【正文】 備級(jí)故障診斷方法，而且提高了通信效率和設(shè)備的互換性。 5．認(rèn)可數(shù)據(jù) 如果所接收的數(shù)據(jù)是重要的，它將被認(rèn)可及處理，反之將其忽略。 3．接收數(shù)據(jù) 所有與 CAN 數(shù)據(jù)總線一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的控制單元成為接收器。 7）結(jié)束區(qū) 標(biāo)志數(shù)據(jù)列的結(jié)束。若有錯(cuò)誤被檢驗(yàn)到， 7 則接收者迅速通知發(fā)送者。 5）安全區(qū) 檢驗(yàn)傳輸錯(cuò)誤。該區(qū)可以讓接收者檢驗(yàn)其是否收到傳輸來(lái)的全部信息。如果兩個(gè)控制單元想在同時(shí)發(fā)出其數(shù)據(jù)列，優(yōu)先級(jí)較高的數(shù)據(jù)列先傳輸 （控制單元的程序設(shè)置好的），像 CAN 驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)依次為 ABS/EDL 控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、自動(dòng)變速器控制單元。 其各個(gè)區(qū)的作用如下 : 1）開(kāi)始區(qū) 標(biāo)志數(shù)據(jù)列的開(kāi)始。這些數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)列的形式進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)列是由一長(zhǎng)串二進(jìn)制（高電平與低電平）數(shù)字組成 （像0110100100111011） 。 1．提供數(shù)據(jù) 控制單元向 CAN 控制器提供數(shù)據(jù)用于傳輸。一些控制單元認(rèn)為這些數(shù)據(jù)對(duì)它有用，它 就接收并且應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，而其他控制單元也許不會(huì)理會(huì)這些數(shù)據(jù)。 CAN 數(shù)據(jù)總線的傳輸原理與過(guò)程 6 CAN 數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳輸原理在很大程度上類(lèi)似電話會(huì)議的方式。 圖 數(shù)據(jù)傳輸線 這兩條線的電位相反，如果一條是 5V，另一條就是 0V，始終保持電壓總和為一常數(shù)。兩條線分別被稱為 CAN 高線和 CAN 低線。它防止數(shù)據(jù)在線端被反射，以回聲的形式返回，這會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸。它也為 CAN 控制器接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。同樣， CAN 控制器也接收由 CAN 收發(fā)器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并將其傳往控制單元中的微電腦。控制單元功能不變，如圖 所示。 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的組成 CAN 數(shù)據(jù)總線由一個(gè)控制器，一個(gè)收發(fā)器，兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸終端以及兩條數(shù)據(jù)傳輸線組成。由于他們?cè)诳刂葡到y(tǒng)上都可以采用 CAN，從而充分證明了 CAN 在此領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)性。 此后日本也提出了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)方案，并且豐田、日產(chǎn)、三菱、本田及馬自達(dá)公司都已經(jīng)處于批量生產(chǎn)的階段，但沒(méi)有統(tǒng)一為以車(chē)身系統(tǒng)為主的控制方法。目前控制系統(tǒng)局域網(wǎng)應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)就是 CAN。 1987 年，作為集中型控制系統(tǒng)，日產(chǎn)公司的車(chē)門(mén)相關(guān)系統(tǒng)、 GM 公司的車(chē)燈控制 系統(tǒng)已經(jīng)處于批量生產(chǎn)的階段。此系統(tǒng)采用了集中控制方法，車(chē)身 ECU 對(duì)各車(chē)門(mén)的門(mén)鎖、電動(dòng)玻璃窗進(jìn)行控制，這是早期在汽車(chē)上采用的光纜系統(tǒng)，此后，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里，其他公司并沒(méi)有跟進(jìn)采用光纜系 4 統(tǒng)。將這種技術(shù)用于民用汽車(chē)最早起源于歐洲，在汽車(chē)上這種總線網(wǎng)絡(luò)用 于車(chē)上各種傳感器數(shù)據(jù)的傳遞。 數(shù)據(jù)總線技術(shù)引入汽車(chē)，對(duì)汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展起到了積極的推進(jìn)作用并逐漸得到廣泛的應(yīng)用。車(chē)身系統(tǒng)用 CAN 總線 主要連接對(duì)象是 4 門(mén)以上的集控鎖、電動(dòng)門(mén)窗、后視鏡和廂內(nèi)照明燈等。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用 CAN 總線主要連接對(duì)象是發(fā)動(dòng)機(jī) ECU、 ASR 及 ABS ECU、 SRS ECU、組合儀表等。由于我國(guó)中高級(jí)轎車(chē)主要以歐洲車(chē)型 為主 ，因此歐洲車(chē)型應(yīng)用最廣泛的 CAN 技術(shù)，也是國(guó)產(chǎn)轎車(chē)引進(jìn)的技術(shù)項(xiàng)目。由于電信號(hào)傳播的速度極快，因此數(shù)據(jù)總線完全可以滿足許多部件進(jìn)行分時(shí)信號(hào)傳遞的需要。其中，一種基本的規(guī)則是分時(shí)。以前各電控單元之間 好比有許多人騎著自行車(chē)來(lái)來(lái)往往，現(xiàn)在是這些人乘坐公共汽車(chē)，公共汽車(chē)可以運(yùn)輸大量乘客，故數(shù)據(jù)總線，亦稱 BUS 線。 為了簡(jiǎn)化線路，提高各電腦之間的通信速度，降低故障頻率， CAN 數(shù)據(jù)總線應(yīng)運(yùn)而生。在最求汽車(chē)小型化及實(shí)用化的今天，粗大的線束不但占用了汽車(chē)上寶貴的空間資源，而且也越來(lái)越難以將它安裝到隱蔽位置。在一些高級(jí)轎車(chē)上，電線的質(zhì)量占到整車(chē)質(zhì)量的 4%左右甚至更高，汽車(chē)新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用與汽車(chē)線束根線及線徑急劇增加的矛盾日益突出。如果仍采用常規(guī)的布線方式，即電線 一端與開(kāi)關(guān)相連，另一端與用電設(shè)備相通，將導(dǎo)致汽車(chē)上電線數(shù)目急 劇增加。 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的應(yīng)用背景 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，汽車(chē)上的電控裝置越來(lái)越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動(dòng)裝置（ ABS）、電動(dòng)自動(dòng)變速器、安全氣囊裝置、電動(dòng)門(mén)窗裝置、主動(dòng)懸架等。在自動(dòng)化電子領(lǐng)域的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應(yīng)用中， CAN 的位速率可高達(dá) 1Mbps。 為了簡(jiǎn)化線路，提高各電控單元之間的通信速度，降低故障頻率，一種新型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) CAN 數(shù)據(jù)總線應(yīng)運(yùn)而生。大眾 POLO CAN 數(shù)據(jù)總線及其檢修 目 錄 引 言 ....................................................... 2 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的應(yīng)用背景 ................................ 2 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史 .......................................... 3 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成 ...................................... 4 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的組成 .............................................. 4 CAN 數(shù)據(jù)總線的傳輸原理與過(guò)程 ................................ 5 CAN 總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) ...................................... 7 CAN BUS 系統(tǒng)組成及性能 ..................................... 7 CAN BUS 數(shù)據(jù)鏈路控制特點(diǎn) ................................... 7 數(shù)據(jù)交換原理 ............................................... 8 CAN 總線的可靠性 ........................................... 8 CAN 總線的基本特點(diǎn) ........................................ 9 CAN 總線與其他總線相比較 ................................... 9 CAN 總線的優(yōu)點(diǎn) ............................................ 10 大眾 POLO CAN 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的檢修 .......................... 11 大眾 POLO 乘用車(chē)的 CAN 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成 .................... 11 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要功能 ....................................... 12 CAN 數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)裝置 ....................................... 15 CAN 數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的故障檢修 ................................. 17 大眾 POLO 乘用車(chē)的 CAN 總線系統(tǒng)的檢修 ........................ 19 故障診斷排除實(shí)例 — POLO 轎車(chē)不能起動(dòng) ...................... ..20 總結(jié) ..................................................... 21 參考文獻(xiàn) .................................................... 22 1 大眾 POLO CAN 數(shù)據(jù) 總線 及其檢修 【 摘 要 】 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文就大眾 POLO 車(chē) CAN數(shù)據(jù)總線的工作原理及其檢修作了詳細(xì)、系統(tǒng)的分析，以便更好的 理解新一代汽車(chē)電子控制系統(tǒng)。 【 關(guān)鍵詞 】 大眾 POLO CAN BUS 檢修 2 引 言 隨著汽車(chē)工業(yè)日新月異的發(fā)展，現(xiàn)代汽車(chē)上使用了大量的電子控制裝置，許多中高檔轎車(chē)上采用了十幾個(gè)甚至二十幾個(gè)電控單元，而每一個(gè)電控單元都需要與相關(guān)的多個(gè)傳感器和執(zhí)行器發(fā)生通訊，并且各控制單元間也需要進(jìn)行信息交換，如果每項(xiàng)信息都通過(guò)各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸，這樣會(huì)導(dǎo)致電控單元針腳數(shù)增加，整個(gè)電控系統(tǒng)的線束和插接件也會(huì)增加，故障率也會(huì)增加等諸多問(wèn)題。 CAN 總線具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng) 。同時(shí)，它可以廉價(jià)地用于交通運(yùn)載工具電氣系統(tǒng)中。隨著集成電路和單片機(jī)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，汽車(chē)上的電子控制器的數(shù)量越來(lái)越多，線路越來(lái)越復(fù)雜。目前，一根線束包裹幾十根電線的現(xiàn)象很普遍。 汽車(chē)電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性，但是汽車(chē)電腦與電腦之間進(jìn)行信息傳遞時(shí)，有幾個(gè)信號(hào)就要有幾條信號(hào)傳輸線（信號(hào)傳輸線的接地端可以采用公共回路）。最終的結(jié)果就是電控單元端子數(shù)增加、線路復(fù)雜、故障率增多，汽車(chē) 工作的可靠性降低，并且維修困難。 3 一輛汽車(chē)不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電控單元都只需引出兩條線共同接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線。 正如公路運(yùn)輸需要交通規(guī)則來(lái)維持正常的動(dòng)作一樣，數(shù)據(jù)總線也需要信號(hào)傳遞規(guī)范。在這種規(guī)則下，數(shù)據(jù)總線在每一時(shí)刻只能被2 個(gè) 部件占用，在 2 個(gè)部件之間傳遞信號(hào)。 在現(xiàn)代轎車(chē)的設(shè)計(jì)中， CAN 已經(jīng)成為必須采用的裝置。目前汽車(chē)上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用 2 根 CAN 總線，一根是用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速 CAN 總線，速率達(dá)到 500Kbit/s,另一根是用于車(chē)身系統(tǒng)的低速 CAN 總線，速率是 100 Kbit/s。它們的基本特征系統(tǒng)，都是控制與汽車(chē)行駛直接相關(guān)的系統(tǒng)。有些先進(jìn)的轎車(chē)除了上述 2 根 CAN 總線外，還有第 3 根 CAN 總線，它主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星導(dǎo)航及智能通信系統(tǒng)。 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史 CAN BUS 總線技術(shù)最早被用于飛機(jī)、坦克等武器電子系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)上。 從 1980 年起，汽車(chē)內(nèi)開(kāi)始裝用網(wǎng)絡(luò)，在 1983 年，豐田公司在世紀(jì)牌汽車(chē)上最早采用了應(yīng)用光纜的車(chē)門(mén)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接通信 。 1986～ 1989 年間，在車(chē)身系統(tǒng)上裝用了利用銅線的網(wǎng)絡(luò)。 雖說(shuō)這時(shí)的一些系統(tǒng)已經(jīng)達(dá) 到了可以正式生產(chǎn)的階段，但是在這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)了非常重要的事情，對(duì)現(xiàn)在來(lái)說(shuō)也是如此：德國(guó)的 Robert Bosch 公司提出了汽車(chē)車(chē)載局域網(wǎng)（ LAN）的基本協(xié)議 ，此協(xié)議為眾所周之的控制器局域網(wǎng)（ Controller Area Network） ，簡(jiǎn)稱 CAN。 接著，美國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)（ SAE） 提出了 J1850。 而在其他國(guó)家，特別是 歐洲的廠家則采用 CAN，同時(shí)發(fā)表文章介紹采用大型 CAN網(wǎng)絡(luò)的車(chē)型。 在美國(guó)，通過(guò)采用 SAE J1850 普及了數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，在 SAE 中也通過(guò)了 CAN 的標(biāo)準(zhǔn)，明確的表示將轉(zhuǎn)向 CAN 協(xié)議 。除了數(shù)據(jù)傳輸線，其他元件都置于控制單元內(nèi)部。 5 圖 CAN 數(shù)據(jù)總線的組成與結(jié)構(gòu) 控制器 CAN 控制器是接收控制單元中的微電腦傳來(lái)的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并將其傳往 CAN 收發(fā)器。 2． CAN 收發(fā)器 它將 CAN 控制器傳來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)將其送入數(shù)