舒适与信息系统检修教材

1、项目一项目一 汽车总线系统检测汽车总线系统检测一、项目要求知识要求1掌握汽车总线系统工作原理2掌握汽车总线系统检测方法 能力要求能够使用VAS5051、V.A.G1551或V.A.G1552对汽车总线系统进行检测CANCAN通信技术概述通信技术概述 CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。产品采用了这一技术。 CAN最初是由德国的最初是由德国的BOSC

2、H公司为汽车监测、公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些等。由于这些控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线总线上述问题便得到很好地解决。上述问题便得到很好地解决。CANCAN总线特点总线特点 CANCAN总线是一种串行

3、数据通信协议，其通信接口中集成了总线是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了CANCAN协协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。 CANCAN总线特点如下：总线特点如下：（1 1）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻）可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。

4、（2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以满足不同的可以满足不同的实时要求。实时要求。 （3）采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络）采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。节点可不受影响地继续传输数据。（4 4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式接收数据。接收数据。（5 5）直接通信距离最远可达）直接通信

5、距离最远可达10km10km（速率（速率5Kbps5Kbps以下）。以下）。（6）通信速率最高可达）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长（此时距离最长40m）。）。（7）节点数实际可达）节点数实际可达110个。个。（8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。个。（9）每帧信息都有）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。校验及其他检错措施，数据出错率极低。（10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。廉价的双绞线即可，无特殊要求。（11） 节点在

6、错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。CAN的发展背景及其应用情况的发展背景及其应用情况 现代社会对汽车的要求不断提高，这些要求包括：极高现代社会对汽车的要求不断提高，这些要求包括：极高的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性；驾驶与使用的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性；驾驶与使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。 在汽车设计中运用微处理器及其电控技术是满足这些要在汽车设计中运用微处

7、理器及其电控技术是满足这些要求的最好方法，而且已经得到了广泛的运用。目前这些系求的最好方法，而且已经得到了广泛的运用。目前这些系统有：统有：ABS（防抱系统）、（防抱系统）、EBD（制动力分配系统）、（制动力分配系统）、EMS（发动机管理系统）、多功能数字化仪表、主动悬架、（发动机管理系统）、多功能数字化仪表、主动悬架、导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动CD 机等。机等。 现代汽车电子技术的分类：现代汽车电子技术的分类： 单独控制系统：单独控制系统：由一个电子控制单元（由一个电子控制单元（ECU）控制）控制一个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控一

8、个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控制系统、自动变速器等。制系统、自动变速器等。 集中控制系统：集中控制系统：由一个电子控制单元（由一个电子控制单元（ECU）同时）同时控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车控制多个工作装置或系统的电子控制系统。如汽车底盘控制系统。底盘控制系统。 控制器局域网络系统控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个电总线系统）：由多个电子控制单元（子控制单元（ECU）同时控制多个工作装置或系统，）同时控制多个工作装置或系统，各控制单元（各控制单元（ECU）的共用信息通过总线互相传递。）的共用信息通过总线互相传递。二、必备知识（一）总线系统信息传输及总体构成

9、1总线系统信息传输 总线系统的信息一般采用多路传输。所谓多路传输也叫时分复用技术（Time-Division Multiplexing，TDM2.总线系统构成总线系统主要由模块(控制器)、数据总线、网络、架构、通信协议、网关等组成。11CAN 控制器与收发器 CAN总线规范采用了ISO-OSI（Open System Interconnection Reference Model，开放式通信系统互联参考模型）的三层网络结构，有三种不同的器件与之相对应。对应物理层的是收发器；对应数据链路层的是CAN控制器；应用层上主要是用户特殊的应用，对应的器件是微控制器。 12CAN 控制器与收发器 完成完成

10、CAN规范所规定的规范所规定的物理层物理层和和数据链路数据链路层大部分功能。层大部分功能。 有微处理器接口，易于连接单片机。有微处理器接口，易于连接单片机。 结构分两种类型，结构分两种类型，独立独立CAN控制器控制器或或集成集成CAN控制器的单控制器的单片机片机：独立独立CAN控制器控制器：Philips的的SJA1000、82C200、8XC592、8XCE598；Intel的的82526、82527等。等。集成集成CAN控制器的单片机控制器的单片机：Philips的的80C591/592/598、XAC37；Motorola的的Pow2、PC555；Intel的的196CA/CB；Sili

11、con Lab的的C8051F040047等等 都遵循都遵循CAN2.0规范。规范。CAN控制器的作用各个各个CAN系统的所有控制单元都并联在系统的所有控制单元都并联在CAN数据总线上。数据总线上。CAN数据总线的两条导线分别叫数据总线的两条导线分别叫CAN-High和和CAN-Low线。线。两条扭绞在一起的导线称为两条扭绞在一起的导线称为双绞线双绞线。双绞线双绞线, CAN-High 和和 CAN-Low线线 (CAN驱动数据总线）驱动数据总线）控制单元之间的数据交换就是通过这两条导线来完成的，控制单元之间的数据交换就是通过这两条导线来完成的，这些数据可能是发动机转速、油箱油面高度及车速等。

12、这些数据可能是发动机转速、油箱油面高度及车速等。基本构造基本构造网关网关 由于不同区域由于不同区域CanbusCanbus总线的速率和识别代号不同，因此一总线的速率和识别代号不同，因此一个信号要从一个总线进入到另一个总线区域，必须把它的识别个信号要从一个总线进入到另一个总线区域，必须把它的识别信号和速率进行改变，能够让另一个系统接受，这个任务由网信号和速率进行改变，能够让另一个系统接受，这个任务由网关关(Gateway)(Gateway)来完成。另外，网关还具有改变信息优先级的功能来完成。另外，网关还具有改变信息优先级的功能。如车辆发生相撞事故，气囊控制单元会发出负加速度传感器。如车辆发生相撞

13、事故，气囊控制单元会发出负加速度传感器的信号，这个信号的优先级在驱动系统是非常高，但转到舒适的信号，这个信号的优先级在驱动系统是非常高，但转到舒适系统后，网关调低了它的优先级，因为它在舒适系统功能只是系统后，网关调低了它的优先级，因为它在舒适系统功能只是打开门和灯。打开门和灯。迈腾轿车车载网络系统迈腾轿车车载网络系统（二）CAN-BUS结构CAN是Controller Area Network（控制器局域网络）的缩写 1CAN-BUS各组成部件及功能各组成部件及功能执行器数据总线终端电阻收发器（Tranceiver） 发送器（Transmitter 接收器（Receiver）控制单元2.数据传

14、输形式和数据传输原理（1）数据传输形式 形式1： 共需要5条数据线进行数据传递也就是说，每项信息都需要一个独立的数据线形式2：（各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换CAN数据总线（2 2 ）数据传输原理）数据传输原理CANCAN数据总线中的数据传递数据总线中的数据传递就像一个电话会议一个电话就像一个电话会议一个电话用户（控制单元）将数据用户（控制单元）将数据“讲入讲入”网络中，其他用户网络中，其他用户通过网络通过网络“接听接听”这个数据这个数据对这个数据感兴趣的用户就对这个数据感兴趣的用户就会利用数据，而其他用户则会利用数据，而其他用户则选择忽略选择忽略（3）CAN-BUS数据总线

15、传递数据的构成3.CAN-BUS数据传递过程4. CAN总线的传输仲裁1.每个控制单元在发送信息时，通过发送标识符来识别优先级。2.所有的控制单元都是通过各自的RX线来跟踪总线上的一举一动并获知总线的状态。3.每个发射器将TX线和RX线的状态逐位进行比较。4.数据传输总线的调整规则：用标识符中位于前部的“O”的个数代表信息的重要程度，“0”的位数越多越优先，从而保证按重要程度的顺序来发送信息。越早出现“1”的控制单元，越早退出发送状态而转为接收状态。基于安全考虑，涉及安全系统的数据优先发送。大众车系CAN-BUS1.大众车系CAN-BUS类型CAN总线数据交换基本原理总线数据交换基本原理不同的

16、数据传递（以不同的数据传递（以CAN驱动数据总线为例）驱动数据总线为例）1、提高数据传递的可靠性、提高数据传递的可靠性 为了提高数据传递的可靠性，为了提高数据传递的可靠性，CAN数据总线系统的两数据总线系统的两条导线（双绞线）分别用于不同的数据传送，这两条线分条导线（双绞线）分别用于不同的数据传送，这两条线分别称为别称为CAN-High线和线和CAN-Low线。线。2、在显性状态和隐性状态之间进行转换时、在显性状态和隐性状态之间进行转换时CAN导线上的电导线上的电压变化压变化 在静止状态时，这两条导线上作用有相同预先设定值，在静止状态时，这两条导线上作用有相同预先设定值，该值称为该值称为静电平

17、静电平。对于CAN驱动数据总线来说，这个值大约为2.5V。 静电平也称为隐性状态，因为连接的所有控制单元均可静电平也称为隐性状态，因为连接的所有控制单元均可修改它。修改它。3、CAN数据总线上的信号变化（以数据总线上的信号变化（以CAN驱动数据总线为例）驱动数据总线为例） 在显性状态时，在显性状态时，CAN-High线上的电压值会升高一个预线上的电压值会升高一个预定值（对定值（对CAN驱动数据总线来说，这个值至少为驱动数据总线来说，这个值至少为1V）。而）。而CAN-Low线上的电压值会降低一个同样值（对线上的电压值会降低一个同样值（对CAN驱动数驱动数据总线来说，这个值至少为据总线来说，这个

18、值至少为1V）。于是在）。于是在CAN驱动数据总驱动数据总线上，线上，CAN-High线就处于激活状态，其电压不低于线就处于激活状态，其电压不低于3.5（2.5V+1V=3.5V)，而，而CAN-Low线上的电压值最多可降至线上的电压值最多可降至1.5V(2.5V-1V=1.5V)。因此在隐性状态时，因此在隐性状态时，CAN-High线与线与CAN-Low线上的电压差线上的电压差为为0V，在显性状态时该差值最低为，在显性状态时该差值最低为2V。4、收发器内的、收发器内的CAN-High线和线和 CAN-Low线上的信号转换线上的信号转换 控制单元是通过收发器联接到控制单元是通过收发器联接到CA

19、N驱动总线上的，在这驱动总线上的，在这个收发器内有一个接收器，该接收器是安装在接收一侧的差个收发器内有一个接收器，该接收器是安装在接收一侧的差动信号放大器。动信号放大器。 差动信号放大器差动信号放大器用于处理来自用于处理来自CAN-High线和线和CAN-Low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。这个转换后的信号称为差动信号放大器的输出接收区。这个转换后的信号称为差动信号放大器的输出电压。电压。 差动信号放大器用差动信号放大器用CAN-High线上的电压（线上的电压（UCAN-High）减去减去CAN-Low线上

20、的电压（线上的电压（UCAN-Low），就得出了输出电），就得出了输出电压，用这种方法可以消除静电平（对于压，用这种方法可以消除静电平（对于CAN驱动数据总线来驱动数据总线来说是说是2.5V）或其它任何重叠的电压。）或其它任何重叠的电压。5、CAN驱动数据总线差动信号放大器内的信号转换驱动数据总线差动信号放大器内的信号转换 收发器的差动信号放大器在处理信号时，会用收发器的差动信号放大器在处理信号时，会用CAN-High-线上作用的电压减去线上作用的电压减去CAN-Low-线上作用的电压。线上作用的电压。6、CAN驱动数据总线差动信号放大器内的干扰过滤驱动数据总线差动信号放大器内的干扰过滤由于数

21、据总线也要布置在发动机舱内，所以数据总线就要遭受各种干扰。在由于数据总线也要布置在发动机舱内，所以数据总线就要遭受各种干扰。在保养时要考虑对保养时要考虑对 地地 短短 路路 和和 蓄蓄 电电 池池 电电 压压 、 点点 火火 装装 置置 的的 火火 花花 放放 电电 和和 静静 态态 放放 电电 。(3,5V - X) - (1,5V - X) = 2V 在该图的上部可清楚地看到这种传递的效果。 由于CAN-High线和CAN-Low线是扭绞在一起的（双绞线），所以干扰脉冲X就总是有规律地作用在两条线上。由于差动信号放大器总是用CAN-High线上的电压（3.5V-X)减去CAN-Low线上的

22、电压(1.5V-X)，因此在经过处理后,差动信号中就不再有干扰脉冲了.7、信号电平、信号电平控制单元信号在收发器内的放大控制单元信号在收发器内的放大收发器发送一侧的任务是将控制单元内的收发器发送一侧的任务是将控制单元内的CAN控制器的较控制器的较弱信号放大，使之达到弱信号放大，使之达到CAN导线上的信号电平和控制单元导线上的信号电平和控制单元输入端的信号电平。输入端的信号电平。联接在联接在CAN数据总线上的控制单元的作用就像是数据总线上的控制单元的作用就像是CAN导导线上的一个负载电阻（因为装有电子元件）。这个负载线上的一个负载电阻（因为装有电子元件）。这个负载电阻取决于联接的控制单元数量和其

23、电阻。电阻取决于联接的控制单元数量和其电阻。收发器将收发器将CAN信号输送到信号输送到CAN数据总线的两条导线上，相应数据总线的两条导线上，相应地在地在CAN-High线上的电压就升高，而在线上的电压就升高，而在CAN-Low线上的电线上的电压就降低一个同样大小的值。对于驱动压就降低一个同样大小的值。对于驱动CAN数据总线来说，数据总线来说，一条导线上的电压改变值不低于一条导线上的电压改变值不低于1V，对于，对于CAN舒适舒适/Infotainment总线来说，这个值不低于总线来说，这个值不低于3.6V。8、CAN驱动数据总线的特点驱动数据总线的特点CAN驱动数据总线的速率为驱动数据总线的速率

24、为500 kBit/s，用于将，用于将CAN驱动数驱动数据总线方面的控制单元联成网络。据总线方面的控制单元联成网络。CAN驱动数据总线控制单元有：驱动数据总线控制单元有：- 发动机控制单元发动机控制单元- ABS-控制单元控制单元- ESP-控制单元控制单元- 变速器控制单元变速器控制单元- 安全气囊控制单元安全气囊控制单元- 组合仪表组合仪表CAN驱动数据总线上的信号变化驱动数据总线上的信号变化下面图中所示的是一个真实的下面图中所示的是一个真实的CAN-电报变化图，它由一个收发器产生，电报变化图，它由一个收发器产生，并由并由VAS5051的数字存储式示波器（的数字存储式示波器（DSO）接收下

25、来。两个电平之间）接收下来。两个电平之间的叠加信号变化表示的叠加信号变化表示2.5V的隐性电平。的隐性电平。CAN-High线上的显性电压约线上的显性电压约为为3.5V，CAN-Low线约为线约为1.5V。CAN舒适舒适/ Infotainment数据总线的特点数据总线的特点CAN舒适舒适/ Infotainment数据总线的速率为数据总线的速率为100 kBit/s，用，用于将于将CAN舒适总线和舒适总线和CAN Infotainment总线方面的控制总线方面的控制单元联成网。单元联成网。CAN舒适舒适/ Infotainment数据总线控制单元有：数据总线控制单元有：- 全自动空调全自动空

26、调/空调控制单元空调控制单元- 车门控制单元车门控制单元- 舒适控制单元舒适控制单元- 收音机和导航显示单元控制单元收音机和导航显示单元控制单元 控制单元通过控制单元通过CAN驱动数据总线的驱动数据总线的CAN-High线和线和CAN-Low线来进行数据交换，如车门开线来进行数据交换，如车门开/关、车内灯开关、车内灯开/关、车辆关、车辆位置（位置（GPS)等等。等等。 由于使用同样的脉冲频率，所以由于使用同样的脉冲频率，所以CAN舒适数据总线和舒适数据总线和CAN Infotainment总线可以共同使用一对导线，当然前提总线可以共同使用一对导线，当然前提条件是相应的车上有这两种数据总线（条件

27、是相应的车上有这两种数据总线（(如如 Golf IV und Polo MJ 2002)。3. 舒适信息系统总线舒适/信息CAN数据总线的联网控制单元：自动空调控制单元、车门控制单元、舒适控制单元、收音机和导航显示控制单元。 控制单元通过舒适信息CAN数据总线的CAN-High线和CAN-Low线来进行数据交换，如车门开/关、车内灯开/关、车辆位置(GPS)等。舒适系统的信号图舒适系统的信号图舒适系统的舒适系统的CanbusCanbus信号和驱动系统信号和驱动系统有很大区别：有很大区别：Can-HighCan-High的高电平为：的高电平为：3.63.6伏伏Can-HighCan-High的低

28、电平为：的低电平为：0 0伏伏Can-Low Can-Low 的高电平为的高电平为: 5: 5伏伏Can-low Can-low 的低电平为：的低电平为：1.41.4伏伏逻辑逻辑“1”1”：Can-high=3.6VCan-high=3.6V Can-low=1.4VCan-low=1.4V逻辑逻辑“0”0”：Can-high=0VCan-high=0VCan-low=5VCan-low=5V2、CAN舒适舒适/Infotainment数据总线的数据总线的CAN-收发器收发器单线工作模式下的舒适/信息CAN数据总线图图3-9 VAS50513-9 VAS5051上示波器（上示波器（DSODSO

29、）上显示的舒适）上显示的舒适/ /信息信息CANCAN总线总线工作在单线模式下的波形（静态）工作在单线模式下的波形（静态） 测舒适系统高低线的电阻为无穷大！1、CAN舒适舒适/ Infotainment数据总线的差动数据传递数据总线的差动数据传递 为了使低速为了使低速CAN抗干扰性强且电流消耗低，与抗干扰性强且电流消耗低，与CAN驱动数驱动数据总线相比就需做一些改动。据总线相比就需做一些改动。 首先首先，由于使用了单独的驱动器（功率放大器），这两个，由于使用了单独的驱动器（功率放大器），这两个CAN信号就不再有彼此依赖的关系了。与信号就不再有彼此依赖的关系了。与CAN驱动数据总线驱动数据总线不

30、同，不同，CAN舒适舒适/ Infotainment数据总线的数据总线的CAN-High线和线和CAN-Low线不是通过电阻相连的。也就是说：线不是通过电阻相连的。也就是说：CAN-High线和线和CAN-Low线不再彼此相互影响，而是彼此独立作为电压源来线不再彼此相互影响，而是彼此独立作为电压源来工作。工作。 另外另外还放弃了共同的中压，在隐性状态（静电平）时，还放弃了共同的中压，在隐性状态（静电平）时，CAN-High信号为信号为0V，在显性状态时，在显性状态时3.6V。 对于对于CAN-Low信号来说，隐性电平为信号来说，隐性电平为5V，显性电平，显性电平1.4V。于是在差频信号放大器内

31、相减后，隐性电平为于是在差频信号放大器内相减后，隐性电平为-5V，显性电平，显性电平为为2.2V，那么隐性电平和显性电平之间的电压变化（电压提升），那么隐性电平和显性电平之间的电压变化（电压提升）就提高到就提高到7.2V。总系统总系统通过网关将三个系统联成网络通过网关将三个系统联成网络 由于电压电平和电阻配置不同，所以在由于电压电平和电阻配置不同，所以在CAN驱动数据驱动数据总线和总线和CAN舒适舒适/Infotainment数据总线之间无法进行耦合数据总线之间无法进行耦合联接。另外这两种数据总线的传输速率是不同的，这就决联接。另外这两种数据总线的传输速率是不同的，这就决定了它们无法使用不同的

32、信号。定了它们无法使用不同的信号。 这就需要在这两个系统之间能完成一个转换。这个转这就需要在这两个系统之间能完成一个转换。这个转换过程是通过所谓的网关来实现的。根据车辆的不同，网换过程是通过所谓的网关来实现的。根据车辆的不同，网关可能安装在组合仪表内、车上供电控制单元内或在自己关可能安装在组合仪表内、车上供电控制单元内或在自己的网关控制单元内。的网关控制单元内。小结： 作业：1、总线系统各组成部分的作用 2、CAN-BUS各组成部件功能 3、CAN-BUS数据传输过程和传输仲裁调整规则4诊断系统总线诊断总线与网关的连接诊断总线与网关的连接针脚号针脚号 对应的线束对应的线束 1 1 1515号线

33、号线 4 4 接地接地 5 5 接地接地 6 6 CANBUS(CANBUS(高）高） 7 7 k k线线 1414 CANBUS(CANBUS(低）低） 1515 L L线线 1616 3030号线号线注：未标明的针脚号暂未使用。注：未标明的针脚号暂未使用。当车辆使用诊断当车辆使用诊断CANBUSCANBUS总线结构后，总线结构后，VAS5051VAS5051等诊断仪器必须使用相对应的新型等诊断仪器必须使用相对应的新型诊断线（诊断线（VAS5051/5AVAS5051/5A或或VAS5051/6AVAS5051/6A）, , 否则否则无法读出相应的诊断信息。另外，车上的诊无法读出相应的诊断信

34、息。另外，车上的诊断接口也作出了相应的改动，具体信息看如断接口也作出了相应的改动，具体信息看如下图表：下图表：注：注：50515051仪器的版本号必须仪器的版本号必须大于大于3.03.0以上以上 才能使用诊断才能使用诊断CANBUSCANBUS总线。总线。 新型诊断线能够适用于旧型诊断接口新型诊断线能够适用于旧型诊断接口。（四）奥迪A6轿车总线系统1CAN总线1-辅助加热控制单元 J364；2-带EDS的ABS控制单元 J104；3-车距调节控制单元 J428；4-左前轮轮胎压力监控发射元件G431，在车轮拱形板内；5-供电控制单元 J519；6-司机车门控制单元 J386；7-使用和动授权控

35、制单元 J518；8-组合仪表内控制单元 J285；9-转向柱电气控制单元 J527；10-电话、Telematik控制单元 J526 、电话发送和接收器 R36； 11-发动机控制单元 J623；12-全自动空调控制单元 J255；13-有记忆功能的座椅调节/转向柱调节控制单元 J136；14-水平调节控制单元 J197、大灯照程调节控制单元 J431、 轮胎压力监控控制单元 J502、供电控制单元2 J520、 前部信息系统显示和操纵控制单元 J523 、数据总线诊断接口 J533 、无钥匙式起动授权天线读入单元 J723 ；15-CD换碟机、 R41 CD播放机 R92；16 -左后车门

36、控制单元 J388；17-安全气囊控制单元 J234；18-车身转动速率传感器 G202；19-副司机车门控制单元 J387；20-副司机带记忆功能的座椅调节控制单元 J52121-右后车门控制单元 J389；22-左后轮轮胎压力监控发射元件 G433，在车轮拱形板内；23-驻车加热无线电接收器 R64；24-带有CD播放机的导航控制单元J401、语音输入控制单元 J507、数字音响包控制单元 J525、收音机R 、TV调谐器 R78、数字收音机R147；25-右后轮轮胎压力监控发射元件G434，在车轮拱形板内；26-停车辅助系统控制单元J446、挂车识别控制单元J345； 27-舒适系统中央

37、控制单元 J393；28-电动驻车/手制动器空控制单元 J540；29-电能管理控制单元 J644 舒适系统舒适系统CANCAN总线组成图总线组成图数据总线系统 LIN总线局域互联网（局域互联网（LIN)LIN)LIN总线的含义 LIN是Local Interconnect Network的缩写，它也被称为“局域网子系统”，即LIN总线是CAN总线网络下的子系统。车上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。奥迪A6轿车LIN总线组成， LINLIN总线组成示意图总线组成示意图LINLIN主控制器与从控制器、元件之间的连接主控制器与从控制器、元件之间的连接LIN 控

38、制器（Master）空调操作显示单元LIN 执行器1（Slave）前风窗加热LIN 执行器2（Slave）新鲜空气鼓风机将转速提升至200l/m转速值=200l/m设置鼓风机转速执行器和控制器间数据传输数据总线系统 LIN总线3多媒体定向系统传输数据总线的结构与检修汽车网络多媒体定向系统传输（Media Oriented Systems Transport，MOST）， 数据总线系统 MOST总线同步数据同步数据 （36 - 60）字节）字节（音频，视频）异步数据异步数据 （0 - 24） 字节字节（数据包）分界线：（同步和异步信息分界线）控制数据控制数据 （2 字节）字节）64字节字节 MO

39、ST - 数据帧60 字节字节 信息数据MOST总线数据传输速率源数据： 60 Bytes/Frame x 8 Bit/Byte x 44100 Frames/sec. = 21,2 Mbit/s控制数据，控制数据，如放大器如放大器非时基数据，非时基数据，如电子邮件如电子邮件时基数据，如时基数据，如声音、图象声音、图象图图3-55宝来轿车动力宝来轿车动力(驱动驱动)CAN总线网络总线网络 返回图图3-56发动机控制单元、自动变发动机控制单元、自动变速器控制单元的信息传递速器控制单元的信息传递 返回图图3-57两个控制单元之间短路两个控制单元之间短路返回图图3-59用万用表检测用万用表检测CAN

40、总线总线返回图图3-60双通道模式检测电路连接双通道模式检测电路连接 返回图图3-61 CAN-BUS数据总线的标准波形数据总线的标准波形 返回图图3-62 CAN-BUS数据总线对地数据总线对地短路及其信号波形短路及其信号波形 返回（a） CAN-BUS数据总线对地短路数据总线对地短路;(b) CAN-BUS数据总线数据总线对地短路时的信号波形对地短路时的信号波形图图3-63 CAN-BUS数据总线对正数据总线对正极短路及其信号波形极短路及其信号波形 返回(a)CAN-BUS数据总线对正极短路数据总线对正极短路;(b) CAN-BUS数据总线对正极短路时的数据总线对正极短路时的信号波形信号波

41、形图图3-64 CAN-Low断路及断路及CAN-BUS数据总线信号波形数据总线信号波形返回（a ）CAN-Low断路断路;(b)CAN-Low断路时断路时CAN-BUS数据总线的信号波形数据总线的信号波形图图3-65 CAN-High断路及断路及CAN-BUS数据总线信号波形数据总线信号波形返回(a)CAN-High断路断路;(b) CAN-High断路时断路时CAN-BUS数据总线的信号波形数据总线的信号波形图图3-66 CAN-High和和CAN-Low短路及短路及CAN-BUS数据总线信号波形数据总线信号波形返回(a)CAN-High和和CAN-Low短路短路(b )CAN-High和

42、和CAN-Low短路时短路时CAN-BUS数据总线的信号波形数据总线的信号波形图图3-67 CAN-High和和CAN-Low交叉连接交叉连接CAN-BUS数据总线信号波形数据总线信号波形 返回(a)CAN-High和和CAN-Low短接短接(b )CAN-High和和CAN-Low交叉时交叉时CAN-BUS数据总线的信号波形数据总线的信号波形图图3-68 CAN-BUS数据总线处于数据总线处于睡眠模式时的信号波形睡眠模式时的信号波形 返回项目二项目二 汽车空调系统检修汽车空调系统检修 一、项目要求 知识要求： 1掌握汽车空调系统的组成 2掌握汽车空调系统工作原理 能力要求： 1能够操纵汽车空

43、调系统 2能够对汽车空调系统进行维护二、必备知识（一）汽车空调系统概述1.空调系统的功能（1） 调节车内温度 （2）调节车内的湿度（3）调节车内的空气流动 （4）过滤净化车内空气2汽车空调系统的组成（1）制冷系统（2）加热系统（3）通风系统（4）操纵控制系统（5）空气净化系统3汽车空调系统的热负荷（1）通风换气热负荷（2）传导热负荷（3）辐射热负荷（4）乘员热负荷4汽车空调系统的特点及要求（1）汽车空调系统的特点由于汽车这个“移动房间”的特殊工作环境，它与建筑空调有许多不同之处，具体表现在以下各个方面。 在炎热的夏季，由于汽车车厢容积小，而且车窗占的面积比例相对较大，易受阳光直射。 汽车空调制

44、冷压缩机要由汽车发动机来驱动，因此对汽车的动力性、经济性均有一定的影响。 在由发动机驱动时，汽车空调的制冷性能受发动机转速影响，但即使是怠速运转，也要保证车内温度凉爽适宜。 汽车车厢内乘员所占空间比例较大，加上座椅和其他机械装置的高低不平，直接影响了车厢内的风速分布和温度分布的均匀性，从而影响了人体的舒适性。 冷凝压力偏高。 制冷剂容易泄漏。 在汽车空调制冷系统中循环的制冷剂流量变化范围较大，给设计带来困难。（2）汽车空调系统的要求由于汽车空调自身的特点，汽车空调应比一般房间空调具有更高的技术性能和工作可靠性。具体要求如下所述。 汽车空调应保证在任何条件下，车厢内部都具有舒适的温度范围和气流平

45、均速度。 汽车空调的控制机构和操纵机构要灵活、方便、可靠。 汽车空调的零部件要求可靠、体积小、重量轻、安装维修方便。 汽车空调应具有快速制冷和快速采暖的能力。 汽车空调冷气装置工作时，对汽车的动力性和经济性的影响要尽可能的小。 汽车空调在汽车上的结构布局要紧凑合理，零部件安装要有防震措施，保证汽车空调在剧烈颠簸、震动条件下能可靠地工作。小结:作业：1、CAN-BUS的万用表检测方法 2、用万用表检测和分析CAN动力总线 3、用万用表检测和分析CAN舒适总线图图2-1 空调制冷系统的组成空调制冷系统的组成1压缩机压缩机 2低压阀低压阀 3感温包感温包 4蒸发器蒸发器 5冷气冷气 6膨胀阀膨胀阀

46、7储液干燥器储液干燥器 8冷凝器冷凝器9迎面风迎面风 10发动机冷却风扇发动机冷却风扇 11热空气热空气 12鼓风机鼓风机（二）汽车空调制冷系统（二）汽车空调制冷系统1制冷系统的组成空调制冷系统的组成如图2-1所示。制冷系统由空调压缩机、冷凝器、膨胀阀（或CCOT阀）、蒸发器四大机件组成。2.2.空调制冷循环工作原理空调制冷循环工作原理（1 1）压缩过程）压缩过程（1）压缩过程）压缩过程压缩机把从蒸发器出来的压缩机把从蒸发器出来的0、0.150.2 MPa气态制冷剂变成气态制冷剂变成70、1.01.5 MPa过热制冷剂气体，送往冷过热制冷剂气体，送往冷凝器冷却降温。凝器冷却降温。（2）冷凝过程

47、（2）冷）冷凝过程凝过程在冷凝器里，在冷凝器里，过热气态制冷剂受到过热气态制冷剂受到空气冷却，冷凝过程空气冷却，冷凝过程的后期，制冷剂变成的后期，制冷剂变成40、1.01.2 MPa过冷液态制冷剂，流过冷液态制冷剂，流经冷凝器的空气温度经冷凝器的空气温度上升。上升。（3）膨胀过程（3）膨）膨胀过程胀过程冷凝后的液冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀态制冷剂经过膨胀阀后体积变大，其压力后体积变大，其压力和温度急剧下降，变和温度急剧下降，变成成5、0.150.2 MPa的湿蒸汽，的湿蒸汽，以便进入蒸发器中迅以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。速吸热蒸发。（4）蒸发过程 （4）蒸发过程）蒸发过程5、0.150.2

48、 MPa的湿蒸汽的湿蒸汽不断吸收热量而汽化，转变成不断吸收热量而汽化，转变成0、0.150.2 MPa气态制冷剂，使流过蒸发气态制冷剂，使流过蒸发器的空气温度下降。器的空气温度下降。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，就这样，制冷系统利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，重复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，对车内的空气进行制冷循环过程，如图2-2所示。（三）制冷循环部件1压缩机结构及工作原理压缩机是制冷回路的心脏，起到输送和压缩气态制冷剂，保证制冷循环正常工作的作用。1.1.压缩机压缩机 汽车空调压缩机采用容积型压缩机，大多是斜盘式压缩机和立式往复式压缩机，利用活塞在汽缸中作往复运动来改变

49、压缩室的容积吸入制冷剂和增压。图图2-4 斜盘式压缩机的工作原理斜盘式压缩机的工作原理 2变容量压缩机由于空调压缩机转速随发动机转速而变化，从节约能源等方面考虑，出现了变容量压缩机，能够根据蒸发器制冷负荷的变化自动调节排量。变容量压缩机的种类有容量固定变化式和连续变化式两种。（1）大众车系变排量压缩机排量加大排量加大压缩机大排量输出时，压缩机大排量输出时，输出压力较高，通过输出压力较高，通过节流管道作用使压力节流管道作用使压力箱内压力升高。箱内压力升高。压力箱内压压力箱内压力升高到某一值时，力升高到某一值时，调节阀开启，使压力调节阀开启，使压力箱与进气低压接通，箱与进气低压接通，压力箱内的压力

50、不再压力箱内的压力不再升高。升高。压缩机小排量输出压缩机小排量输出时，输出压力较低，时，输出压力较低，通过节流管道作用通过节流管道作用使压力箱内压力不使压力箱内压力不断升高，但调节阀断升高，但调节阀处于关闭状态。处于关闭状态。此时，活此时，活塞右侧的压力相对塞右侧的压力相对增加，从而使斜盘增加，从而使斜盘的倾斜度减小，活的倾斜度减小，活塞行程变短。塞行程变短。排量减小排量减小 组成： 柱塞 电磁阀 电磁线圈 单向阀 排出阀工作原理：电磁阀不通电克服弹簧弹力a孔打开b孔关闭柱塞向左移动10个缸都工作（2）丰田车系变容量压缩机全排量输出全排量输出工作原理：电磁阀通电电磁阀在磁场力的作用向上移将a孔

51、关闭，打开b柱塞在弹簧力作用下向右移动 排出阀离开阀盘5个缸工作单向阀在压力差作用下被吸出关闭高压气体通道。半排量输出半排量输出2.2.电磁离合器电磁离合器带轮电磁离合器的作用是切断或接通压缩机的工作，汽车空调压缩机电磁离合器的作用是切断或接通压缩机的工作，汽车空调压缩机所用电磁离合器有旋转线圈式与固定线圈式两种。所用电磁离合器有旋转线圈式与固定线圈式两种。带轮3电磁离合器电磁离合器电磁离合器的作用是切断或接通压电磁离合器的作用是切断或接通压缩机的工作，汽车空调压缩机所用电磁离合缩机的工作，汽车空调压缩机所用电磁离合器有旋转线圈式与固定线圈式两种。器有旋转线圈式与固定线圈式两种。图图2-11

52、固定线圈式电磁离合器的结构固定线圈式电磁离合器的结构1皮带轮皮带轮 2压缩机壳体压缩机壳体 3电磁线圈电磁线圈 4摩擦板摩擦板 5压力盘压力盘 6弹簧爪弹簧爪 固定线圈式电磁离合器主要由皮带轮、电磁线圈、压力盘、轴毂总成组成，电磁线圈的一端搭铁，另一端经空调继电器与电源相连。 当接通空调开关时，空调继电器接通，压缩机的电磁线圈通电，产生电磁力将压力盘压紧在带盘侧缘上，两者结合成一体，带轮的驱动力经离合器片与轴毂带动压缩机旋转，制冷系统工作。 空调继电器断电时，切断了电磁离合器线圈的电流，轴毂上的压力盘在弹簧片弹力的作用下与带盘分离，压缩机停止运转。 3冷凝器冷凝器汽车空调冷凝器的作用是把压缩机

53、排出的高温、高汽车空调冷凝器的作用是把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体。使高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体。 从压缩机压出高温约从压缩机压出高温约80、高压约、高压约1.5 MPa的气态制冷剂流的气态制冷剂流入冷凝器芯管中，在风扇转动或车辆行驶时空气吹过冷凝器，入冷凝器芯管中，在风扇转动或车辆行驶时空气吹过冷凝器，冷却芯管中的制冷剂变为中温约冷却芯管中的制冷剂变为中温约40、高压约、高压约1.1 MPa的液的液态制冷剂。态制冷剂。 与发动机的

54、冷却水散热器相比较，承受的压力比发动机的冷与发动机的冷却水散热器相比较，承受的压力比发动机的冷却水散热器高。却水散热器高。冷凝器由铜管或铝管制成芯管，并在芯管周围焊接散热片，冷凝器由铜管或铝管制成芯管，并在芯管周围焊接散热片，多数车辆的冷凝器安装在发动机水箱的前方，也有的装在车多数车辆的冷凝器安装在发动机水箱的前方，也有的装在车顶上。顶上。3 .3 .冷凝器冷凝器平行流式冷凝器平行流式冷凝器4蒸发器蒸发器的作用与冷凝器的作用相反，制冷剂起吸热作用，流经蒸发器的空气受到冷却，制冷系统工作时，高压液态制冷剂通过膨胀阀膨胀而压力降低，变成湿蒸汽进入蒸发器芯管，吸收散热片及周围空气的热量。蒸发器有管片

55、式、管带式和层叠式3种结构。管片式蒸发器结构简单、加工方便，但换热效率比较差。管带式蒸发器工艺复杂，但换热效率比管片式蒸发器高。层叠式蒸发器由冲压成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带，加工难度最大，换热效率也最高。 图图2-15 层叠式蒸发器的结构层叠式蒸发器的结构5.5.储液干燥器、集液器储液干燥器、集液器储液干燥器储液干燥器集液器集液器储液干燥过滤器的作用是存储制冷剂，除去制冷剂中的水分，过滤制冷剂中的杂质。储液干燥过滤器的作用是存储制冷剂，除去制冷剂中的水分，过滤制冷剂中的杂质。6.6.膨胀阀膨胀阀(1)(1)热力膨胀阀热力膨胀阀（1）热力膨胀阀的作用）

56、热力膨胀阀的作用具体地说，热力膨胀阀一般有具体地说，热力膨胀阀一般有3个作用。个作用。 节流降压。节流降压。使从冷凝器来的高温、高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的使从冷凝器来的高温、高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温、低压雾状制冷剂进入蒸发器，将制冷剂分成高压侧和低压侧。低温、低压雾状制冷剂进入蒸发器，将制冷剂分成高压侧和低压侧。 自动调节制冷剂流量。自动调节制冷剂流量。由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调节，以保持车内温度稳定。膨胀阀能自动调节进入蒸发器的流量，以满足节，以保持车内温度稳定。膨胀阀能自动调节进

57、入蒸发器的流量，以满足制冷循环要求。制冷循环要求。 控制制冷剂流量，防止液击和异常过热发生。控制制冷剂流量，防止液击和异常过热发生。膨胀时以感温包作为感温元件控制流量大小，保证蒸发器尾部有膨胀时以感温包作为感温元件控制流量大小，保证蒸发器尾部有一定量的过热度，从而保证蒸发器容积的有效利用，避免液态制冷剂进入一定量的过热度，从而保证蒸发器容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象，同时又能控制过热度在一定范围内。压缩机而造成液击现象，同时又能控制过热度在一定范围内。1-1-阀体；阀体；2-2-灌充管；灌充管；3-3-动力头；动力头； 4-4-顶杆（兼感温包）；顶杆（兼感温包）；5-5

58、-膜片；膜片；6-6-传动杆；传动杆； 7-7-球阀；球阀；8-8-弹簧；弹簧；9-9-弹簧座弹簧座（2 2）H H型型膨胀阀膨胀阀（2）热力膨胀阀的结构）热力膨胀阀的结构热力膨胀阀有内平衡和外平衡两种形式，下面以外平衡式膨热力膨胀阀有内平衡和外平衡两种形式，下面以外平衡式膨胀阀为例说明热力膨胀阀的结构。胀阀为例说明热力膨胀阀的结构。外平衡式热力膨胀阀的结构如图外平衡式热力膨胀阀的结构如图2-16所示，它主要由上阀体、所示，它主要由上阀体、下阀体、阀针、弹簧、薄膜、感温包、外平衡管接头等组成下阀体、阀针、弹簧、薄膜、感温包、外平衡管接头等组成。（3）H型膨胀阀型膨胀阀H型膨胀阀是一种整体型膨胀

59、阀，它取消了外平衡式膨胀阀型膨胀阀是一种整体型膨胀阀，它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包，使其直接与蒸发器进出口相连。的外平衡管和感温包，使其直接与蒸发器进出口相连。8管路管路管路把制冷系统各元件连成一个封闭系统。管路把制冷系统各元件连成一个封闭系统。由于发动机在工作时会产生抖动，安装在发动机上的压缩机也由于发动机在工作时会产生抖动，安装在发动机上的压缩机也会随之抖动，因此汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都会随之抖动，因此汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都采用橡胶软管。采用橡胶软管。此外，走向复杂地方的金属管不容易满足要求，也使用橡胶软管，因为此外，走向复杂地方的

60、金属管不容易满足要求，也使用橡胶软管，因为橡胶软管具有很好的随和性。橡胶软管具有很好的随和性。但橡胶软管最大的缺点是容易泄漏，所以应尽量少用或不用，但橡胶软管最大的缺点是容易泄漏，所以应尽量少用或不用，而多用金属管。而多用金属管。 此外，走向复杂地方的金属管不容易满足要求，也使用橡胶软管，此外，走向复杂地方的金属管不容易满足要求，也使用橡胶软管，因为橡胶软管具有很好的随和性。因为橡胶软管具有很好的随和性。但橡胶软管最大的缺点是容易泄漏，所以应尽量少用或不用，但橡胶软管最大的缺点是容易泄漏，所以应尽量少用或不用，而多用金属管。而多用金属管。 （四）CCOT制冷系统在制冷系统中用一个固定节流的管子