小,另外还能不受其他导线的影响。
数据通过数据导线顺序地传向各连接的控制器。
这些数据不能用车间工具检查到。
各控制器将数据按规定的间隔作为电报来发送和等待。
一个控制器发送的两个电报之间的时间间隔取决于所传递数据的价值，在0.01和0.2秒之间。
如果一个相连接的控制器在规定的时间内未收到信息或收到的数据信息无法分析，故障存储器存储一个故障。
如果一个控制器因为元件故障而无法提供所要求的信息（或只是某特定信息），一个带有该数据信息的故障通告被发送，以要求读取该控制器的故障存储器。
例如：舒适系统外部温度传感器G17未被连接，因此组合仪表板内控制器J285不能在其数据信息中发送该传感器测量值。
组合仪表板内控制器存储该故障并在其数据信息中发送一个故障通告而不是发送测量值。
控制和显示单元E87通过分析该信息而识别出故障通告并在故障存储器内存储信息“请读取组合仪表板内控制器的故障存储器”。
奥迪A4数据总线系统：1、舒适设备数据总线：舒适设备数据总线★以100kBaud（每秒100000信息单位）的传递速度工作。
★两根导线中有一根失效时仍可以工作，但是以紧急状态工作（例如一根导线断路）。
与以下控制器相连：★组合仪表板内控制器J285（与动力设备数据总线的交汇处）★空调设备控制和显示单元E87★舒适系统控制单元-J393★辅助暖气控制器J364（仅对装有原装奥迪驻车暖气/辅助暖气装置的车辆）★转向柱电子装置控制器J527★电压控制★停车辅助控制★车门控制-J★其他与舒适设备数据总线相连的控制器2、动力设备数据总线动力设备数据总线★以500kBaud（每秒500000信息单位）的传递速度工作。
第四章 奥迪A6轿车总线系统检修
4.2 LIN总线
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4.2 LIN总线
5.信息格式 (1)信息标题的格式
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4.2 LIN总线
(2)信息内容的格式
在信息内容中，确认领域中确定的数据领域个数会被传输。
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4.2 LIN总线
6. LIN总线系统的物理结构
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4.2 LIN总线
4个信号收发两用机的任何一个都可以接通所属的晶体管，由 此将LIN总线与负极连接。在这种情况下，会由一个发送器传 输一个主导位，如果晶体管都不导通，在LIN总线电路上为高 电压。
4.2 LIN总线
7.奥迪A6轿车舒适系统LIN总线
(1)奥迪A6的LIN总线上的控制单元
①车顶:湿度传感器、光敏传感器、信号灯控制、汽车顶篷等。 ②车门:车窗玻璃、中控锁、车窗玻璃开关、门窗提手等。 ③车头:传感器、小电动机、方向盘、方向控制开关、挡风玻 璃上的擦拭装置、方向灯、无线电、空调、座椅、座椅控制 电动机、转速传感器等。
(1)光导纤维一光导插头光纤使用专门的光学插头与控制单元 连接。插头上的一个信号方向箭头表明(至接收机的)输入端， 插头外壳形成与控制单元的连接。光信号通过由光导纤维导线 和光导插头进入控制单元或传往下一个总线用户。
4. 3 MOST总线系统
(2)电气插头 该插头用于供电、环断裂自诊断以及输入/输出信号。
③诊断管理器的故障存储器中存储故障信息(光导数据总线中 断)。
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4. 3 MOST总线系统
(1)环形结构中断的故障诊断 由于环形结构中断，就不能在MOST数据总线中进行数据传送， 所以要借助于诊断导线来执行环形结构的故障诊断。可以通过中 央接线连接装置，将诊断导线连接至MOST数据总线中的每一 个控制单元。
奥迪Audi A8L 电器网络
Audi A8L – 电路和网络学习目标► 熟悉奥迪A8L的供电结构及AGM蓄电池的特点； ► 掌握奥迪A8L的拓扑结构和总线系统的特点； ► 熟悉数据总线诊断接口J533新增的功能和特点； ► 熟悉新的组合仪表控制单元J285的结构和特点； ► 熟悉舒适系统控制单元J393新增的功能和特点； ► 了解车载电网控制单元J519新增的LIN从控制单元； ► 熟悉外部灯光和背景照明的操作和结构 ► 熟悉FlexRay总线的原理和特点2/129目录► 学习目标 ► 电路 ► 控制单元联网 ► 数据总线诊断接口 J533 ► 组合仪表控制单元 J285 ► 舒适控制单元 J393 ► 车载电网控制单元 J519 ► 外部灯光 ► 背景照明 ► Flexray 总线3/129电路4ATE 0A8 P.1, VK-35, 01/2010供电结构实践5/108供电结构实践1. 查询ElsaWin，在“卡片”上写下各保险丝或部件的名称并粘贴在“供电结构图”上 的相应位置上，在车上找到相应保险丝“SA、SB、SC、SD、SF”的位置。
2. 查询ElsaWin，使用“红色胶带”作为导线，在“供电结构图”上正确连接供电电路 图（将连接线连接在个部件的节点上“·”）。
3. 查找蓄电池主线和其螺栓连接点在车上的位置。
4. 观察汽车蓄电池与以往的有何区别？6/129电路 供电结构散热器风扇的保险丝支架 保险丝支架 „SA“ 保险丝支架 „SB“ 蓄电池主线 保险丝支架 „SF“ 接地点 蓄电池断开元件 蓄电池监控控制单元蓄电池发电机 起动机 保险丝支架 „SC“ 跨接起动点 7/129加热式后风挡玻璃 控制单元保险丝支架 „SD“ 全轮驱动电控单元电路 供电结构 - 蓄电池主线►车外启动接点 ► 在发动机舱的右侧 ►奥迪 A8L的蓄电池主线则是刚性的铝合金扁线，外面包裹着红色塑料绝缘层。
► 蓄电池主线从蓄电池正极出发，设计为柔软的圆线，接着，在备胎槽内，导线 就变成刚性的扁线。
汽车网关与诊断总线 教学PPT课件
汽车网关与诊断总线
第一节 网关 第二节 诊断总线
第六节 网关
● 1． 网关的定义 ● 我们知道，从一个房间走到另一个房间，需要经过一扇门。同理，从一个网络向
● 在图4-17和图4-18所示的汽车网络系统中，各个控制单元的 诊断数据经各自的数据总线传输到网关J519或J533，再由网 关利用诊断CAN总线传输到故障诊断接口。通过诊断CAN总 线和网关的快速数据传输，诊断控制单元就可在连接到车上 后快速显示出车上所装元件及其故障状态。
● 2．新型诊断接口
线
汽车故障诊断仪与故障诊断接口的连接
三、宝马车系的诊断CAN总线
● 1．D-CAN总线
● 宝马汽车集团将BMW车系的诊断CAN总线称为D-CAN总线。D-CAN总线采用线形、 双线结构，最大数据传输速率为500kb/s。连接好BMW诊断系统后，网关（接线盒 控制单元）将BMW诊断系统的请求传输给内部总线，之后，应答以相反的方向同时 进行。
另一个网络发送信息，也需要经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义， 网关（gateway，GW）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
● 网关是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协 议转换、数据交换等网络兼容功能的设备。网关又称网间连接器、协议 转换器。网关在传输层上以实现网络互联，是最复杂的网络互联设备， 仅用于两个高层协议不同的网络互联。
● 诊断CAN总线取代K诊断总线（K-线或L-线）之后，对车上的故障 诊断接口也作了改进。新型诊断接口的针脚布置如图4-19所示，各 个针脚的用途见表4-1。由表4-1可见，新型诊断接口仍然保留了K线和L-线的针脚，以确保系统向下兼容功能。
浅析车用CAN系统中网关的特性
摘 要：控制器局域网 （ Ａ ）中网关工作的好坏决定了不同的总线、模块和网络相互间通信的好坏。 Ｃ Ｎ 本文详细 阐述 了网关的特点 和功 能 ，并对 网关在奥迪 Ａ 一 ６ 用控制器 局域 网中的作用作 了 ４ Ｂ车
详细 分析
中图分类号 ：Ｔ ９ ５ Ｎ １ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ —０ ３ （ ０ ３ 上） ０ ３ ０ ９ １ ４ ２ １ ） （ 一０ ９ — ３ ０ １
位 ，也 支持 扩 展后 的２ 位信 息标 识 。 ９
４ 网关处理 的内容
网 关 主 要 “处 理 ” 有 关 下 面 三 部 分 的 内 容 （ 图３ 示） 如 所 ：从 第 一 个 网络 读 取 所 接收 的信 息 ，
应 能涉 及Ｃ ＡＮ协 议４ 帧 类型 中的两 种 ，即数 据 帧 种
和 远 程 帧 。 另外 两 种 错 误 帧 和超 限 帧 ， 由该 网 关 的ＣＡＮ芯 片 硬 件 控 制 ， 因此 ，可 以 说 网关 无 附 加 的 响 应 性 。 当然 ， 网关 必 须具 备 有 “ 态 位 ” ， 状 即 在 任 何 一 个 网络 中发 生 的错 误 太 多 时 ， 网关 有
作 的 好 坏 决 定 了不 同 的 总 线 、模 块 和 网 络 相 互 间 通 信 的好 坏 。 网关 就 像 一 个 居 民 小 区 的 门 卫 ， 在 他 让 任 何 客 人 进 大 门之 前 ， 他得 问 问 客 人 是 否 是
应 邀 前 来 ，或 者 通 知 某位 住 户 有 人 来 访 了 。对 不
第３ 卷 ３
第３ 期
２ １－３ 上 ） ［ ３ ０１ （ ９１
ｌ 匐 似
３ ｏ ｃ Ａ Ｉ 与Ｃ ２０ 间的 网 Ｂ ｓ ｈＣ Ｎ ． ２ ＡＮ ．之
ssp459_10 款奥迪 A8车载电网和联网_
数据总线诊断接口J533
459_024
展示厅模式激活后，数据总线诊断接口 J533 会先唤醒总线系统，然后， 向所有控制单元发送“确证”。 展示厅模式通过车辆诊断测试仪以在线方式在数据总线诊断接口 J533 地 址代码 19 中用引导型故障查询“数据总线诊断接口，展示厅元件保护功 能”打开。展示厅模式和运输模式一样，在短途行驶后自动关闭。
19
元件保护功能下的展示厅模式
数据总线诊断接口 J533
电气接口 光学接口
459_032
蓄电池监控装置 控制单元 J367
发电机 C
稳压器 J532
459_019
元件保护功能下的展示厅模式
10 款奥迪 A8 是第一款在元件保护控制单元中加入展示厅模式的车型。 这个模式在展示厅或在展览上避免意外关闭正在进行元件保护功能的控 制单元。 背景知识：实现元件保护功能的控制单元每隔一个周期就需要数据总线 诊断控制单元接口 J533 的“确证”。也就是说，如果这些控制单元被激 活一定次数，而点火开关却没有在这段时间内打开，那么就激活这些控 制单元内的元件保护功能。
Error_Aktiv 状态 在这一状态下，稳压过程中断。输入端（接线端 30）和输出端（接线 端 ３０＿稳压）可能低阻抗导通。LIN 总线接口发出“Error_Aktiv”的状 态。
过热情况消失或故障状态结束后，回到“主动”状态。如果是在“点火开 关关闭”的状态下（输入端接线端 15 无电压），则切换到“被动”状态。
20
蓄电池监控装置控制单元 J367
10 款奥迪 A8 上采用了首次在奥迪 A5 上使用的电源管理系统 2。这就意 味着，这里没有配备曾经在 03 款奥迪 A8 使用过的电源管理系统控制单 元 J644。 这个控制单元的功能由数据总线诊断接口 J533 以及蓄电池监控装置控制 单元 J367 共同完成。
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数字信号
每根线一个信号
不同的脉宽信号
一根线最多可传 递2048=211信号
以电压电阻为基础
基于占空比
基于“位”
Bit（位） = “二进制数字的最小单位”
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数据总线基本原理
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总线及网关技术
基本概念
¾Data Bus: 采用标准数据协议，采用一根或两根数据线来完成电子部件之
间的数字信息传递
¾CAN Bus: 采用CAN数据协议在连续的域中传递数字信息
¾CAN:
Controller = 控制单元
Area = 区域
Network = 网络工作
¾CAN bus 的应用领域 CAN实际上是高速传输数据的世界通用标准，主要应用于工业及以下相关领
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8 Bit 信息表示方法：
使用8 bit 信息表示温度信号：
27
26
25
24
23
22
21
20 value value
128 64
32
16
8
4
2
1 十进制. 温度值
0
0
0
0
0
0
0
0
0
00C
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0.50C
0
0
0
0
0
0
1
0
2
10C
…
…
…
1
0
0
0
1
0
1
0
138
690C
…
…
1
1
1
1
1
1
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形式1：每项信息通过独立的线束进行交换 缺点： 线的数量和控制单元插脚增多
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CCeenntrtraal lccoonntrtrool luunnitit
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总线及网关技术
Data “Bus”－数据总线
Why “Bus”? 公共汽车=在不同的车站间运输乘客
数据总线=在不同的电子部件间传递数字信息
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CAN Bus 数据总线优点
与其他数据传输方式相比，CAN数据总线有如下优点：
¾ 数据传输时的高安全性及可靠性 ¾有利于降低成本 ¾ 数据传输速度较快（ max. 1Mbps ），而且信息交换实时进行 ¾ 能以单线模式工作（出于安全因素，正常情况下双线同时工作） ¾ 国际标准化的数据传输协议利于实现在各车型上的统一ISO11898
1 bit信息 例如: 压缩机状态
信号值
信息内容
0
压缩机断开
1
压缩机接通
特点：信号值每增加l bit ，其可表示 的信息状态（信息数量）便可增加1 倍。
2bit信息 例如: 中控锁开关信息状态
信号值
信息内容
00
开锁
01
安全锁
10
锁车
11
非安全锁
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例如：表示开或关两种状态
1 = “yes” = x Volt
0 = “no” = 0 Volt
二进制和十进制系统区别：十进制由0-9十个数字组成
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二进制编码
CAN bus传递的每个信息都是通过连续的二进制编码来表示的，信号值越 大，用二进制编码表示时，其信息结构越长。
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总线及网关技术
CAN数据总线
•CAN数据总线的数据传递类似于“电话会议”
•一个电话用户（控制单元）将数据“讲”入网络中，其他用户通过网络“接听” 这个数据
•对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，而其他用户则选择忽略
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CAN Bus 在车辆上应用的原因：
用户对车辆更高的安全性和舒适性要求，以及排放法规及环保的要求
现代汽车上安装越来越多的电器部件（控制单元/传感器/执行元件）
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总线及网关技术
形式2：各控制单元间的所有信息都通过两根数据线进行交换
完成其全部控制功能需要：45 根线和9个插头
完成其全部控制功能只需：最多17 根线，2个插头即可
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1996年在Audi 车型上首次使用——MY 96 in A8 D2 （奥迪A8-3.7L V8发动机\ 01V 五挡自动箱)
其它数据总线:
VAN Bus： Philips公司开发,应用于标致/雷诺/雪铁龙上
J1850-HBCC ：福特和摩托罗拉公司开发
J1850-DLC： 美国通用和摩托罗拉公司开发
Data acceptance
Data check Data reception
4.检查数据 控制单元检查接收的数据
Data bus
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数据传输过程：
二进制系统：只有0和1两个数字组成，可以表示两种不同状态；
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发展历程：
基本数据总线传输协议在1983-1986年由Bosch 和 Intel 两家公司联合开发的
1990年首次应用于汽车上——MB S-class （梅塞德斯-奔驰 S级 12缸发动机）
5
110
6
111
7
1000
8
1001
9
十进制 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
二进制 十六进制
1010
A
1011
B
1100
C
1101
D
1110
E
1111
F
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10
10001
11
10010
12
10011
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十进制 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
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基础电器 一汽-大众售后服务技术培训
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总线及网关技术
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1
1
255 127.50C
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二进制、十进制、十六进制转换对照表
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
二进制 十六进制
0
0
1
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2
11
3
100
4
101
8 bits = 1 byte
8位=1字节
1 Mbps = 1 000 kbps = 1 000 000 bps
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基本原理：目前信息或信号传递的形式
模拟信号
脉宽调制信号
ISO标准：高速/低速分界点 125000bps
一个完整的信息传递平均周期：大约1ms（根据信息长度）
控制单元数量：出于可靠性原因，最多允许接入32个控制单元
CAN bus 总线最大允许长度：40 m
CAN程序版本： Bosch CAN 2.0
bps = bits per second
单位：位（比特）/秒
电器/电子部件间需要适时进行高速大量的信息交换，而且数据传输 时需保证较高的安全性及可靠性
此外，数据总线技术在车上的应用，可以降低车辆自重： 减少线束数量 = 减轻重量，降低成本 减少连接插头尺寸= 减小控制单元尺寸，增大安装空间
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¾熟练使用VAS 5051 示波器功能测取各数据总线的波形，
¾应能识别并排除有关数据总线的故障，掌握如何对其进行功能检测 以及如何模拟总线的常见故障
¾掌握有关对数据总线保养和维修时的安全因素及注意事项
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硬件要求：
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控制器
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