汽车电子控制技术课件：第十一章 汽车总线系统检修

第十一章汽车总线系统检修,第一节汽车总线系统的基本知识一、车载网络的基本知识,1.车载网络系统的应用背景（1）很多汽车采用了多个电控系统，如奔驰600SEL采用了20多个电控模块。（2）为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统迫切需要输入、输出信号/数据共享。当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。,2.车载网络系统的作用（1）简化线路。为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，汽车制造商开发设计了新的总线系统，即车载网络系统，把众多的电控单元连成网络，其信号通过数据总线的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。,第一节汽车总线系统的基本知识一、车载网络的基本知识,（2）提高了汽车综合控制的准确性。车载网络系统的出现同时也提高了汽车综合控制的准确性，当电控单元共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。例如，发动机控制单元可以利用来自安全气囊控制单元的碰撞信号来决定电动燃油泵控制电路是否需要被切断。3.车载网络系统的发展史（1）1986年2月RobertBosch公司在美国汽车工程师协会（SAE）大会上介绍了一种新型的串行总线-CAN，控制器局域网）。,第一节汽车总线系统的基本知识一、车载网络的基本知识,（2）随后，美国汽车工程师协会提出了J1850；日本也提出了各种各样的网络方案。随着汽车技术的发展，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基于时间触发的协议，并在X-by-Wire系统上开始应用。汽车上出现了Drive-by-Wire系统、Steering-by-Wire系统、Brake-by-Wire系统，将这些系统统称为X-by-Wire系统。（3）当对汽车引入智能交通系统（ITS）时，由于要与车外交换数据，所以，在信息系统中将会采用更大容量的网络，例如DDB协议、MOST及IEEE1394等。,第一节汽车总线系统的基本知识一、车载网络的基本知识,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,1.典型的汽车车载网络系统的结构典型的汽车车载网络系统由ABS模块、动力系统控制模块（PcM）、电子自动温度控制（EATc）、集成控制板（IcP）、虚像组合仪表、照明控制模块（LcM）、驾驶员座椅模块（DSM）、驾驶员车门模块（DDM）、移动电话模块和汽车动态模块等组成。典型的汽车车载网络系统的结构如图11-1所示。,图11-1典型的汽车车载网络系统的结构1-ABS模块；2-动力系统控制模块（PcM）；3-电子自动温度控制（EATc）；4-集成控制板（IcP）；5-虚像组合仪表；6-照明控制模块（LcM）；7-驾驶员座椅模块（DSM）；8-驾驶员车门模块（DDM）；9-移动电话模块；10-汽车动态模块,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,2.汽车车载网络系统结构汽车车载网络系统结构示意图如图11-2所示。,图11-2汽车车载网络系统结构示意图,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,3.数据通信（1）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、加速踏板位置等。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。（2）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。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,4.车载网络系统在汽车上的应用车载网络系统在汽车上的应用非常多，按照应用系统加以划分的话，车用网络大致可以分为4个系统：动力传动系统、车身系统、安全系统、信息系统。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（1）动力传动系统：动力CAN数据总线连接3块ECU，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器ECU（动力CAN数据总线可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等ECU）。总线可以同时传递10组数据，发动机ECU5组、ABS/EDLECU3组、自动变速器ECU2组。数据总线以500kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0.25ms，每一电控单元720ms发送一次数据。优先权顺序为ABS/EDL电控单元、发动机电控单元、自动变速器电控单元。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（2）车身系统：与动力传动系统相比，汽车上的各处都配置有车身系统的部件，线束长，容易受到干扰。舒适CAN数据总线连接5个控制单元（包括中央控制单元及4个车门的控制单元），有5个功能：中央门锁、电动窗、照明开关、后视镜加热及自诊断功能。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（3）安全系统：安全系统是指根据多个传感器的信息使安全气囊启动等的控制系统。由此使用的节点数将急剧地增加。对此系统的要求是成本低、通信速度快、通信可靠性高。（4）信息（娱乐、ITS）系统：对信息系统通信总线的要求是容量大、通信速度非常高。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,5.车载网络系统常用术语（1）数据总线：数据总线是模块间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路。数据总线可以实现在一条数据线上传递的信号可以被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。如果系统可以发送和接收数据，则这样的数据总线就称之为双向数据总线。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（2）CAN：CAN（控制器局域网），是国际上应用最广泛的现场总线之一。（3）局域网：在一个有限区域内连接的计算机的网络称为局域网。一般这个区域具有特定的职能，通过这个网络实现这个系统内的资源共享和信息通信。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（4）现场总线：现场总线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。（5）多路传输：多路传输用SWS（SmartWiringSystem）表示，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，似乎就是同时传输的。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（6）模块/节点：模块就是一种电子装置。简单一点的如温度和压力传感器，复杂的如计算机（微处理器）。传感器是一个模块装置，根据温度和压力的不同产生不同的电压信号，这些电压信号在计算机的输入接口被转变成数字信号。在计算机多路传输系统中一些简单的模块被称为节点。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（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）。（8）网关：因为汽车上往往不只使用一种总线和网络，所以必须用一种方法达到信息共享，而不产生协议间的冲突。例如，车门打开时，发动机控制模块也许需要被唤醒。为了使采用不同协议及速度的数据总线间实现无差错数据传输，必须要用一种特殊功能的计算机，这种计算机就叫作网关。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。如图11-3所示。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,图11-3网关工作示意图,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（9）帧：为了可靠地传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元，这就是数据传输的单元，称为帧。6.车载网络系统通信协议通信协议是指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。简单地说，两个实体要想成功地通信，它们必须“说同样的语言”，并按既定控制法则来保证相互的配合。通信协议的种类繁多，可分为如下几类：（1）在一个简单的通信协议中，模块不分主从，根据规定的优先规则，模块间相互传递信息，并且都知道该接收什么信息。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,（2）一个模块是主模块，其他则为从属模块，根据优先规则，主模块决定哪个从属模块发信息以及何时发送信息。（3）所有的模块都像旋转木马上的骑马人，一个上面有“免费券”挂环的转圈绕着它们旋转。当一个模块有了有用的信息，它便抓住挂环挂上这条信息，任何一个需要这条信息的模块都可以从挂环上取下这条信息。（4）通信协议中有个仲裁系统，通常这个系统按照每条信息的数字拼法为各数据传输设定优先规则。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,7.车载网络协议标准国际上众多知名汽车公司早在20世纪80年代就积极致力于汽车网络技术的研究及应用，迄今为止，已有多种网络标准。目前存在的多种汽车网络标准，其侧重的功能有所不同。按系统的复杂程度、信息量、必要的动作响应速度、可靠性要求等将多路传输系统分为低速（A）、中速（B）、高速（c）3类。,第一节汽车总线系统的基本知识二、典型车载网络系统的结构与组成,第一节结束,第一节汽车总线系统的基本知识,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,1.大众车系采用CAN数据总线的发展1997年，PASSAT的舒适系统上采用了传输速率为62.5kbit/s的CAN-BUS。1998年，PASSAT和Golf的驱动系统上增加了传输速率为500kbit/s的CAN数据总线。2000年，大众公司在PASSAT和Golf上都采用了带有网关的第2代CAN数据总线。,2001年，大众公司提高了CAN数据总线的设计标准，将舒适系统CAN数据总线的传输速率提高到100kbit/s，驱动系统的传输速率提高到500kbit/s。2002年，大众集团在新PQ24平台上使用带有车载网络控制单元的第3代CAN数据总线。2003年，大众集团在新PQ35平台上使用5重结构的CAN数据总线系统，并且出现了单线的LIN数据总线。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,2.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。如图11-4所示。3.CAN系统的5个子系统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，所以也称为高速CAN总线。控制单元通过CAN驱动数据总线的CAN-H线和CAN-L线来进行数据交换。如图11-5所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-4大众汽车的CAN总线系统,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-5驱动系统CAN总线的组成图,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（1）驱动系统的组成。驱动系统CAN总线连接发动机控制单元、变速器控制单元、制动ESP控制单元、安全气囊控制单元、电子驻车制动控制单元、前照灯照程调节系统控制单元等。（2）驱动系统CAN总线的数据传递。为了提高数据传输的可靠性，CAN数据总线系统的两条导线（双绞线）分别用于不同数据的传输，这两条线分别称为CAN-H线和CAN-L线。如图11-6所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-6驱动系统CAN总线的信号波形,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（3）驱动系统CAN总线的信号处理。控制单元是通过收发器连接到驱动系统CAN总线上的，收发器内有一个接收器（差动信号放大器），用于处理来自CAN-H线和CAN-L线的信号，除此以外还负责将转换后的信号传至控制单元的CAN接收区。双线信号中获得信号电平波形图如图11-7所示。差动信号放大器内的信号处理如图11-8所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-7双线信号中获得信号电平波形图,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-8差动信号放大器内的信号处理,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（4）驱动系统CAN总线的信号抗干扰功能。CAN-H信号和CAN-L信号经过差动信号放大器处理后，可最大限度地消除了干扰的影响。如图11-9所示。,图11-9差动信号放大器内的抗干扰过滤,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（5）驱动系统CAN总线的负载电阻。最初的数据总线的两个末端有两个终端电阻，而大众车系使用的是分配式电阻，即发动机控制单元内的“中央末端电阻”和其他控制单元内的高欧姆电阻。如图11-10所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-10驱动系统CAN总线负载电阻,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（6）驱动系统CAN总线的信号变化。驱动系统CAN总线的信号变化由VAS5051的数字存储式示波器（DSO）显示。其中，DSO设置纵坐标为0.5v/Div，横坐标为0.02ms/Div。如图11-11所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-11驱动系统CAN总线的信号变化,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（7）驱动系统CAN总线具有如下特点：500kbit/s高速传输。级别CAN/c。采用双绞线：CAN-H线为橙色/黑色，CAN-L线为橙色/棕色。在一根线断路/短路时，所有功能都会停止。2）舒适系统CAN总线舒适系统CAN总线由30号线激活，采用双线式数据总线，CAN驱动数据总线的CAN-H线和CAN-L线来进行数据交换，其传输速率为100kbit/s，所以也称为低速CAN总线。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（1）舒适系统的组成。舒适系统CAN总线连接空调控制单元、停车辅助控制单元、挂车控制单元、蓄电池能量管理单元、车门控制单元、电子转向柱锁控制单元、驻车加热控制单元、轮胎气压监控控制单元，以及多功能转向盘、电子记忆座椅等控制单元。如图11-12所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-12舒适系统CAN总线的组成图,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（2）舒适系统CAN总线的数据传递。为了使低速舒适系统CAN总线抗干扰性强且电流消耗低，大众车系使用了单独的驱动器（功率放大器）。舒适系统CAN总线的CAN-H线和CAN-L线不是通过电阻相连的，而是彼此独立作为电压源来工作。如图11-13所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-13舒适系统CAN总线的信号波形,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（3）舒适系统CAN总线的数据传递。舒适系统CAN总线工作原理与驱动系统CAN总线基本一样。如图11-14所示。,图11-14舒适系统CAN总线的信号处理,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（4）舒适系统CAN总线的信号变化。舒适系统CAN总线的信号变化由vAS5051的数字存储式示波器（DSO）接收。其中，DSO设置纵坐标为2v/Div，横坐标为0.1ms/Div。如图11-15所示。,图11-15舒适系统CAN总线的信号变化,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（5）舒适系统CAN总线的单线工作模式。如果因断路、短路或与蓄电池电压相连而导致两条CAN导线中的一条不工作了，那么就会切换到单线工作模式。如图11-16所示。,图11-16舒适系统CAN总线工作在单线模式下的信号变化,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（6）舒适系统CAN总线具有如下特点。传输率100kbit/s。级别CAN/B。采用双绞线：CAN-H线为橙色/绿色，CAN-L线为橙色/棕色。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,3）信息娱乐系统信息娱乐系统包括多媒体、DVD、电视机、收音机、GPS、车载电话等。汽车行业已经把MOST技术作为将来汽车上多媒体系统的一个标准。如图11-17所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-17MOST网络在汽车多媒体系统的应用,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,4）仪表系统车辆信息画面显示系统：所谓车辆信息画面显示是指根据从组合仪表得到的各种信息，通过安装在仪表板中央上部的多功能显示屏显示油耗或行驶距离等信息，如图11-18所示。,图11-18车辆信息画面显示系统的工作过程图,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,5）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，它被用来代替原来的K线或者L线的功能。如图11-19所示。,图11-19诊断总线通过网关连接各控制器,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（1）LIN数据总线：汽车中的LIN（局域互联网络）数据总线是指所有的控制单元都在一个系统总成内，如发动机系统、自动变速器系统、空调系统等。LIN数据总线是CAN数据总线的子网，它只有一根数据线，线截面为0.35mm2，且没有屏蔽措施。如图11-20所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,图11-20灯光LIN系统图,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（2）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。为了避免蓄电池过快放电，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（几毫安），需要时可通过如中央闭锁、无线远程操作等自动启动。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,（3）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。,第二节大众车系CAN数据总线系统一、大众车系采用CAN数据总线的过程,第二节大众车系CAN数据总线系统二、CAN网络典型故障,1.CAN-L线断路故障CAN-L线断路故障如图11-21所示。,图11-21CAN-L线断路故障,2.CAN-H线断路故障CAN-H线断路故障如图11-22所示。,图11-22CAN-H线断路故障,第二节大众车系CAN数据总线系统二、CAN网络典型故障,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如图11-23所示。,图11-23CAN-L线与蓄电池正极短路故障,第二节大众车系CAN数据总线系统二、CAN网络典型故障,4.CAN-L线搭铁短路故障CAN-L线搭铁短路故障如图11-24所示。,图11-24CAN-L线搭铁短路故障,第二节大众车系CAN数据总线系统二、CAN网络典型故障,5.CAN-L线与CAN-H线短路故障CAN-L线与CAN-H线短路故障如图11-25所示。,图11-25CAN-L线与CAN-H线短路故障,第二节大众车系CAN数据总线系统二、CAN网络典型故障,6.CAN-L线与CAN-H线反接故障CAN-L线与CAN-H线反接故障如图11-26所示。,图11-26CAN-L线与CAN-H线反接故障,第二节大众车系CAN数据总线系统二、CAN网络典型故障,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,1.大众波罗轿车的组成波罗轿车车载网络系统由收音机、无线电导航装置、前座乘客侧车门控制单元、活动天窗调节控制单元、右后车门控制单元、仪表、左后侧车门控制单元、驾驶员侧车门控制单元、带网关的车载网络控制单元、发动机控制单元、舒适系统中央控制单元、自动变速器控制单元、转向辅助控制单元、安全气囊控制单元、自动空调控制单元、ABS控制单元等组成，大众波罗轿车的组成如图11-27所示。,图11-27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；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,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,2.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。车载网络控制单元如图11-28所示，其功能如下。,图11-28车载网络控制单元,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,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。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,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。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,2）车内灯控制如果前部和后部车内灯开关都位于车门触点位置，在车辆停止而车门未关闭状态下，车载网络控制单元会控制车内灯点亮10min后自动关闭，这样可以避免蓄电池不必要的放电。在解除车辆连锁或拔出点火钥匙时，30s后车内灯会自动接通；在车辆锁住或打开点火开关时，车内灯会立即关闭。车内灯在撞车时会自动接通。车内灯控制的另一个作用是，在点火开关关闭约30min后，车载网络控制单元自动关闭由手动打开的灯（车内灯、前后阅读灯、行李舱照明灯、杂物箱照明灯和化妆镜），该功能同样有利于保持蓄电池电量。车内灯电路如图11-29所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-29车内灯电路,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,3）燃油泵供给控制波罗汽油发动机燃油泵供给控制装置中用两个并联的继电器来代替单个集成防撞燃油关闭装置的燃油泵继电器。燃油泵继电器J17和燃油供给继电器J643位于车载网络系统控制单元J519上的继电器托架上。打开驾驶员侧车门后，车门触点开关F2将信号发送到车载网络系统控制单元，接着车载网络系统控制单元控制燃油供给继电器J643，并使燃油泵G6运行大约2s。车载网络系统控制单元中设置定时开关，在驾驶员侧车门短暂开启时，能够避免燃油泵持续运行。如果驾驶员侧车门开启超过30min，燃油泵重新受控。燃油泵控制电路如图11-30所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-30燃油泵控制电路,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,4）车窗清洗和雨刮器控制（1）后窗刮水器控制。在车速的间歇运行模式或下雨运行模式时，通过挡1或挡2接通前风窗玻璃刮水器或接通间歇挡，在挂入倒车挡后，后窗刮水器自动刮水一次。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,（2）前风窗玻璃刮水器控制。如果风窗玻璃刮水器已接通间歇挡（取决于车速的间歇运行模式或下雨运行模式），并且同时发动机罩打开，信号将从发动机罩接触开关F266发送至车载网络系统控制单元，控制单元将阻止刮水器动作，直至发动机罩再次关闭。后窗刮水器控制功能控制电路如图11-31所示，前风窗玻璃刮水器控制电路如图11-32所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-31后窗刮水器控制功能控制电路,图11-32前风窗玻璃刮水器控制电路,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,5）外后视镜和后窗加热为了保持蓄电池电量，外后视镜和后窗加热装置只有在发动机运行时才接通。接通约20min后，加热装置将自动关闭。外后视镜和后窗加热控制电路如图11-33所示。,图11-33外后视镜和后窗加热控制电路,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,6）后座椅靠背监控后排座椅的中间位置带有3点式安全带的车辆具有后座椅靠背监控功能。如果后排座椅中间位置的靠背部分安装不正确，在打开点火开关后仪表板中的一个指示灯会亮起约20s。后座椅靠背监控电路控制如图11-34所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-34后座椅靠背监控电路控制F316-后座椅靠背接触开关（右）；J285-操作面板中带显示单元的控制单元；J519-车载网络系统控制单元；K193-靠背连锁装置指示灯（后座）,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,7）转向信号灯和报警灯控制车载网络系统控制单元J519控制转向灯在闪烁报警（手动接通或由于撞车）、防盗报警、打开/关闭中控门锁时闪烁。转向信号和报警灯电路控制如图11-35所示，E2为转向开关，E229为危险报警灯开关，M5和M7为左右转向灯，J519为电控单元。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-35转向信号和报警灯电路控制,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,3.波罗轿车CAN总线1）上海大众车系CAN总线颜色（1）驱动系统CAN总线颜色：CAN-H线为橙色或黑色，CAN-L线为橙色或棕色。（2）舒适系统CAN总线颜色：CAN-H线为橙色或绿色，CAN-L线为橙色或棕色。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,（3）信息系统CAN总线颜色：CAN-H线为橙色或紫色，CAN-L线为橙色或棕色。（4）仪表系统CAN总线颜色：CAN-H线为橙色或蓝色，CAN-L线为橙色或棕色。（5）诊断系统CAN总线颜色：CAN-H线为橙色或红色，CAN-L线为橙色或棕色。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,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总线组成如图11-36所示。,图11-36驱动系统CAN总线组成,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,3）舒适系统CAN总线舒适系统由一个中央控制单元和至少两个车门控制单元组成。舒适系统CAN总线如图11-37所示。,图11-37舒适系统CAN总线,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,4）网关网关集成在车载网络系统的控制单元J519中。网关信息传输过程如图11-38所示。,图11-38网关信息传输过程,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,5）碰撞控制功能波罗轿车的安全系统有用于碰撞情况的自动电路，以缓解紧急状态，这些自动电路包括中控门锁解除连锁，打开车内灯，打开闪烁报警装置，停止燃油泵工作等。6）节约能源功能（1）睡眠模式。在点火开关关闭的情况下，为了降低耗电，连接在CAN数据总线上的控制单元被置于睡眠模式。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,（2）唤醒模式。在驱动系统CAN总线中控制单元通常总是在点火开关打开后被唤醒。在舒适系统CAN总线中，通过下列动作可识别到唤醒命令：打开点火开关，激活闪烁报警装置，车门、行李舱盖、发动机罩和点火钥匙的状态发生变化，接通车外照明。碰撞时的特殊功能控制电路如图11-39所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-39碰撞时的特殊功能控制电路,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,4.波罗轿车CAN总线自诊断1）自诊断功能波罗车型具有自诊断功能的控制单元如图11-40所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-40波罗车型具有自诊断功能的控制单元,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,2）诊断仪大众车系的电控系统的原厂诊断仪从1988年到现在共有4种，包括VAG155l、VAG1552、VAS5051、VAS5052。1988年以后出现第一代大众原厂诊断仪VAGl551；1993年以后出现了VAGl552，该仪器增加了打印功能；1997年以后由于车辆增加了车载网络系统，故使用VAS505l；2001年以后在VAS5052中增加了原厂维修信息系统。VAS5052诊断仪如图11-41所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,图11-41VAS5052诊断仪,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,3）诊断仪的使用诊断时请使用最新的修理厂资料，诊断装置的接口位于驾驶员侧仪表板饰板内的杂物箱下。4）编码操作车辆的装备范围和国家规定决定了出厂时车载网络系统控制单元的编码。如果在售后服务或维修时装备被更改，例如，安装可加热式座椅或接有挂车或者更新控制单元，必须重新编码。新的编码编号必须通过VAS505l被输入。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,5）终端电阻的检测带有终端电阻的两个控制单元是连接相通的，测量的结果是每一个终端电阻大约为120，总的阻值为60。通过该测量可以判断连接电阻是正常的。,第二节大众车系CAN数据总线系统三、大众波罗轿车的车载网络系统,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,1.帕萨特B5舒适系统电动车窗的检修帕萨特B5舒适系统电动车窗的电路图如图11-42所示。,图11-42帕萨特B5舒适系统电动车窗的电路图E40-驾驶员侧车窗电动机控制开关；E81-副驾驶员侧车窗电机控制开关；E53-后左车窗电动机控制开关；E55-后右车窗电机控制开关；E150-开锁关锁开关；E39-儿童锁开关,帕萨特B5舒适系统电动车窗的工作原理：平时T29a/7有一定的电压，通过改变这点的电压来控制电动机v147不同的工作状态，工作电压见表11-1。故障明细表见表11-2。,表11-1工作状态（单位：v）,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,表11-2故障明细表,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,故障现状：驾驶员侧车窗电动机不动作。分析原因：电动机、线路、开关及ECU。检修步骤：E40开关的检修，可以用万用表测量各挡电阻，不同的阻值说明开关良好，无阻值变化说明开关坏，停止时T16c/6为12v电压，无此电压说明了300电控单元损坏，有电压12v，开关又是好的，搭铁线T16c/11断，控制线T16c/6-T29a/7断开电动机也不会动作。练习：故障现状为副驾驶员侧车窗电动机不动作。分析原因，写出检修步骤，并测量各工作状态的电压。,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,2.帕萨特B5电动后视镜原理与维修帕萨特B5电动后视镜的控制原理：改变左右镜的选择电压，可以确定左镜还是右镜动作，改变选择开关可以调节水平电动机动作还是垂直电动机动作。帕萨特B5电动后视镜的控制电路图如图11-43所示。,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,图11-43帕萨特B5电动后视镜的控制电路图,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,故障现状：右镜电动机不动作。分析原因：右镜选择开关损坏，右镜电动机损坏，ECU2损坏，网络线CAN损坏，ECU2供电部分损坏，或者ECU2搭铁不良。开关，电动机可以用万用表测量，用电阻挡或者电压挡均可，网络线可以用示波器看波形。检修步骤：测量各工作状态的电压，工作状态的电压见表11-3。,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,表11-3工作状态的电压（单位：v）,练习：故障现状为左镜电动机不动作。分析原因，写出检修步骤，并测量各工作状态的电压。,第二节大众车系CAN数据总线系统四、帕萨特B5舒适系统的检修,第二节结束,第二节大众车系CAN数据总线系统,第三节丰田多路传输系统一、丰田汽车多路传输系统的应用,1.CAN、BEAN和AVC-LANCAN（控制器局域网）指符合ISO标准的串行数据通信网络。BEAN（车身电子局域网）是丰田汽车专利的双向通信网络。AVC-LAN（音响视听局域网）主要用于音频和视频设备中的通信网络。CAN的传输速率比BEAN和AVC-LAN的要快，因此底盘控制系统采用CAN传输，以达到在加快传输速率的同时，保证高质量的数据传输的目的。,2.网关和CAN通信网络CAN、BEAN、AVC-LAN通信协议不同。网关内置CPU从各总线接收数据，然后按照各通信协议把该数据变换后通过不同的总线发送出去。网关根据车辆的功能预先确定需要处理的数据。网关的结构图如图11-44所示。,第三节丰田多路传输系统一、丰田汽车多路传输系统的应用,图11-44网关的结构图,第三节丰田多路传输系统一、丰田汽车多路传输系统的应用,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,1.雷克萨斯LS430轿车多路传输系统雷克萨斯LS430轿车全车电控单元以网关控制单元为中心，设置了几个总线系统，包括仪表板总线、门控总线、转向柱总线、Back-up总线（控制转向信号灯、尾灯、制动灯和后雾灯）和AVC-LAN。LS430轿车车身网络通信系统图如图11-45所示。,图11-45LS430轿车车身网络通信系统图,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,2.雷克萨斯RX330轿车多路传输系统雷克萨斯RX330轿车的CAN线路连接了防滑控制ECU、转向传感器、横摆率和减速度传感器以及DLC3（3号诊断连接器）。DLC3也是通过CAN-H线和CAN-L线传输故障信息，诊断测试仪通过DLC3可以检测CAN通信的故障码。在雷克萨斯RX330车型中，CAN包含CAN1号接头、CAN2号接头、防滑控制ECU、转向传感器、横摆率与减速度传感器和DLC3等元件。CAN元件位置分布如图11-46所示。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,图11-46CAN元件位置分布,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,3.灯光控制系统组成车辆灯光组成：丰田雷克萨斯轿车所有车型配备有示宽灯、前照灯、前雾灯。采用了圆形的6灯式卤素前照灯以及氙气前照灯，和灯光控制系统相关的ECU：MPX车身1号ECU、MPX车身2号ECU。使用多路通信线路，发送和接收控制各种灯光所必需的信号，对各种指示灯的点亮和熄灭进行控制。4.灯光控制系统电路灯光控制系统车外灯电路如图11-47所示。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,图11-47灯光控制系统车外灯电路,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,1）元件介绍灯光控制传感器3条线：CLTB-电源正极，CLTE-电源负极，CLTS-信号输出。灯光控制开关3条线：A-自动挡，HEAD-前照灯，TIAL-尾灯。变光器开关2条线：HF-远光开关，HU-近光开关。前雾灯：FFOG，后雾灯：RFOG，近光灯开启控制信号线：HRLY，尾灯开启控制信号线：TRLY，+B：蓄电池正极，+IG：点火开关挡，+Acc：音响12v开关挡。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,2）部分灯光控制路线分析（1）远光灯工作控制电路。灯光控制开关HEAD搭铁和变光开关HF铁1号ECU发出控制信号给网络MPX2MPX12号ECU给HLHR和HLHL提供12v电压点亮左右远光灯，同时通过网络把信号送到网关，再送到仪表，点亮仪表内的远光指示灯。（2）近光灯工作控制电路。灯光控制开关HEAD搭铁和变光开关HU搭铁1号ECU发出控制信号HRLY搭铁尾灯继电器线圈有电流尾灯继电器触点导通近光灯有电流近光灯点亮。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,（3）前雾灯工作控制电路。前雾灯开关搭铁1号ECU发出控制信号给网络MPX2MPX12号ECUFOGR和FOGL有12v左右前雾灯点亮。5.灯光控制系统车内照明电路电路特点：开关控制电脑（ECU）搭铁，电脑（ECU）控制车内灯搭铁，使灯点亮。灯光控制系统车内照明电路如图11-48所示。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,图11-48灯光控制系统车内照明电路,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,6.电动车窗系统丰田雷克萨斯轿车所有座位车门玻璃均具有防夹功能和点火钥匙断开操作功能，防夹功能不仅在自动上升操作时起作用，在手动上升操作时也起作用。1）电动车窗系统的组成部件MPX总开关和各车门窗开关组成如图11-49所示，电动车窗元件位置如图11-50所示。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,图11-49MPX总开关和各车门窗开关组成,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,图11-50电动车窗元件位置,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,2）电动车窗系统的电路控制电动车窗系统的电路控制图如图11-51所示。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,图11-51电动车窗系统的电路控制图,3）电路工作原理MPX后座左侧、后座右侧车门玻璃开关的内部电路和MPX前排乘员座位车门玻璃开关的内部电路一样。（1）防夹功能。在手动上升或自动上升过程中，如果玻璃夹住了异物，车门玻璃会自动下降50mm或者停留1s。万一防夹功能的误操作使车门玻璃不能完全关闭，通过对该车门玻璃开关持续10s的自动上升操作，能够取消防夹功能的操作。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,（2）手动上升与下降功能。打开点火开关，将驾驶员座椅车门玻璃开关或者各个座椅车门玻璃开关置于上升，通过内部的CPU向手动上升一方输入ON，就可以使上升继电器置于ON，这时下降继电器会形成搭铁电路，电流流经BDR端子上升继电器DUP端子电动车窗电动机DDN端子下降继电器搭铁，各座椅车窗电动机便会转向各自的上方。如果CPU检测出开关状态为OFF，就将这里的上升继电器置于OFF，停止电动车窗电动机的工作。手动下降功能电路分析和上升功能类似。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,（3）通过MPX总开关进行自动操作。打开点火开关，通过对各座椅车门玻璃开关进行上升（或下降）操作，内置的CPU输入上升开关ON以及自动开关ON，通过双向车身多路通信系统，将其作为该开关的遥控上升（或下降）信号发送到MPX车身1号ECU。MPX车身1号ECU把“遥控自动上升（或下降）”信号传送到各座椅车门玻璃开关，通过各座椅车门玻璃开关，将电动车窗电动机转动到全闭（或全开）位置。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,（4）与发射器联动的车门玻璃上升和下降功能。MPX总开关通过双向车身多路通信系统，接收从驾驶员座椅接线盒ECU发出的无线电动车窗上升（或下降）工作指示信号，把内置的上升继电器（或下降继电器）设置为ON，通过双向车身多路通信系统将各座椅车门无线电动车窗上升（或下降）操作指示信号发送到MPX车身1号ECU中，使驾驶员座椅电动车窗上升（或下降）。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,如果MPX车身1号ECU接收了前排乘员、后排左侧车门、后排右侧车门的无线电动车窗上升（或下降）操作信号，就能把这些信号作为单向多路通信系统的数据，发送各座椅车门玻璃开关，和手动操作一样，使各座椅电动车窗玻璃上升（或下降）。（5）驾驶员侧电动机车窗玻璃动作工作过程：驾驶员通过驾驶员车门玻璃开关动作使自动挡（或者上升、下降挡）对应的控制线有12v电压，内部CPU接收到信号后驱动上升（或者下降）继电器动作，使驾驶员侧玻璃电动机动作，达到玻璃自动上升、上升或下降的动作。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,（6）驾驶员控制副驾驶员电动机车窗玻璃动作工作过程。驾驶员通过驾驶员车门玻璃开关动作使自动挡（或者上升、下降挡）对应的控制线有不同的波形输入到CPU内进行分析处理，把处理的数据通过MPX网络信号线送到MPX车身ECU，其内部CPU接收到信号后把信号通过单向多路通信系统线去副驾驶员电控单元，驱动上升（或者下降）继电器动作，使副驾驶员侧玻璃电动机动作，达到玻璃自动上升、上升或下降的动作。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,副驾驶员通过自己的控制开关12v电压也能够控制电动机动作，但受儿童锁的影响，儿童锁PCT有12v其开关才起作用，PCT无12v时，开关不能够操作电动机动作，只有驾驶员侧的控制开关可以操作副驾驶员侧电动机动作。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,（7）后左（后右）电动机车窗玻璃动作工作过程：控制方式与副驾驶员侧玻璃电动机动作相同。7.CAN-Bus系统的检测方法1）检测电控单元的功能故障在检查CAN-Bus系统前，须保证所有与CAN-Bus系统相连的电控单元无功能故障。功能故障是指不会直接影响网络传输系统，但会影响某一系统的功能流程的故障。,第三节丰田多路传输系统二、丰田汽车多路传输系统的组成,这种功能故障对网络传输系统仅有间接影响，主要影响需要该传感器信号的电控单元的通信。若存在功能故障，则应先排除该故障，记下该故障并消除所有电控单元的故障码。排除所有功能故障后，如果电控