项目8汽车车载网络系统的检修1.30

汽车电器设备构造与检修
（2）CAN总线的波形检测
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图8.13 波形检测电路连接
图8.14 CAN 总线标准波形
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任务8.2 LIN数据总线系统的检测
8.2.1 LIN的含义 LIN即Local Interconnect Network，其含义是局域互联网络。所谓汽车中
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。
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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（CAN high）
线和CAN低位（CAN low）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，CAN H比CAN L高，表示逻辑“0”，称为“显性”位。
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。图8.15为空调系统LIN系统。
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8.2.2 LIN总线主控制单元
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；主控制单元的软件内设定了一个周期，这个周期用于决定何时将哪些信息发 送到LIN数据总线上以及发送多少次；该控制单元在LIN总线与CAN总线之间起 “翻译”作用，它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元；通过 LIN主控制单元进行LIN系统的自诊断。
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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。
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（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100 kbit/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8.10所示。
诊断CAN总线 T16
仪表CAN总线
J533
J285
图8.11 诊断系统总线
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8.1.4 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8.12所示。
图8.12 用万用表检测CAN总线
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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。
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2.5 V，所 以万用表的测量值大于2.5 V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。
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图8.10舒适CAN总线的信号波形
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（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。图8.11为诊断系统总线。
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500 kbit/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。
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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，
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。
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。
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序号 1 2 3 4 5
子局域网名称 动力系统 舒适系统 信息系统 诊断系统 仪表系统
电源提供 15 号线 30 号线 30 号线 30 号线 15 号线
传输速率（kbit/s） 500 100 100 500 100
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（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、
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（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8.6所示。
图8.6 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。
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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4.65 V左右。
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（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。
图8.5网关原理示意图
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8.1.2 CAN数据总线系统
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CAN是Controller Area Network（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。
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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）。
图8.1 CAN数据总线
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（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Bluetooth Bus总线。
8.2.3 LIN总线主控制单元 每个LIN总线中最多可以连接16个从控制单元，从控制单元主要是接收或传
送与主控制单元的查询或指定有关的数据
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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8.2所示。
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（a）线性
（b）被动星形
（c）环形 图8.2 数据总线网路拓扑分类图
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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，
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（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8.8
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8.8 数据传递示意图
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8.1.3大众车系CAN数据总线
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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8.5所示。
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任务8.1 CAN数据总线系统的检测
8.1.1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8.1所示。