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大眾POLO車載網絡系統的原理與檢修

隨著汽車技術日新月異的發展，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。由原來的幾塊發展到現在的幾十塊，顯然傳統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中采用了一種新型的數據傳輸網絡，英文縮寫為 CAN(Controller Area Network )，其目的是使汽車控制系統的數據傳輸實現高速化，並使汽車控制系統簡單化。新型大眾POLO乘用車即采用了這種局城網絡控制系統。

一、 CAN數據傳輸系統的組成與工作原理

CAN數據傳輸系統將傳統的多線傳輸系統改變為雙線(總線) 傳輸系統（如圖1所示）。這樣一輛汽車不論有多少控制模塊，也不管其信息容量有多大，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數據傳輸系統又稱為CAN-BUS。

1. CAN數據傳輸系統的組成

CAN數據傳輸系統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數據傳輸系統由以下四部分組成：

⑴CAN控制器

CAN控制器的作用是接收控制單元中微處理器發出的數據，處理數據並傳給CAN收發器。同時，CAN控制器也接收CAN收發器收到的數據，處理數據並傳給微處理器。

⑵CAN收發器

CAN收發器是一個發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並通過數據總線發送出去；同時，它也接收CAN總線數據，並將數據傳輸給CAN控制器。

⑶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。

⑷CAN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恆定的，如果一條線上的電壓是5V，則另一條線上的電壓為0。

2.CAN數據傳輸系統的工作原理

控制單元向CAN控制器提供需要發送的數據，這種數據由二進制數構成，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，2位數則可表示4種狀態；3位數可表示8種狀態，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，等於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。數據傳遞的先後順序是按數據的優先級別來確定的，具有更高優先級別的數據首先發送，而數據的優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送數據時，在數據傳輸線上由左到右對表示優先級別的11位數字，進行逐一的比較。如果一個控制單元發送了一個低電位（用“1”表示）而檢測到一個即將接收的高電位(用“0”表示)，那麼，該控制單元就停止發送而轉變為接收狀態；如果一個控制單元向外發送高電位(用“0”表示)，而同時，另一個控制單元向外發送低電位(用“1”表示)，則數據傳輸線將體現高電位(用“0”表示)。例如，發動機控制單元要發送的數據為 “00101000000”；而自動變速器控制單元要發送的數據為“01000100000”；ABS控制單元要發送的數據為“00011010000”。

那麼，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准備向外發送“1”，而發動機控制單元和ABS控制單元均准備向外發送“0”，因此，自動變速器控制單元，發送了一個低電位(用“1”表示)，而接收一個高電位(用“0”表示)，那麼，自動變速器控制單元將失去優先權，而轉為接收狀態，數據傳輸線傳送“0”；再比較第三位數字，發動機控制單元准備向外發送“1”，而ABS控制單元准備向外發送“0”，同理，發動機控制單元將失去優先權而轉為接收狀態，數據傳輸線傳輸“0”。

通過比較三個數據的狀態域，可以確定ABS控制單元具有最高優先權，從而可以接管數據總線的控制權，該優先權保證其持續發送數據直至發送終了。ABS控制單元結束發送數據後，因發動機控制單元的優先權高於自動變速器控制單元，所以數據總線的發送次序是：首先發送ABS控制單元數據，然後發送發動機控制單元數據，最後發送自動變速器控制單元數據。

二、大眾POLO乘用車CAN數據傳輸系統的檢修

1.大眾POLO乘用車的CAN數據傳輸系統的組成

大眾POLO乘用車的CAN數據傳輸系統由舒適性控制CAN總線、動力控制CAN總線、車載網絡控制和網關等部分組成。

⑴舒適性控制CAN總線

舒適性控制CAN總線系統由車載網絡控制單元J559、數據總線的診斷接口J553、電控系統控制單元J255、空調控制單元J301、舒適性系統的中央控制單元J393、駕駛側車門控制單元J386、前乘客側車門控制單元J387、左後右後車門控制單元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系統低，以100kB/s速率傳遞數據。

⑵動力CAN數據總線

CAN數據傳輸系統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。

⑶車載網絡控制系統

車載網絡系統通過控制單元對車輛各種信號進行監測，根椐設定的程序對燃油泵繼電器、車內燈光等執行元件進行控制。

⑷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腦安裝在一起。

2.大眾POLO乘用車的CAN總線系統的檢修

大眾POLO乘用車的CAN系統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數據總線系統為例予以說明。

大眾POLO乘用車的動力CAN數據總線系統逐一連接各控制單元。總線系統需傳遞的數據有10組，包括發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數據傳輸系統的故障碼，動力數據總線故障碼見表2。