第三章大众汽车车载网络系统介绍教学提纲
车载网络系统基础知识
分级式网络布局
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1.2.1 汽车对通信网络的要求
分开式编辑网pp络t 布局
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1.2.1 汽车对通信网络的要求
2．数据通信
连接到车载网络的各个ECU按需要从总线上接收最新的信息以 操纵各个系统。
汽车内ECU之间与办公用微机之间的数据传输特征不尽相同， 主要差别在于传输频率。汽车内ECU之间的数据传输频率是变 化的，在一个完善的汽车电子控制系统中，许多动态信息必须 与车速同步。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车 公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置 等。但每个ECU对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周 期不同而不同的。
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1.1.3车载网络系统的发展史
1986-1989年间，在车身系统上装有了利用铜线的网络。 1987年，作为集中型控制系统，日产公司的车门相关系统 ，GM公司的车灯控制系统已处于批量生产的阶段。
在这段时期内，德国的Bosch公司提出了汽车车载局域网 （LAN）的基本协议，该协议即为控制器局域网（ Controller Area Network)，简称为CAN。目前控制系统 局域网中应用最广的标准就是CAN。接着，美国汽车工程 师学会提出了J1850。
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1.1.4典型车载网络系统的结构与组成
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1.1.4典型车载网络系统的结构与组成 风云2CAN总线网络图
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1.1.4典型车载网络系统的结构与组成
汽
车
车
载
意 图
网 络 系
统
结
构
《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。
《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。
上汽大众POLO轿车车载网络系统结构组成与检修（上）
图2 车载网络系统重要的附属装置图1 POLO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；4.右后车门控制单元；5.仪表；6.左后车门控制单元；7.驾驶员侧车门控制单元；8.带网关的车载网络控制单元；9.发动机控制单元；10.舒适系统中央控制单元；11.自动变速器控制单元；12.转向辅助控制单元；13.安全气囊控制单元；14.自动空调控制单元；15.ABS控制单元2.驱动系统CAN总线驱动系统CAN总线以500kbit/s的传输速率工作，以便在对安全较重要的系统内部能进行快速的数据传输。
驱动系统CAN总舒适系统CAN总线以100 kbit/s的传输速率工作，其组成如图4所示。
(1) 遥控钥匙的功能①按遥控钥匙的闭锁按钮，按钮位置如图4所示，所有车门、行李舱盖和油箱盖闭锁。
转向信号灯闪烁1次提示闭锁。
如果转图3 驱动系统CAN总线组成图4 舒适系统CAN总线的组成图5 遥控钥匙图7 网关外形图后，再近距离闭锁操作。
F22一中控门锁关闭单元；J393一舒适系统的中央控制单元；J519一车载网络系统控制单元；J533一数据总线诊断接口；J560一车门报警灯继电器；M27一左侧车门登车报警灯一一一输人信号；—X—输出信号；------正极；一一接地极；一一CAN数据总线行李舱解锁按钮车门解锁按钮车门闭锁按钮络系统控制单元J519中。
网关有2个功能，图11 诊断数据转换实例提供给驱动系统CAN总线。
在网关中驱动系统CAN总线的信息被转换到舒适系统CAN总线上，空调控制单元读取这些信息并将它用于空调的调节。
图9 网关信息传输过程图10 诊断数据转换示意图。
《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
② 在两个或者更多的VAN数据总线系统电控单元同时进 入网络的情况下，就会有冲突，必须要判断优先性。
8．服务
VAN数据总线系统电控单元拥有4项通信服务。 ① 用发散模式写入数据（将数据从一个数据制造者发往多个数据使用者）， 不在帧内签收回复。 ② 用点对点模式写入数据（将数据从一个数据制造者发往一个确切的数据使 用者），在帧内采用签收回复。 ③ 数据请求（一个数据使用者向一个数据制造者发出数据请求）。 ④ 帧中的回应（在同一帧中对一个请求的回应）或者是滞后回应（如果数据 制造者没有在提出请求时马上回应）。
第3章 常用车载网络系统的结构与原理
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
LIN总线系统 VAN总线系统 LAN总线系统 BSD总线 车载蓝牙系统
第六节 网关
一、LIN总线系统概述
1．LIN的应用与特点
LIN总线的应用领域
LIN总线在BMW E83（X3）高版本外后视镜控制系统中的应用 1—基本控制模块5 Redesign 2—右侧外后视镜电子装置 3—右侧外后视镜加热装置 4—右侧外后视镜垂直调整电机 5—右侧外后视镜水平调整电机 6—右侧外后视镜折 起电机 7—右侧后视镜调节角度传感器 8—左侧后视镜调节角度传感器 9—左侧外
（1）LIN总线短路 无论是LIN总线对电源正极短 路还是对电源负极短路，LIN 总线都会关闭，无 法正常工作。
车载网络系统基础知识
1.1.2车载网络系统的作用
车载网络优点
布线简化降低成本（减轻车重） ☞更少的线束 ☞ 更多的功能 ☞ 更少的空间需求
电控单元之间交流更加便捷 传感器数目减少，实现信息资源共享 提高汽车总体运行可靠性
1.1.3车载网络系统的发展史
• 从1980年起，汽车内开始装用网络。1983年，丰田公司在世纪牌汽车上最早采用 了应用总线的车门控制系统，实现了多个节点的连接通信。此系统采用了集中控 制方法，车身ECU对各个车门的门锁、电动玻璃窗进行控制。
– 7．网络 • 为了实现信息共享而把多条数据总线连在一起，或者把数据总线和模 块当作一个系统。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）。
有些电子元件之间的通 讯不属于网络通讯，如 传感器与控制模块之间 的通讯就是非网络通讯。
当两个或更多的模块共享信息 时，网络通讯进行。如果PCM 和温度自动电控（EATC）模块 通过网络共享ECT的传感器信 息，那么，这是网络通讯。因 为两个模块都使用了ECT的信 息来决定工作策略。
• 日本也提出各种各样的网络方案，丰田、日产、三菱、本 田以及马自达公司都已处于批量生产的阶段，但没有统一 以车身系统为主的控制方式。
1.1.3车载网络系统的发展史
• 现在欧洲又以与CAN协议不同的思路提出了控制系统的新协 议TTP(Time Triggered Protocol),并在X-by-wire系统即线 控操作中开始应用。为实现音响系统的数字化，建立起将音 频数据和信号系统综合在一起的AV网络。由于这种网络须将 大容量的数据连续输出，故这种网络上将采用光缆。
– 4．现场总线 • 现场总线（Field Bus）是在工业过程控制和生产自动化领域发展起 来的一种网络体系，是在过程现场安装在控制室先进自动化装置中的 一种串行数字通信链路。
大众汽车车载网络系统概述
3.2.1 车载网络控制单元
p 车载网络控制单元安装于驾驶员侧仪表板饰件后。由于 装备不同，控制单元具有的功能也不同，因此插座的位置 也相应不同。
•车载网络控制单元
3.2.1 车载网络控制单元
n 1．负荷管理
p 在行驶中，大量舒适性装备和电热器，如座椅加热装置、后窗 加热装置、外后视镜加热和电子辅助加热装置等，会引起发电 机过载，进而导致蓄电池放电。这种现象尤其会出现在短途行 车和冬季行驶时，以及时停时走和装备过多的车辆中。考虑到 短时间用电器的电流需求，车载网络系统控制单元的负荷管理 系统会定期监控蓄电池电压。如果识别到车载网络系统中电压 不足，车载网络系统控制单元将会采取措施，以保持行驶能力 及车辆重新启动能力。如果电压降到12.2V以下，车载网络系 统控制单元将控制用电器暂时停止工作；如果重新达到标准电 压，车载网络系统控制单元会恢复元件工作。
大众汽车车载网络系统 概述
2020年4月24日星期五
内容提要
大众车系CAN网络类型
1. 大众车系CAN网络的类型
n 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
1.1 驱动系统CAN总线
p 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。
•诊断总线
•仪表总线 •驱动总线 •舒适总线 •信息总线
•网关
•诊断总线通过网关连接各控制器
•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
大众(B5)车身网络系统 示教板 实验指导书
大众车身网络系统示教板实验指导书（帕萨特B5）实验一大众车身网络系统示教板的使用实验二大众车身网络系统结构与原理认识实验三大众车身网络系统功能设置实验四遥控器匹配实验五车身网络系统数据流读取与分析实验六大众车身网络系统的故障诊断与排除实验一大众车身网络系统示教板的使用一、实验目的学会大众车身网络系统示教板的使用二、实验设备大众车身网络系统示教板三、实验步骤1．接上台架交流电源插线。
（220V）220V交流电源插线2．拨开点火开关，点按遥控器上的锁门与开门的按键，门锁促动器同时上锁及同时开锁。
与点火开关一体的遥控器从上到下按键：1-锁门；2-开尾门；3-开锁门锁促动器3．长按遥控器上的锁门与开门的按键，左前车窗电机上升及下降。
4．插入点火开关点火开关5．操作车窗主开关，各车窗按控制方向动作。
车窗主开关1-手控开锁开关；2-手控上锁开关；3-左前车窗控制开关；4-右前车窗控制开关；5-锁定其他车窗控制开关；6-左后车窗控制开关；7-右后车窗控制开关；6．操作门锁控制开关，各车窗门锁马达按相应方向动作。
7．按下锁定开关，左后/右前/右后车窗电机不动作。
8．操作单独的控制开关，对应的独立车窗电机动作。
单独的车窗控制开关（左后/右前/右后）9．操作后视镜开关，后视镜按控制方向动作。
四、思考题1．帕萨特汽车左后电动车窗如何控制？2．帕萨特汽车后视镜如何控制？实验二大众车身网络系统结构与原理认识一、实验目的大众车身网络系统结构与原理认识二、实验设备大众车身网络系统示教板三、实验步骤1．打开点火开关，操作各控制开关。
中控锁、后视镜、电动车窗进入工作状态。
2．系统元件认识1）遥控器2）舒适电脑3）车窗电机（控制单元）4）仪表5）车窗主控制开关车窗主开关1-手控开锁开关；2-手控上锁开关；3-左前车窗控制开关；4-右前车窗控制开关；5-锁定其他车窗控制开关；6-左后车窗控制开关；7-右后车窗控制开关；6）后视镜控制开关7）后视镜8）尾门促动器9）油箱开启电机10）OBD 诊断座11）电动车窗传动机构12）电动车窗结构13）车身网络系统各车窗电机/后视镜控制信号通过CAN-BUS传送3．Can-Bus总线技术是通过车身各个部位的传感器，汽车的各种行驶数据会被发送到“总线”上，这些数据没有指定的接收者，凡是需要这些数据的接收端都可以从“总线”上读取需要的信息。
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风云2CAN总线网络图
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3. 风云2所使用的数据通讯总线
LIN线网络电路原理图
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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。
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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
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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
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3.1.10 CAN网络典型故障判断
5．CAN-L线与CAN-H线短路故障
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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。
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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。
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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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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。
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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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。
第三章大众汽车车载网络系统介 绍
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
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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。
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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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。
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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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传送安全性和故障处理
典型故障－1：Can-Low 断路
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示波仪判断
传送安全性和故障处理
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传送安全性和故障处理
典型故障－2：Can-high 断路
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
8-带网关的车载网络控制单元 9-发动机控制单元 10-舒适系统中央控制单元
11-自动变速箱控制单元 12-转向辅助控制单元 13-安全气囊控制单元
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14-自动空调控制单元 15-ABS控制单元
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3.2.1 车载网络控制单元
车载网络控制单元安装于驾驶员侧仪表板饰件后。由于 装备不同，控制单元具有的功能也不同，因此插座的位置 也相应不同。
车载网络控制单元
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3.2.1 车载网络控制单元
1．负荷管理
在行驶中，大量舒适性装备和电热器，如座椅加热装置、后窗 加热装置、外后视镜加热和电子辅助加热装置等，会引起发电 机过载，进而导致蓄电池放电。这种现象尤其会出现在短途行 车和冬季行驶时，以及时停时走和装备过多的车辆中。考虑到 短时间用电器的电流需求，车载网络系统控制单元的负荷管理 系统会定期监控蓄电池电压。如果识别到车载网络系统中电压 不足，车载网络系统控制单元将会采取措施，以保持行驶能力 及车辆重新启动能力。如果电压降到12.2V以下，车载网络系 统控制单元将控制用电器暂时停止工作；如果重新达到标准电 压，车载网络系统控制单元会恢复元件工作。
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示波仪判断
传送安全性和故障处理
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传送安全性和故障处理
典型故障－6：Can-Low与Can-high交叉连接
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示波仪判断
传送安全性和故障处理
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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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示波仪判断
传送安全性和故障处理
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18
传送安全性和故障处理
典型故障－4：Can-Low 与地短接
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示波仪判断
传送安全性和故障处理
2020/6/29
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传送安全性和故障处理
典型故障－5：Can-Low与Can-high短接
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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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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