大众汽车车载网络系统概述
汽车车载网络系统
汽车车载网络系统随着汽车技术日新月异的发展，以及电子技术和控制技术在汽车上的大量应用,汽车上采用的电子控制模块越来越多.由原来的几块发展到现在的几十块,显然传统的数据传输方式已不能满足模块间数据传输的要求.新型汽车的控制系统中采用了一种新型的数据传输网络，英文缩写为CAN（ControllerAreaNetwork），其目的是使汽车控制系统的数据传输实现高速化,并使汽车控制系统简单化.新型大众POLO乘用车即采用了这种局城网络控制系统。
一、CAN数据传输系统的组成与工作原理CAN数据传输系统将传统的多线传输系统改变为双线（总线）传输系统(如图1所示)。
这样一辆汽车不论有多少控制模块，也不管其信息容量有多大，每个控制模块都只需引出两条线接在两个节点上，这两条导线称为数据总线。
数据总线好比一条信息高速公路,信息通过在高速公路上行驶的BUS来传递，所以CAN数据传输系统又称为CAN-BUS。
1.CAN数据传输系统的组成CAN数据传输系统中的每个控制单元内部都含有一个CAN控制器和一个CAN收发器。
每个控制单元之间都通过两条数据总线连接。
在数据总线两端都装有数据传输终端。
由此不难看出，CAN数据传输系统由以下四部分组成：⑴CAN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CAN收发器收到的数据,处理数据并传给微处理器.⑵CAN收发器CAN收发器是一个发送器和接收器的结合,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CAN总线数据,并将数据传输给CAN控制器。
⑶数据传输终端数据传输终端实际上是一个电阻器，其作用是保护数据，避免数据传输到终端被反射回来而产生反射波。
⑷CAN数据总线CAN数据总线是传输数据的双向数据线，分为高位数据线和低位数据线。
为了防止外界电磁波干扰和向外幅射,CAN数据总线通常缠绕在一起。
简诉车载网络中abcde五大类
简诉车载网络中abcde五大类车载网络是基于CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网等总线技术建立的标准化整车网络，实现车内各电器、电子单元间的状态信息和控制信号在车内网上的传输，使车辆具有状态感知、故障诊断和智能控制等功能。
车载自组织网络是基于短距离无线通信技术自主构建的V2V、V2I、V2P之间的无线通信网络，实现V2V、V2I、V2P之间的信息传输，使车辆具有行驶环境感知、危险辨识、智能控制等功能，并能够实现V2V、V2I之间的协同控制。
车载移动互联网络是基于远距离通信技术构建的车辆与互联网之间连接的网络，实现车辆信息与各种服务信息在车载移动互联网上的传输，使智能网联汽车用户能够开展商务办公、信息娱乐服务等。
车载网络车载网络划分为5种类型，分别为A类低速网络、B类中速网络、C类高速网络、D类多媒体网络和E类安全应用网络。
A类低速网络传输速率一般小于10kbit/s，有多种通信协议，该类网络的主流协议是LIN（局域互联网络），主要用于电动门窗、电动座椅、车内照明系统和车外照明系统等。
B类中速网络传输速率在10～125kbit/s之间，对实时性要求不太高，主要面向独立模块之间数据共享的中速网络。
该类网络的主流协议是低速CAN（控制器局域网络），主要用于故障诊断、空调、仪表显示等。
C类高速网络传输速率在125～1000kbit/s之间，对实时性要求高，主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。
该类网络的主流协议是高速CAN、FlexRay等协议，主要用于牵引力控制、发动机控制、ABS、ASR、ESP、悬架控制等。
D类多媒体网络传输速率在250kbit/s～100Mbit/s之间，该类网络协议主要有MOST、以太网、蓝牙、ZigBee技术等，主要用于要求传输效率较高的多媒体系统、导航系统等。
E类安全网络传输速率为10Mbit/s，主要面向汽车安全系统的网络。
《汽车车载网络技术详解 第2版》课件 第3章 常用车载网络系统的结构与原理
汽车检修技能提高教程从书
汽车车载网络 技术详解
目录
前言 第1章 车载网络系统基础知识 第2章 CAN总线传输系统 第3章 常用车载网络系统的结构与原理 第4章 光学总线系统 第5章 以太网与FlexRay总线 第6章 丰田汽车多路传输系统 第7章 奥迪大众车系车载网络系统 第8章 通用车系车载网络系统 第9章 本田多路集成控制系统 第10章 汽车车载网络系统检修
VAN互补数据对干扰的消除
2．电压水平
VAN互补数据对的信号形式
示波器显示的VAN信号
互补数据对形式的VAN信号
VAN信号接收-传输电路
VAN信号的接收过程
VAN信号的传输过程
3．诊断
VAN的物理层具备容错能力，因为它有3个共 用模式的比较器。这3个比较器用来将DATA 和DATAB与参照电压进行比较，以确定是否 存在故障
VAN入口的3个比较器
4．休眠/唤醒 VAN的物理层管理VAN数据总线的休眠/唤醒机制，为了实现这 种机制，VAN数据总线的线路接口提供3个主要接头以便完成以 下功能：
①主导由顾客操作引起的网络唤醒（例如：车辆解锁）；
②检测由另一个电脑造成的网络唤醒和允许正常功能运行；
③车辆从休眠状态解除情况下再次转入休眠状态。
9．VAN数据总线系统签收回复
VAN数据总线系统的签收回复是由数据发送 者激活和实现的。如果最后一个请求与一个 确切的电控单元相连接（“点对点”模式）， 它将激活签收回复命令。
车载网络系统(汽车电子控制技术)
4）诊断系统总线协议标准是为了满足OBDⅡ（ON Board Diagnose）、OBD Ⅲ或E-OBD（European-On Board Diagnose）标准。
5）多媒体系统总线协议标准分为三种类型，分别是低速、高 速和无线，对应SAE的分类相应为：IDB-C（Intelligent Data BUS-CAN）、IDB-M（Multimedia）和IDB-Wireless。
数据总线原则上用一条导线就足以满足功能要求了，但通常 总线系统上还是配备了第二条导线，信号在第二条导线上按相 反顺序传送的，可有效抑制外部干扰。
10.2 控制器局域网
10.2.1 CAN的基本知识
1.CAN工作原理
当CAN 总线上的一个节点发送数据时，它以报 文形式广播给网络中所有节点，对每个节点来说， 无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收， 每组报文开头的11位字符为标识符 （CAN2.0A），定义了报文的优先级，这种报文 格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标 识符是唯一的，不可能有两个节点发送具有相同 标识符的报文。当一个节点要向其它节点发送数 据时，该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标 识符传送给本节点的CAN芯片，并处于准备状态， 当它收到总线分配时，转为发送报文状态。
（10）车载网络传 输的基本原理 车载 网络系统由多个控制 单元组成，控制单元 通过收发器（发射/ 接收放大器）并联在 总线导线上，所有控 制单元的地位均相同， 也称之为多主机结构， 如图10-4所示，数 据交换是按顺序连续 完成的。
图10-4 车载CAN网络系统的总线连接图
数据总线是车内电子装置中的一个独立系统，用于在连接的 控制单元之间进行数据交换，如果数据传输总线系统出现故障， 故障就会存入相应的控制单元故障存储器内，可以用诊断仪读 出这些故障。控制单元拥有自诊断功能，通过自诊断功能，还 可识别出与数据传输总线相关的故障。诊断仪读出数据传输总 线故障记录后，可按这些数据准确地查寻故障，控制单元内的 故障记录用于初步确定故障，还可用于读出排除故障后的无故 障说明。
项目三 大众车系车载网络系统以及故障诊断与检修 (任务三 CAN总线系统的故障诊断与检修)
（2）CAN 总线导线的维修 • CAN 导线修复连接见图3-24，应注意：绞合只可解开最长
50 mm • CAN 导线断开处要与下一个压接节点相距至少 100 mm
• 图3-24 CAN节点修复示意图
4) CAN总线终端电阻检测 在控制单元内装置的不是一个固定阻值的终端电阻。它是由很 多个被测量的电阻组合在一起被称为终端电阻。作为标准值或 者试验值两个终端电阻每一个以120欧姆为起始。总的阻值依赖 于车辆的总线结构，所以终端电阻是根据车型设计的。
• 故障排除:用新的CAN总线网络控制单元换掉坏单元后，汽 车后雨刮电机能被正常控制。
• 故障分析:由于CAN网络控制单元坏了，发出的异常控制信 号从而导致后雨刮电机失控。
本讲结束
谢谢！
由此看来问题只出在J519上，而网关系统又在组合仪表内， 于是更换组合仪表，再用VAS5051对舒适系统CAN数据线进 行波形分析，其波形如图3-29所示，变成双线运行的波形(正 常波形)，说明此故障出在J519上。
（4）POLO后雨刮器不停故障诊断 1）故障现象描述 大众POLO 1.4L手动挡轿车,用户描述车辆在启动发动机或打 开点火开关时，后雨刮器电机就会转动，调整雨刮开关的挡位 无变化。要停止雨刮器电机，只有拔下雨刮器的熔丝或关闭点 火开关。
（3）宝来轿车仪表损坏导致遥控器有时失效 1）故障现象描述 宝来1. 8 L轿车；用遥控器开或锁车门时有时不起作用。 2）故障诊断与排除
图3-28 CAN-Low线信号波形 图3-29更换组合仪表后CAN数据线信号波形图
于是用VAS5051对舒适系统CAN线进行波形分析，发现 CAN-Low线波形不正确，其波形如图3-28所示。
1）CAN 总线上通信故障可能原因 - CAN Low (低速) 或 CAN High (高速) 通信线断路或者短路 - 插头连接损坏 (触头损坏、污垢、锈蚀)； - 车用电源系统中的故障电压 (例如由损坏的点火线圈或接地 连接引起)； - 某个控制单元中的通信部件故障； - 某个控制单元的供电故障 (当蓄电池电量快耗尽时蓄电池电 压缓慢下降可能导 致故障记录存储，因为不是所有的控制单元由于电压下降而同 时关闭)； - 车辆中的总线系统不仅会遭受短路，而且当水汽侵入时可能 造成绝缘受损，例如 在接地、正极和 CAN 导线之间出现接触电阻。 - CAN的所有故障通常被存储在故障代码存储器中。然而故障 记录仅在个别情况下 允许简单的诊断。绝大多数时候必须进行详细的检查。
《汽车车载网络系统检修》教案 第2课 汽车车载网络系统概述(二)
课题汽车车载网络系统概述(二)课时4课时(180min)教学目标知识技能目标：(1)熟悉新能源汽车的安全防护措施(2)了解汽车车载网络系统常用检修仪器、故障类型和检修方法素质目标：(1)培养兢兢业业、无私奉献的职业精神(2)弘扬精益求精、科学严谨、追求卓越的工匠精神教学重睢点教学重点：新能源汽车的安全防护措施，汽车车载网络系统常用检修仪器和故障类型教学难点：汽车车载网络系统的检修方法教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任努【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，提前预习本节课要讲的知识，井下载”任务工单——熟悉汽车车载网络系统检修的相关知识”【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入【教师】讲述情景，井提出问题当汽车车载网络系统发生故障时，检修人员需要对其进行检修。
正确地选取和使用各种检修仪器，并采取正确的检修方法，对提高检修作业效率、保障设备完整及确保人身安全来说是十分重要的。
一天，小王想用万用表对汽车车载网络系统进行检修，但是他不知道如何使用该仪器，于是向旁边的张师傅请教，最终学会了万用表的使用方法，成功找到了发生故障的部位，并对该部位进行了检修。
请大家思考：除了万用表，还有哪些常见的汽车车载网络系统检修仪器呢？如何对发生故障的汽车车载网络系统进行检修呢？【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解新能源汽车的安全防护措施及汽车车载网络系统常用检修仪器、故障类型和检修方法1.2.1汽车车载网络系统的常用检修仪器汽车车载网络系统的常用检修仪器有万用表、示波器和汽车检测仪。
1.万用表【教师】通过多媒体展示“数字式万用表”图片，并进行讲解万用表是万用电表的简称，是一种最常用的电子检测仪器。
按工作原理的不同，万用表一般分为指针式和数字式两种。
汽车车载网络技术
图5-24 MOST电控单元之间的连接 24
第三节 蓝 牙 技 术
一、 蓝牙技术简介 二、蓝牙技术的特点 三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用
一、 蓝牙技术简介
蓝牙技术(BluetoothTM)是一种无线通信新技术，其 目的是实现最高数据传输速率为1Mbit/s、最大传输距 离为10m的无线通信。
3. MOST数据的类型
在MOST网络中，传输的信息有同步数据、异步 数据和控制数据3种类型，分别由一个信息帧的同步 数据场、异步数据场和控制数据场传送，如图所示。
图5-17 MOST数据组成
二、 MOST的结构和控制原理
1. MOST的基本结构 2. MOST总线工作状态 3. MOST控制原理 4. MOST总线的诊断功能
NRZ编码协议
8
第二节 MOST总线
一、 MOST总线的特点和类型 二、 MOST的结构和控制原理 三、 MOST在汽车上的应用
一、 MOST总线的特点和类型
1. MOST的含义 2. MOST的特点 3. MOST数据的类型 4.基本概念
1. MOST的含义
多 媒 体 定 向 系 统 传 输 (Media Oriented Systems Transport，MOST)为车辆中使用的一种多媒体应用通 信技术。MOST利用一根光纤，最多可以同时传送15 个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上 ，最多可连接64个节点。
图5-28 诊断接口
二、诊断条件
表5-4 诊断插接器端子功能说明
三、诊断总线的地址格式扩展
表5-5 诊断总线的诊断条件
第五节 汽车光纤技术
一、光纤的类型和特点 二、光纤多路传输的组成与应用 三、光源光学星形网络的检测
第二章(lin总线)常用车载网络信息传输系统
2.2.3 LIN的结构与协议
5．进入传输介质
LIN电控单元进入传输介质有随机方式和异步方式两种，这表 明这种进入可以根据需要和执行本地命令而随时进行。LIN节 点不可能根据本地命令进入LIN网络。为了能够达成连接，它 们必须事先获得LIN主节点的邀请，而这是需要通过一个中介 的。
2012-3-28
18
2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二
控制信号包括：门锁开关控制(控制四个车门门锁)，玻璃升 降锁止控制(控制四个车窗玻璃的升降是否被允许)，玻璃升 降控制(控制四个车窗玻璃的升降)，后视镜控制(控制左右后 视镜的左右和上下旋转运动)。 信号类型为：开关信号和测量信号。
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2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二
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2.2.2 LIN的应用
例：车门模块—方案二
左前门节点——控制左前门车门门锁、车窗玻璃升降器、电动后 视镜的动作，同时也可控制其它三个车门的门锁、车窗玻璃升降 器和右前门电动后视镜的动作，同时监测车门门锁的状态。主机 节点位于左前门内侧，各从机节点位于相应器件附近。
各节点LIN协议标识符表
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2.2.3 LIN的结构与协议
3．帧结构——举例：某车CAN-LIN车身网络协议制定
车灯节点（LIN） 数据场
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2.2.3 LIN的结构与协议
4．传输模式
在LIN bus 总线上发送的信息，有长度可选的固定格式。每 个报文帧都包含2、4或8字节的数据（数据场）以及3字节的 控制和安全信息（同步场、ID场、校验场）。LIN bus 总线 的通讯由单主机控制。每个报文帧都以一个间隔信号（同步间 隔）开始，接着是一个同步场和一个标识符场（ID 场）这些 都由主机任务发送。从机的任务则是发回数据场和校验场。见 下页图。 通过主机控制单元中的从机任务，数据可以被主机控制单元发 送到任何从机控制单元。主机通过相应的报文ID可以触发从 机—从机通信。
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组合仪表
125Ω
2022/3/23
前BCM
仪表线束与室内 地板线束接口A
ABS
气囊模块
仪表线束与室内 地板线束接口A
空调面板
诊断口
防盗模块
仪/空 8
仪/空 6
仪/发 G 12
仪/发 G 2
仪/发 G 1
ECU
125Ω
仪/发 G 14
9
风云2CAN总线网络图
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10
3. 风云2所使用的数据通讯总线
舒适系统CAN总线的组成图
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3.1.4 舒适系统CAN总线
3.1.5 网关
网关工作情况就像一个车辆换乘站。另外，网关还具有改变信 息优先级的功能。
网关工作示意图
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6
3.1.6 诊断总线
诊断总线用于诊断仪器 和相应控制单元之间的信 息交换。
诊断总线通过网关转接 到相应的CANBUS上， 然后再连接相应的控制器 进行数据交换。
斯柯达明锐诊断信息分析
诊断组
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1
内容提要
大众车系CAN网络类型
1. 大众车系CAN网络的类型
大众汽车的CAN总线系统设定为驱动系统、舒适系统、 信息系统、仪表系统、诊断系统这5个局域网。
CAN系统的5个子系统
2022/3/23
3
1.1 驱动系统CAN总线
驱动系统CAN总线由15号线激活，采用双线式数据总 线，其传输速率为500kbit/s，为高速CAN总线。
传送安全性和故障处理
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23
传送安全性和故障处理
典型故障－6：Can-Low与Can-high交叉连接
2022/3/23
24
示波仪判断
传送安全性和故障处理
2022/3/23
25
3.1.10 CAN网络典型故障判断
2．CAN-H线断路故障
CAN-H线断路故障
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26
CAN-L线与CAN-H线短路故障
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3.1.10 CAN网络典型故障判断
6．CAN-L线与CAN-H线反接故障
CAN-L线与CAN-H线反接故障
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30
3.2 大众波罗轿车的车载网络系统
波罗轿车车载网络系统的组成
1-收音机、无线电导航装置 2-前座乘客侧车门控制单元 3-活动天窗调节控制单元
M11-2008 数据通讯系统线束示意图和原理图
ABS
红色； O 橙色； W 白色； B 黑 色； Y 黄 色； V 紫色； G 绿色； L 蓝色； Br 棕色； Gr 灰色； P 粉红色； Lg 浅绿色；
仪表线束与室内 地板线束接口A 9和A10
后BCM
仪/室 6
仪/室 19
辅助仪表
NO.11
电路图
3.1.10 CAN网络典型故障判断
1．CAN-L线断路故障
CAN-L线断路故障
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15
传送安全性和故障处理
典型故障－1：Can-Low 断路
2022/3/23
16
示波仪判断
传送安全性和故障处理
2022/3/23
17
传送安全性和故障处理
典型故障－2：Can-high 断路
2022/3/23
LIN线网络电路原理图
2022/3/23
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3.1.8 电源管理
驱动系统CAN总线通过15号端子（点火开关）接通或 关闭，在发动机运转时才需要电流。舒适系统CAN总 线由30号线供电，即一直处于准备被驱动状态。
为了避免电瓶过快放电，有必要进行电源管理。当 控制单元之间没有信息交换时，舒适系统总线进入 睡眠模式（电流节约模式）。在睡眠模式下舒适系 统总线只取用很小的电流（几个毫安），需要时可 通过如中央闭锁、无线远程操作等自动启动。
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12
3.1.9 内部故障管理
控制单元内部有错误计数器，一次发送失败计数加8，一 次接收错误计数加1。当累计超过127时，控制器不再允 许发送信息，当累计超过255时，控制器自动与总线脱离。 但是，控制器发送信息时，若没有收到答复信号，控制器 将重复发送，而接收错误将不计数。
2022/3/23
4-右后车门控制单元 5-仪表 6-左后侧车门控制单元 7-驾驶员侧车门控制单元
18
示波仪2/3/23
19
传送安全性和故障处理
典型故障－4：Can-Low 与地短接
2022/3/23
20
示波仪判断
传送安全性和故障处理
2022/3/23
21
传送安全性和故障处理
典型故障－5：Can-Low与Can-high短接
2022/3/23
22
示波仪判断
仪表线束与室内 地板线束接口A 1和A14
气囊模块
CAN
空调面板
仪表线束与 电喷接口G 1 和G14
ECU
仪表线束与电喷线 束接口G2和G12
W LINE R_LINE
CAN
防盗模块
诊断口
辅助仪表
前BCM
组合仪表
仪表线束与室内地板线 束接口C 6和C19
后BCM
LIN_1 K_LINE LIN_1
LIN_2
诊断总线
仪表总线 驱动总线 舒适总线 信息总线
网关
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诊断总线通过网关连接各控制器 7
诊断接口定义
针脚号 1 4 5 6 7 14 15 16
对应的线束 15号线 接地 接地 CANBUS(高） k线 CANBUS(低） L线 30号线
注：未标明的针脚号暂未使用。
2022/3/23
8
节点：发动机、自动变速器、ABS、安全气囊、SAS、 TDI。
驱动系统CAN总线的组成图
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4
1.2 舒适系统CAN总线
舒适系统CAN总线由30号线激活，其传输速率为 100kbit/s，为低速CAN总线。
节点：邮箱控制、自动空调控制、左前门、右前门、 左右门、右后门、记忆座椅模块、中控门锁单元。
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传送安全性和故障处理
内部故障管理 控制单元内部有错误计数器。一次发送失败计数加8，一次接收错误计数加1。当累 计超过127时，控制器不再允许发送信息，当累计超过255时，控制器自动与总线 脱离.但是，控制器发送信息时，没有受到答复信号，控制器将重复发送，而错误计 数不计数。
2022/3/23
14
3.1.10 CAN网络典型故障判断
3．CAN-L线与蓄电池正极短路故障
CAN-L线与蓄电池正极短路故障
2022/3/23
27
3.1.10 CAN网络典型故障判断
4．CAN-L线搭铁短路故障
CAN-L线搭铁短路故障
2022/3/23
28
3.1.10 CAN网络典型故障判断
5．CAN-L线与CAN-H线短路故障