汽車車載網絡系統(tǒng)

1、汽車車載網絡系統(tǒng)隨著汽車技術日新月異的發(fā)展，以及電子技術和控制技術在汽車上的大量應用，汽車上采用的電子控制模塊越來越多。由原來的幾塊發(fā)展到現在的幾十塊，顯然傳統(tǒng)的數據傳輸方式已不能滿足模塊間數據傳輸的要求。新型汽車的控制系統(tǒng)中采用了一種新型的數據傳輸網絡，英文縮寫為CAN(ControllerAreaNetwork)，其目的是使汽車控制系統(tǒng)的數據傳輸實現高速化，并使汽車控制系統(tǒng)簡單化。新型大眾POLO乘用車即采用了這種局城網絡控制系統(tǒng)。 一、CAN數據傳輸系統(tǒng)的組成與工作原理 CAN數據傳輸系統(tǒng)將傳統(tǒng)的多線傳輸系統(tǒng)改變?yōu)殡p線(總線)傳輸系統(tǒng)（如圖1所示）。這樣一輛汽車不論有多少控制模塊，也不管

2、其信息容量有多大，每個控制模塊都只需引出兩條線接在兩個節(jié)點上，這兩條導線稱為數據總線。數據總線好比一條信息高速公路，信息通過在高速公路上行駛的BUS來傳遞，所以CAN數據傳輸系統(tǒng)又稱為CAN-BUS。 1.CAN數據傳輸系統(tǒng)的組成 CAN數據傳輸系統(tǒng)中的每個控制單元內部都含有一個CAN控制器和一個CAN收發(fā)器。每個控制單元之間都通過兩條數據總線連接。在數據總線兩端都裝有數據傳輸終端。由此不難看出，CAN數據傳輸系統(tǒng)由以下四部分組成： CAN控制器 CAN控制器的作用是接收控制單元中微處理器發(fā)出的數據，處理數據并傳給CAN收發(fā)器。同時，CAN控制器也接收CAN收發(fā)器收到的數據，處理數據并傳給微處

3、理器。 CAN收發(fā)器 CAN收發(fā)器是一個發(fā)送器和接收器的結合，它將CAN控制器提供的數據轉化為電信號并通過數據總線發(fā)送出去；同時，它也接收CAN總線數據，并將數據傳輸給CAN控制器。 數據傳輸終端 數據傳輸終端實際上是一個電阻器，其作用是保護數據，避免數據傳輸到終端被反射回來而產生反射波。 CAN數據總線 CAN數據總線是傳輸數據的雙向數據線，分為高位數據線和低位數據線。為了防止外界電磁波干擾和向外幅射，CAN數據總線通常纏繞在一起。這兩條線上的電位和是恒定的，如果一條線上的電壓是5V，則另一條線上的電壓為0。 2.CAN數據傳輸系統(tǒng)的工作原理 控制單元向CAN控制器提供需要發(fā)送的數據，這種數

4、據由二進制數構成，即“0”或“1”，“1”表示電路接通，“0”則表示斷開。也就是說1位數字可表示2種狀態(tài)，2位數則可表示4種狀態(tài)；3位數可表示8種狀態(tài)，依此類推，最大的數據是64位，它可表示的信息量為2的64次方，等于1.8乘以10的19次方。用數字表達溫度信息的實例見表1。 為了避免多個信息在傳遞時發(fā)生沖突，CAN數據總線在同一時刻只允許傳遞一個數據。數據傳遞的先后順序是按數據的優(yōu)先級別來確定的，具有更高優(yōu)先級別的數據首先發(fā)送，而數據的優(yōu)先級別是由二進制的11位數值來表示。當多個控制單元同時發(fā)送數據時，在數據傳輸線上由左到右對表示優(yōu)先級別的11位數字，進行逐一的比較。如果一個控制單元發(fā)送了一

5、個低電位（用“1”表示）而檢測到一個即將接收的高電位(用“0”表示)，那么，該控制單元就停止發(fā)送而轉變?yōu)榻邮諣顟B(tài)；如果一個控制單元向外發(fā)送高電位(用“0”表示)，而同時，另一個控制單元向外發(fā)送低電位(用“1”表示)，則數據傳輸線將體現高電位(用“0”表示)。例如，發(fā)動機控制單元要發(fā)送的數據為“00101000000”；而自動變速器控制單元要發(fā)送的數據為“01000100000”；ABS控制單元要發(fā)送的數據為“00011010000”。 那么，數據傳輸線將如何傳遞這些數據呢？首先，第一位均為“0”，數據傳輸線上也體現為“0”；三個數據的第二位數字，自動變速器控制單元準備向外發(fā)送“1”，?0”，因

6、此，自動變速器控制單元，發(fā)送了一個低電位(用“1”表示)，而接收一個高電位(用“0”表示)，那么，自動變速器控制單元將失去優(yōu)先權，而轉為接收狀態(tài)，數據傳輸線傳送“0”；再比較第三位數字，發(fā)動機控制單元準備向外發(fā)送“1”，而ABS控制單元準備向外發(fā)送“0”，同理，發(fā)動機控制單元將失去優(yōu)先權而轉為接收狀態(tài)，數據傳輸線傳輸“0”。 通過比較三個數據的狀態(tài)域，可以確定ABS控制單元具有最高優(yōu)先權，從而可以接管數據總線的控制權，該優(yōu)先權保證其持續(xù)發(fā)送數據直至發(fā)送終了。ABS控制單元結束發(fā)送數據后，因發(fā)動機控制單元的優(yōu)先權高于自動變速器控制單元，所以數據總線的發(fā)送次序是：首先發(fā)送ABS控制單元數據，然后發(fā)

7、送發(fā)動機控制單元數據，最后發(fā)送自動變速器控制單元數據。 二、大眾POLO乘用車CAN數據傳輸系統(tǒng)的檢修 1.大眾POLO乘用車的CAN數據傳輸系統(tǒng)的組成 大眾POLO乘用車的CAN數據傳輸系統(tǒng)由舒適性控制CAN總線、動力控制CAN總線、車載網絡控制和網關等部分組成。 舒適性控制CAN總線 舒適性控制CAN總線系統(tǒng)由車載網絡控制單元J559、數據總線的診斷接口J553、電控系統(tǒng)控制單元J255、空調控制單元J301、舒適性系統(tǒng)的中央控制單元J393、駕駛側車門控制單元J386、前乘客側車門控制單元J387、左后右后車門控制單元J388、J389、無線電及導航控制單元組成。其數據傳遞速率較動力控制

8、系統(tǒng)低，以100kB/s速率傳遞數據。 動力CAN數據總線 CAN數據傳輸系統(tǒng)由車載網絡控制單元J559、數據總線的診斷接口J533、儀表板控制單元J285以及發(fā)動機控制單元、自動變速器控制單元、ABS控制單元、安全氣囊控制單元、轉向輔助控制單元等組成。 車載網絡控制系統(tǒng) 車載網絡系統(tǒng)通過控制單元對車輛各種信號進行監(jiān)測，根椐設定的程序對燃油泵繼電器、車內燈光等執(zhí)行元件進行控制。 網關 網關就是同時連接多種不同數據傳遞速率的CAN數據總線的電腦，在傳遞數據時起翻譯的作用。也就是說網關將不同速率的數據進行格式轉換,變成滿足CAN網絡要求的數據，放在CAN網絡上。大眾POLO乘用車的網關電腦與儀表電

9、腦安裝在一起。 2.大眾POLO乘用車的CAN總線系統(tǒng)的檢修 大眾POLO乘用車的CAN系統(tǒng)的故障都可以采用最新版本的VAG1551、VAG1552型檢測儀進行檢測診斷，現以動力CAN數據總線系統(tǒng)為例予以說明。 大眾POLO乘用車的動力CAN數據總線系統(tǒng)逐一連接各控制單元?？偩€系統(tǒng)需傳遞的數據有10組，包括發(fā)動機控制單元的數據5組、自動變速器控制單元的數據2組、ABS控制單元的數據3組。 故障查詢：利用VAG1551、VAG1552型檢測儀，分別進入01、02、03地址對發(fā)動機、ABS和自動變速器控制單元進行自診斷，再進入功能碼02查詢三個電控單元是否存儲CAN數據傳輸系統(tǒng)的故障碼，動力數據總線故障碼見表2。 數據總