田宝春
【摘 要】阐述了车载CAN总线的特点及组成,分析了大众POLO轿车CAN网络系统的控制过程,并以具体的案例阐述CAN网络出现故障时诊断方法.
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2010(000)002
【总页数】5页(P84-88)
【关键词】POLO轿车;CAN网络;原理;故障诊断
【作 者】田宝春
【作者单位】浙江交通技师学院汽车技术系,浙江,金华,321015
【正文语种】中 文
【中图分类】U463.6
自20世纪50年代汽车技术与电子技术开始结合以来，电子技术在汽车上的应用范围也越来越广。特别随着大规模、超大规模集成电路的运用，为汽车提供了速度快捷、功能强大、性能可靠、成本低廉的汽车电子控制系统。但随着电子技术的普遍应用，车辆控制单元，相应的传感器和执行器的数目不断增加，使车上的线路也越来越复杂。按照这样的发展趋势，车上的有限空间根本不能满足汽车发展的需求。
为了应对增多的控制单元与线路，现代汽车广泛采用串行数据总线传输方式（CAN总线）传递信息（如图1），即将所有信息沿两条线路传输。这种传输方式中，线路数与控制单元以及所传递的信息量的数量是无关的。因此当控制单元间需要交换大量信息时，CAN总线的优越性就体现了出来。
图1 串行数据总线传输方式
1 CAN总线系统的特点及组成
1983年由博世（Bosch）公司开发CAN数据总线应用于汽车制造业，为汽车的控制器之间
的数据交换提供了一种特殊的局域网。到上个世纪90年代，CAN以成为汽车行业内采用得最广泛的通信协议，并已成为世界串行通信协议的一种标准，为数据高速公路确定统一的“交通”规则。
深圳比亚迪f3CAN是Controller Area Network的缩写，称为控制单元的局域网。CAN系统的控制单元的连接方式采用铜缆串行方式，由于控制器采用串行合用方式，因此不同控制器之间的信息传送方式称为广播式传输。
1.1 CAN总线的优点
（1）总线功能有较高的可靠性和功能安全性，能减少因插头连接和导线所引起的故障。
六代高尔夫（2）减少导线数量，因导线减少而降低装配成本，并减轻线束净质量。
（3）因采用较小的控制单元和插头，而使空间节约下来，并使安装和修改更加容易。
（4）控制器之间的数据传输较快。
（5）控制模块之间能共享传感器输入的信号。成都4s店
（6）实现多个模块参与复杂的汽车系统操作。
（7）使用网络能提高诊断能力。
（8）能满足很高的安全性要求。
（9）系统诊断能力更强。
（10）节点多，价格便宜。
（11）抗干扰能力强。
（12）安全的数据通信协议。
1.2 CAN系统组成
CAN数据总线由控制单元、收发器、数据传输终端和数据传输线等构成（如图2所示）。
图2 CAN系统组成图
（1）CAN控制单元。基本车载网络系统由多个控制单元组成，一个控制器最基本的功能是作为一个运算器，它得到传感器或驾驶员操作按钮的信号，使用相应的程序进行运算，并可向与其连接的执行器发出控制命令，同时可将有关信号发送给其他控制器。所以，在网络中控制器不是独立工作的，而是作为一个整体，互通信号、无摩擦地协调工作。
（2）CAN收发器。CAN收发器安装在控制器内部，同时兼具接收和发送的功能，将控制器传来的数据转化为电信号送入数据传输线，同时也接收数据传输线中数据并转化送给CAN控制器。收发器通过TX线（发送导线）或RX线（接受导线）与数据传输总线相连。
（3）数据传输终端。数据传输终端是一个终端电阻，防止数据在导线终端被反射产生反射波，反射波会破坏数据。在驱动系统中，它接在CAN高线和CAN低线之间。标准CAN-BUS的原始形式中，在总线的两端接有两个终端电阻（如图3所示）。大众车型将负载电阻分布在各个控制单元内，其中在发动机控制单元中装有“中央终端电阻”，其他控制单元中安装个电阻，而电阻的阻值通常为66 Ω和2.6 kΩ。
图3 CAN系统终端电阻布置
（4）CAN数据传输线。为了减少干扰，CAN总线的传输线多采用双绞线，即可以防止电磁干扰对传输数据的影响，也可以防止本身对外界的干扰。其绞距为20 mm，截面积为0.35 mm2或0.5 mm2，这两条线传输的数据相同，分别被称为CAN高线（CAN-H）和CAN低线（CAN-L），控制器输出的信号同时向两根通信线发送，高低电平互为镜像
2 CAN总线结构
POLO轿车的CAN总线系统，由CAN驱动系统数据总线和CAN舒适系统数据总线组成，两者的区别在于传输速率和数据内容不同。
2.1 驱动系统CAN总线
图4 PO LO轿车驱动系统CAN总线系统组成图
驱动系统CAN总线以500 kb/s的传输速率工作，以便在对安全较重要的动力传动系统内部能进行快速的数据传输。它由车载网络系统的控制单元J519（带有用于数据总线的诊断接口J533）、转向角传感器G85、控制单元J285（在仪表板上有显示单元）、ABS控制单元J104、自动变速器控制单元J217、转向辅助控制单元J500、安全气囊控制单元J234、发
大迪都市威菱动机控制单元J537及诊断插头组成（如图4所示）。
2.2 舒适系统CAN总线
舒适系统CAN总线以100 kb/s的传输速率工作，它由车载网络系统的控制单元J519（带有用于数据总线的诊断接口J533）、空调电子控制系统的控制单元J255、空调控制单元J301、舒适系统的中央控制单元J393、驾驶员侧车门控制单元J386、左后车门控制单元J388、诊断插头及控制单元J503（带有无线电和导航用显示单元），前座乘客侧车门控制单元J387和右后车门控制单元J389组成（如图5所示）。
图5 PO LO轿车CAN舒适系统数据总线组成图动车提前几天买
2.3 数据总线的诊断接口J533（网关）
数据总线的诊断接口J533集成在车载网络系统的控制单元J519中，主要有两个任务：
（1）在驱动系统CAN总线与舒适系统CAN总线间进行数据交换。由于两个总线系统传输速率不同，要进行直接的通信是不可能的。要进行系统间的信息交换需要建立连接，这个
连接通过数据总线的诊断接口J533实现。网关编译来自总线系统的数据，并将数据继续传送给相关的其他总线系统。
柴油车改气（2）数据总线的诊断接口J533是将驱动系统CAN总线和舒适系统CAN总线上的诊断数据转换到车身导线上，反之亦然。这样就能将车辆、测量和信息系统VAS 5051的数据用于自诊断。发动机控制单元、自动变速箱控制单元和舒适系统的中央控制单元，有一根单独的车身导线。假如CAN驱动装置数据总线系统中有故障，诊断接口将诊断信息从CAN驱动装置数据总线上转换到车身导线上的信息内容与CAN数据总线上相同的数据用于自诊断。
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