大众POLO车载网络系统 原理与检修
随着汽车技术日新月异的发展，以及电子技术和控制技术在汽车上的大量应用，汽车上采用的电子控制模块越来越多。由原来的几块发展到现在的几十块，显然传统的数据传输方式已不能满足模块间数据传输的要求。新型汽车的控制系统中采用了一种新型的数据传输网络，英文缩写为CAN(ControllerAreaNetwork)，其目的是使汽车控制系统的数据传输实现高速化，并使汽车控制系统简单化。新型大众POLO乘用车即采用了这种局城网络控制系统。一、CAN数据传输系统的组成与工作原理CAN数据传输系统将传统的多线传输系统改变为双线(总线)传输系统（如图1所示）。这样一辆汽车不论有多少控制模块，也不管其信息容量有多大，每个控制模块都只需引出两条线接在两个节点上，这两条导线称为数据总线。数据总线好比一条信息高速公路，信息通过在高速公路上行驶的BUS来传递，所以CAN数据传输系统又称为CAN-BUS。1.CAN数据传输系统的组成CAN数据传输系统中的每个控制单元内部都含有一个CAN控制器和一个CAN收发器。每个控制单元之间都通过两条数据总线连接。在数据总线两端都装有数据传输终端。由此不难看出，CAN数据传输系统由以下四部分组成：⑴CAN控制器CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数据，处理数据并传给CAN收发器。同时，CAN控制器也接收CAN收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。⑵CAN收发器CAN收发器是一个发送器和接收器的结合，它将CAN控制器提供的数据转化为电信号并通过数据总线发送出去；同时，它也接收CAN总线数据，并将数据传输给CAN控制器。⑶数据传输终端数据传输终端实际上是一个电阻器，其作用是保护数据，避免数据传输到终端被反射回来而产生反射波。⑷CAN数据总线CAN数据总线是传输数据的双向数据线，分为高位数据线和低位数据线。为了防止外界电磁波干扰和向外幅射，CAN数据总线通常缠绕在一起。这两条线上的电位和是恒定的，如果一条线上的电压是5V，则另一条线上的电压为0。2.CAN数据传输系统的工作原理控制单元向CAN控制器提供需要发送的数据，这种数据由二进制数构成，即“0”或“1”，“1”表示电路接通，“0”则表示断开。也就是说1位数字可表示2种状态，2位数则可表示4种状态；3位数可表示8种状态，依此类推，最大的数据是64位，它可表示的信息量为2的64次方，等于1.8乘以10的19次方。用数字表达温度信息的实例见表1。为了避免多个信息在传递时发生冲突，CAN数据总线在同一时刻只允许传递一个数据。数据传递的先后顺序是按数据的优先级别来确定的，具有更高优先级别的数据首先发送，而数据的优先级别是由二进制的11位数值来表示。当多个控制单元同时发送数据时，在数据传输线上由左到右对表示优先级别的11位数字，进行逐一的比较。如果一个控制单元发送了一个低电位（用“1”表示）而检测到一个即将接收的高电位(用“0”表示)，那么，该控制单元就停止发送而转变为接收状态；如果一个控制单元向外发送高电位(用“0”表示)，而同时，另一个控制单元向外发送低电位(用“1”表示)，则数据传输线将体现高电位(用“0”表示)。例如，发动机控制单元要发送的数据为“00101000000”；而自动变速器控制单元要发送的数据为“01000100000”；ABS控制单元要发送的数据为“00011010000”。那么，数据传输线将如何传递这些数据呢？首先，第一位均为“0”，数据传输线上也体现为“0”；三个数据的第二位数字，自动变速器控制单元准备向外发送“1”，而发动机控制单元和ABS控制单元均准备向外发送“0”，因此，自动变速器控制单元，发送了一个低电位(用“1”表示)，而接收一个高电位(用“0”表示)，那么，自动变速器控制单元将失去优先权，而转为接收状态，数据传输线传送“0”；再比较第三位数字，发动机控制单元准备向外发送“1”，而ABS控制单元准备向外发送“0”，同理，发动机控制单元将失去优先权而转为接收状态，数据传输线传输“0”。通过比较三个数据的状态域，可以确定ABS控制单元具有最高优先权，从而可以接管数据总线的控制权，该优先权保证其持续发送数据直至发送终了。ABS控制单元结束发送数据后，因发动机控制单元的优先权高于自动变速器控制单元，所以数据总线的发送次序是：首先发送ABS控制单元数据，然后发送发动机控制单元数据，最后发送自动变速器控制单元数据。二、大众POLO乘用车CAN数据传输系统的检修1.大众POLO乘用车的CAN数据传输系统的组成大众POLO乘用车的CAN数据传输系统由舒适性控制CAN总线、动力控制CAN总线、车载网络控制和网关等部分组成。⑴舒适性控制CAN总线舒适性控制CAN总线系统由车载网络控制单元J559、数据总线的诊断接口J553、电控系统控制单元J255、空调控制单元J301、舒适性系统的中央控制单元J393、驾驶侧车门控制单元J386、前乘客侧车门控制单元J387、左后右后车门控制单元J388、J389、无线电及导航控制单元组成。其数据传递速率较动力控制系统低，以100kB/s速率传递数据。⑵动力CAN数据总线CAN数据传输系统由车载网络控制单元J559、数据总线的诊断接口J533、仪表板控制单元J285以及发动机控制单元、自动变速器控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、转向辅助控制单元等组成。⑶车载网络控制系统车载网络系统通过控制单元对车辆各种信号进行监测，根椐设定的程序对燃油泵继电器、车内灯光等执行元件进行控制。⑷网关网关就是同时连接多种不同数据传递速率的CAN数据总线的电脑，在传递数据时起翻译的作用。也就是说网关将不同速率的数据进行格式转换,变成满足CAN网络要求的数据，放在CAN网络上。大众POLO乘用车的网关电脑与仪表电脑安装在一起。2.大众POLO乘用车的CAN总线系统的检修大众POLO乘用车的CAN系统的故障都可以采用最新版本的VAG1551、VAG1552型检测仪进行检测诊断，现以动力CAN数据总线系统为例予以说明。大众POLO乘用车的动力CAN数据总线系统逐一连接各控制单元。总线系统需传递的数据有10组，包括发动机控制单元的数据5组、自动变速器控制单元的数据2组、ABS控制单元的数据3组。故障查询：利用VAG1551、VAG1552型检测仪，分别进入01、02、03地址对发动机、ABS和自动变速器控制单元进行自诊断，再进入功能码02查询三个电控单元是否存储CAN数据传输系统的故障码，动力数据总线故障码见表2。数据总线系统的故障大多是因短路、断路或CAN高位数据线和CAN低位数据线装混所致，可利用示波器进行检查排除。检查数据传输终端电阻时，应关闭点火开关，拔下发动机控制单元插头，使用万用表测量58针与60针之间的电阻，这就是数据传输终端的电阻值，规值为60~72Ω，如不符合规定应更换发动机控制单元。
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