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第10章目录
第 10 章 CAN-BUS 汽车多路信息传输系统,...................................................................................................- 2 -
10.1 汽车车载电脑网络系统概述,.............................................................................................................,- 2 -
10.1.1 汽车电子网络结构,...................................................................................................................- 2 -
10.1.2 微处理器（MCU 或 CPU）,.........................................................................................................- 4 -
10.1.3 汽车网络互连标准,...................................................................................................................- 4 -
10.1.4 传输介质,...................................................................................................................................- 6 -
10.1.5 开发语言及操作系统,...............................................................................................................- 6 -
10.2 CAN 数据传输系统原理,....................................................................................................................,- 7 -
10.2.１ CAN 总线概述,..........................................................................................................................- 7 -
10.2.2 CAN 总线的特点及组成,............................................................................................................- 8 -
10.2.3 CAN 数据总线的传输过程,.........................................................................................................- 9 -
10.3 大众车系单片机局域网络介绍,.....................................................................................................,- 10 -
10.3.1 宝来动力 CAN 数据传输系统,..................................................................................................- 10 -
10.3.1 宝来舒适 CAN 数据传输系统,..................................................................................................- 12 -
10.4 宝马 CAN 技术介绍,.........................................................................................................................,- 13 -
10.4.1 宝马（BMW E 38/E39） BUS 网络总线结构,...........................................................................- 13 -
10.4.２ 宝马（BMW E38/E 39） BUS 网络总线故障检查,.................................................................- 13 -
小结,............................................................................................................................................................,- 15 -
习题,............................................................................................................................................................,- 15 -
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第 10 章 CAN-BUS 汽车多路信息传输系统
☆知识点
1.CAN 总线的特点、组成和传输原理
2.大众车系单片机局域网络简介
3,宝马 CAN 技术简介
★要求
掌握
1,CAN 总线的特点、组成
2,大众车系（宝来）单片机局域网络的组成和特点
了解
1,CAN 总线的传输原理
2,宝马 CAN 总线的测试
10.1 汽车车载电脑网络系统概述
随着汽车技术的发展，在汽车上采用的计算机微处理芯片数量越来越多，多个处理器之间相互连接、协调工作并共享信息构成了汽车车载电脑网络系统（图 10.1） 。
图 10.1 典型的网络结构
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
10.1.1 汽车电子网络结构
在汽车内部采用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体
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可靠性的目的。通常的汽车网络结构采用多条不同速率的总线分别连接不同类型的节点，并使用网关服务器来实现整车的信息共享和网络管理，如图 10.2 所示。
图 10.2 汽车电子网络结构
车身系统的控制单元多为低速马达和开关量器件，对实时性要求低而数量众多。使用低速的总线连接这些电控单元。将这部分电控单元与汽车的驱动系统分开，有利于保证驱动系统通信的实时性。此外，采用低速总线还可增加传输距离、提高抗干扰能力以及降低硬件成本。
动力与传动系统的受控对象直接关系汽车的行驶状态，对通讯实时性有较高的要求。因此使用高速的总线连接动力与传动系统。传感器组的各种状态信息可以广播的形式在高速总线上发布，各节点可以在同一时刻根据自己的需要获取信息。这种方式最大限度地提高了通信的实时性。
故障诊断系统是将车用诊断系统在通信网络上加以实现。
信息与车载媒体系统对于通讯速率的要求更高，一般在 2 Mb/s 以上。采用新型的多媒体总线连接车载媒体。这些新型的多媒体总线往往是基于光纤通信的，从而可以充足保证带宽。
网关是电动汽车内部通信的核心，通过它可以实现各条总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。
收音机
车载电话
CD 播放
电视模块
导航系统
发动机管理系统
自动变速器
ABS+ASC
牵引控制系统
仪表板网关
子系统
动力系统
开关面板
车门模块
门锁
电动窗
后视镜
车灯系统
诊断
车身系统 娱乐及媒体系统
控制面板
座椅模块
传感器
位置电机
气囊控制
空调控制
控制面板
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随着新技术的不断发展，在未来的汽车网络中，还将会有专门用于气囊的安全总线系统，以及
X-by-Wire 系统。
10.1.2 微处理器（MCU 或 CPU）
从 1975 年摩托罗拉公司为 GM 生产第一个微处理器 68009 应用在 1978 年 Cadillac 汽车上计程）
开始到目前，汽车上的微处理器类型已经逐渐由 8 位、16 位发展到 32 位，CPU 的结构也由 RISC 逐渐取代 CISC，最近推出了 16/32 位 RISC 微控制器的 M.Core TM 平台。
最近各汽车公司推出的新车型，多数都采用了可编程（FLASH）的 32 位芯片。IBM 和 INTEL 宣布合作开发的车载计算机平台将采用奔腾 MMX 处理器，控制功能由简单的计程向复杂的高端应用领域拓展。
10.1.3 汽车网络互连标准
为了解决信息共享、减少布线问题以及满足政府排放法规要求，汽车制造商和相关组织开发了汽车网络，目前主要的汽车网络互连规范有德国 BOSCH 最早开发推出的欧洲规范 CAN 和美国汽车工程师协会（SAE）开发的美国规范 J1850。其他的总线类型（如；VAN、TTP 等）在汽车内部网络也有使用，不过 CAN 和 J1850 基本上已经成为事实上的标准。IDB（ITS data bus）为汽车网络拓展提供了标准。
1.CAN 标准
控制器局域网 CAN（Controller Area Network）是由德国 B OSCH 公司于 1986 年提出并推广应用的，按照 ISO 的有关部门规定，CAN 拓扑结构为总线式，所以也称 CAN 总线。最初为 CAN 总线 1.0
版，1990 年推出 CAN 总线 1.2 修订版，1991 年推出 CAN 总线 2.0 版。目前,CAN 总线不但已经成为汽车总线的主要互连规范,而且被公认为最有前途的几种工业现场总线之一，已由 ISO TC22 技术委员会批准为国际标准,是唯一被批准为国际标准的现场总线。 1993 年国际 CAN 用户及制造商组织 （简称 CIA）在欧洲成立，主要作用是解决 CAN 总线实际应用中的问题，提供 CAN 产品及其开发工具，
推广 CAN 总西南的应用。CAN 总线的典型结构如图 10.3 所示。
CAN 采用多主工作方式，节点之间不分主从，节点之间有优先级之分。通信方式灵活，可实现点对点、一点对多点及广播式传输数据，无须调度。
CAN 采用非破坏性总线仲裁技术，优先级发送，可大大节省总线冲突仲裁时间，在重负荷下表现出良好的性能。
CAN 采用短帧结构传输，每帧有效字节为 8 个，传输时间短，受干扰的概率低，并且每帧信息
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都有 CRC 校验和其他校验措施，数据出错率极低。当节点发生严重错误时，具有自动关闭功能，但总线上的其他节点不受影响。
CAN2.0 B 规范 CAN 总线最大通讯速率可以达到 1Mbps。
图 10.3 CAN 总线的典型结构
目前，汽车上主要有 2 条 CAN 总线，即低速（L）与高速（H）CAN 总线，L 线路工作在 125kbps
以内，主要控制车身及舒适系统（中央门锁、车窗、天窗、收音机、座椅、安全气囊和综合显示仪表等） ；H 线路工作在 125kbps 以上，主要控制动力系统（发动机、自动变速器、制动系统以及防侧滑系统等）,随着汽车技术的发展，总线的数量会越来越多，功能越来越强大。
大众公司（VW）近年来已经由 A—BUS（最高速率为 500kbps）转向 CAN 总线。
亚洲汽车厂商的汽车网络尽管没有自己开发的规范，但多数厂商的汽车网络规范选择了 CAN，
在中国 CAN 也占多数。国内像奥迪 A6、帕萨特 B5、波罗、宝来、奇瑞 A5 都采用 CAN 数据总线。
2.J1850 标准
J1850 是美国汽车的车内联网标准，包含了两个不兼容的规程。通用汽车公司（GM）和克莱斯勒汽车公司（Chryler）采用 10.4kbps 可变 规程的类似版本，在单根线的总线上通信；福特汽车公司（FORD）采用 46.1kbps 的 PWM 行，在双线的差分总线上通信。
J1850 也是采用载波传感、多路存取/碰撞分辨的仲裁规程。当多个节点同时发送数据时，优先级低的节点重新发送，优先级高的节点信息则连续传送至其目的地。J1850 的速率远低于 CAN，目前部分北美的发动机和变速器系统使用了速率更高的 CAN 进行通讯，但美国大量的检测工具都是按照信号前置及驱动电路
单片计算机
CAN 接口控制器
信号前置及驱动电路
单片计算机
CAN 接口控制器
CAN 接口控制器
中央监控计算机
数据传输终端 数据传输终端
控制单元 1 控制单元 2
控制单元 3
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美国加州空气资源委员会和环境保护局（EPA）规定基于 J1850 的，这就需要有一个网关将 J1850 的检测工具接入 CAN。因此，SAE 正在调研将测试工具改为 CAN 的可能性。
3.IDB（ITS Data Bus）标准
智能交通系统 ITS（Intelligent Tran sportation System）使汽车运行更加安全、便利，汽车上的电子装备越来越多，包括传输、计算、导航、定位、娱乐和办公设备等。但由于汽车网络的不同，设备制造商不得不制造不同网络标准的产品，以适应不同网络标准的汽车。
ITS Data Bus 结构示意图如图 10.4 所示。
图 10.4 ITS Data Bus 结构示意图
目前，SAE 的 IDB 委员会已拟定部分 IDB 的大纲协定，其中对传输速率在 1.6 Mbps 和 10 Mbps
时，IDB 能否传输视频、声音等冗长信息问题仍处于讨论中。
10.1.4 传输介质
汽车网络可用的传输介质主要有同轴电缆、双绞线、光纤电缆和无线电。光纤电缆以其抗电磁干扰、信号传输速度快和音频响应好的优点，将逐渐取代传统的同轴电缆和双绞线。
特别值得一提的是短程无线通讯标准——蓝牙（Bluetooth）技术在汽车应用中的实现，使汽车网络更加丰富多彩。
2000 年 12 月,日本矢岐总业公司展示了使用蓝牙技术控制汽车内部的样车.该样车配备蓝牙接口的网关设备连接到汽车内部网络 CAN 上,通过汽车外部的笔记本电脑实施开关车门车窗等,还将通过蓝牙手机实现这些功能。
汽车系统集成商 Kvaser 公司,将在汽车应用的互联协议研发项目中采用 CAN 和蓝牙产品。 目前，
很多轿车采用了车内 CAN/Bluetooth 系统。
10.1.5 开发语言及操作系统
在使用 8 位和 16 位处理器时，开发人员主要使用汇编语言。随着开发周期的缩短要求及复杂性车载
系统
网关
（防火墙）
IDB 设备 1
IDB 设备 2
车载系统总线 ITS Data Bus
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的提高，高级语言被逐步使用，使用高级语言编写可重复使用模块的工作比较容易。开发语言使用的趋势朝着 C 语言发展，但在关键的定时情况还要使用汇编语言。
在操作系统方面，欧洲汽车制造商规定 OSEK 标准为汽车控制器开发公共平台的应用编程接口，
OSEK 是德缩写，意思是“汽车电子开放系统和通信接口” 。该接口包括实时操作系统（OS）,通信系统（COM）,网络管理系统（NM）和功能库。OSEK 是与元器件产品融为一体的，元器件必须有兼容性。
摩托罗拉公司提供了较全面的 OSEK 器件产品，还为 Window NT 提供了 OSEK OS 及 OSEK 编程器，可以使应用程序开发独立于目标软件，大大缩短开发周期。此外，多家公司如：Wind River
Systems、Accelerated te chnology 以及 Integrate d Systems 等也推出了 OSEK 兼容操作 系统。目前，汽车在推出之前，制造商已经可以对汽车的所有功能进行仿真，不久，将可以对汽车的运行情况进行仿真。
QNX Software 公司的实时操作系统（RTOS）可针对车内的路况引导系统，对实时全球定位系统
（GPS）信息与交通图西安市和音频命令进行协调。
2002 年 4 月份在中国上市的雪铁龙 C5 装备了雪铁龙与微软共同开发的车载电脑系统——Xsara
Windows CE，可以实现语音分析识 别、自动照明系统、电子泊车辅助 装置以及多功能信息系统等多种新的强大功能。
此外，IBM 公司将在该公司开发的汽车软件里面加入移动客户服务器结构和嵌入 Java 系统。
当今的汽车技术正在高速发展，汽车制造商、汽车配件制造商、汽车芯片以及软件商的技术发展都在推动着汽车技术的快步前进。汽车系统电子化、模块化、信息化和网络化的发展趋势，将使汽车的安全性和各项功能得到进一步的提高，生产成本将回进一步下降。
10.2 CAN 数据传输系统原理
10.2.１ CAN 总线概述
CAN 是 Controller Area Network(控制器局域网络 )的英文缩写。 CAN 是国际上应用最为广泛的现场总线之一。 CAN 这种新技术应用到汽车工业中，最初出现在 20 世纪 80 年代末由德国的博世
BOSCH 公司设计。当时由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是依靠电子控制装置进行控制的，这就使得电子控制装置之间的通信越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。这样就会导致电控单元的针脚数增加、线路复杂、故障率增多以及维修困难。为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通信，减少不断增加的信号线,CAN 被用来作为汽车电子控制装置之间的信息交换，使车上的各个电脑都能进行数据交流，形成车载网络系统。汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两
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条导线就称作数据总线，亦称 BUS 线，如图 10.5 所示。 CAN 数据总线可以比作公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客,CAN 数据总线可以传输大量的数据信息。我们把这种在同一通道或线路上同时传输多条信息称为多路传输。事实上数据传输是依次传输的，但是传输速度非常快，似乎就是同时传输的。由于汽车常规线路系统各单元或传感器之间每项信息通过独立的数据线进行交换，而多路传输系统的 ECU 之间所有信息都通过两根数据线进行交换,所以多路传输所用导线比常规线路系统所用导线少得多，并且多路传输系统可以通过两（或一）根数据总线执行多个指令，因此可以增加许多功能。
电子计算机网络用“电子语言”来“说话”,各电控单元必须使用和解读相同的“电子语言”,
这种语言称,协议,。汽车电脑网络常见的传输协议有数种。新奔驰、宝马车装用博世公司产品，数据总线采用 CAN 协议，这个协议是由福特,Internet 与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。
图 10.5 CAN 总线
10.2.2 CAN 总线的特点及组成
1.CAN 总线的特点
数据总线与其模块部件组合在一起成为数据传输系统,CAN 数据传输系统的优点是,
（ 1）将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。
（ 2）电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。
（ 3）如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。
（ 4）各电控单元的监测对所连接的 CAN 总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。
（ 5） CAN 数据总线符合国际标准，便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。
2.CAN 总线的组成
CAN 数据总线由一个控制器、一个收发器、两个数据传输终端以及两条数据传输线组成。除数
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据传输线以外，其他元件都位于控制单元内部。
（ 1） 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 控制器也接收由收发器传来的数据,对这些数据进行处理并将其传给控制单元中的微处理器。
（ 2） CAN 收发器将 CAN 控制器传来的数据转化为电信号并将其送入数据传输线。 它也为 CAN
控制器接收和转发数据。
（ 3）数据传输终端实际上是一个电阻器，其作用是避免数据在数据传输线终端被反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。
（ 4）数据传输线是用以传输数据的双向数据线，分为 CAN 高位 (CAN-high)和低位 (CAN—low)
数据线。数据设有指定接收器，数据通过数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收后进行计算。
为了防止外界电磁波干扰和向外辐射,CAN 总线采用两条线缠绕在一起，如图 10.6 所示。两线条上的电位是相反的，如果一条线的电压是 5 V，另一条线就是 0 V，两条线的电压和总等于常值。通过这种办法,CAN 总线得到保护而免受外界电磁场干扰，同时 CAN 总线向外辐射也保持中性，即无辐射。
图 10.6 CAN 数据传输线（双绞线）
10.2.3 CAN 数据总线的传输过程
CAN 数据总线的传输过程如图 10.7 所示。
（ 1）提供数据：控制单元向 CAN 控制器提供数据用于传输。
（ 2） 发送数据,CAN 收发器从 CAN 控制器处接收数据，并将其转化为二进制电信号发送出去。这些数据以数据列的形式进行传输，数据列是由一长串二进制（高电平与低电平）数字组成。
（ 3）接收数据,CAN 网络系统所有的控制单元的收发器都接收数据。
（ 4）检验数据：控制单元对接收到的数据进行检测，看此数据是否是其功能所需要。
（ 5）认可数据：如果接收到的数据是有用的，将被认可及处理，反之将其忽略。
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图 10.7 数据的传输过程
10.3 大众车系单片机局域网络介绍
一汽大众生产的宝来（ BORA）轿车在动力传动系统和舒适系统中装用了两套 CAN 数据传输系统，如图 10.8 所示。
图 10.8 宝来轿车 CAN 结构
10.3.1 宝来动力 CAN 数据传输系统
1.动力 CAN 数据传输系统的组成
动力 CAN 数据总线连接 3 块电脑，它们是发动机,ABS/EDL 及自动变速器电脑 (动力 CAN 数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑 )。总线可以同时传递 10 组数据，发动机电脑 5 组,ABS/EDL 电脑 3 组和自动变速器电脑 2 组。数据总线以 500 Kbit/s 速率传递数据，每
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一数据组传递大约需要 0.25 ms，每一电控单元 7～ 20 ms 发送一次数据。宝来动力 CAN 数据传输系统如图 10.9 所示。
在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便及时利用数据，所以需要一个高性能的发送器，高速发送器会加快点火系统间的数据传递，这样使接收到的数据立即应用到下一个点火脉冲中去。 CAN 数据总线连接点通常置于控制单元外部的线束中，在特殊情况下，连接点也可能设在发动机电控单元内部。
图 10.9 宝来动力 CAN 数据传输系统
2.大众 CAN 数据传输的优先权
如果两个或多个控制单元想同时发出其数据列，则存在一个优先权的问题。为了保证重点，优先级较高的数据列先传输（由控制单元的程序设置好的） 。动力 CAN 数据传输的优先权顺序为
ABS/EDL 电控单元、发动机电控单元,自动变速器电控单元，参见表 10.1 所示。
表 10.1 大众 CAN 数据传输的优先权
3.大众 CAN 数据传输系统的故障码查询
使用 VAG1551,VAG1552 或 VAS5051 电脑诊断仪，分别进入 01,02,03 地址码，对发动机、
优先权 控制单元 传递信息
1 ABS/EDL 控制电脑
发动机制动
巡迹控制要求
2 发动机电脑数据 1
发动机转速
节气门位置
强制降挡
3 发动机电脑数据 2
水温
车速
4 自动变速器电脑
挡位
变速器是否处于紧急运转
行驶范围改变
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ABS/EDL 和自动变速器电控单元进行自诊断,再进入功能码 02 查询三个电控单元是否存储 CAN 数据传输故障码。
举例：宝来 1.8T 车 AUM 发动机控制单元 CAN 数据传输故障码
① SAE 码 P1626,VA G 码 18034——数据总线缺少来自自动变速器控制单元的信息。
② SAE 码 P1636,VA G 码 18004——数据总线缺少来自安全气囊控制单元的信息。
③ SAE 码 P1648,VA G 码 18056——数据总线损坏。
④ SAE 码 P1649,VA G 码 18057——数据总线缺少来自 ABS/EDL 控制单元的信息。
⑤ SAE 码 P1650,VA G 码 18058——数据总线缺少来自组合仪表控制单元的信息。
⑥ SAE 码 P1682,VA G 码 18090——数据总线中来自 ABS/EDL 控制单元的信号不可靠。
⑦ SAE 码 P1683,VA G 码 18091——数据总线中来自安全气囊控制单元的信号不可靠。
⑧ SAE 码 P1683,VA G 码 18261——数据总线中来自 ABS/EDL 控制单元的信号不可靠。
4.大众 CAN 数据传输系统的故障诊断
当查询出 CAN 数据总线有故障码时，应该对该系统进行诊断。需要使用的工具和仪表有检测盒
VAG1598/31、万用表 VAG1526、成套辅助接线 VAG1594 和电路图。关闭点火开关，拔下发动机电控单元插头，将检测盒 VAG1598/31 插到电控单元上，此时不要连接线束插头。使用万用表测量 58
针与 60 针之间的电阻，这是数据传输终端的电阻，规定值为 60— 72 欧姆，如不符合规定应更换发动机电控单元，如果符合规定应按照电路图测量数据总线的故障点。
10.3.1 宝来舒适 CAN 数据传输系统
1.舒适 CAN 数据传输系统的组成
舒适 CAN 数据总线连接五块控制单元，包括中央控制单元及四个车门的控制单元。舒适 CAN
数据传递有五个功能：中央门锁、电动窗、照明开关、后视镜加热及自诊断功能。控制单元的各条传输线以星状形成汇聚一点，这样做的好处是，如果一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。该系统使经过车门的导线数量减少，线路简单。如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路,CAN 系统会立即转入应急模式运行或转为单线模式运行。四个车门控制单元都是由中央控制单元控制，只需要较少的自诊断线。
车身数据总线以 62.5 k bit/s 速率传递数据,每一组数据传递大约需要 1 ms,每个电控单元 20 ms
发送一次数据，如图 10.10 所示。舒适 CAN 数据传输的优先权顺序为：中央控制单元、驾驶员侧车门控制单元、前排乘客侧车门控制单元、左后车门控制单元、右后车门控制单元。由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递，所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能低。
2.舒适 CAN 数据传输系统故障码查询
使用 VAG1551,VAG1552 或 VAS5051 电脑诊断仪，进入地址码 46，对舒适系统控制单元进行
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自诊断，再进入功能码 02 查询舒适系统中央控制单元是否存储故障码。
举例：宝来舒适系统中央控制单元 CAN 数据传输故障码
① VA G 码 01328——舒适系统数据总线或控制单元存在故障。
② VA G 码 01329——舒适系统数据总线处于紧急模式。
图 10.10 电控单元发送数据的时间间隔
3.舒适 CAN 数据传输系统故障诊断
按电路图使用万用表测量数据总线的故障点。如果没有查出故障，先清除故障码，再拔下所有车门的插头后并依次插好恢复原状，同时读取数据块 012 组的显区 1，视情况更换某一个电控单元后再检查。
10.4 宝马 CAN 技术介绍
10.4.1 宝马（BMW E38/E39） BUS 网络总线结构
宝马汽车采用全车 BMW 传输网络,分为 D-BUS（诊断 TXD,TXDII）,K-BUS,I-BUS,P-BUS、
M-BUS 等传输网络，仪表电脑为 D-BUS,K-BUS,I-BUS 网络服务器。 2002 年新生产 BMW 745I
（ E65）采用光纤网络。
D-BUS：诊断 BUS 网络，连接诊断电脑、诊断座及发动机变速箱,ABS/ASC/DSC 电脑、仪表板、防盗 EWS、气囊电脑。
K-BUS：连接仪表、空调车身电脑。
I-BUS：连接仪表、多功能方向盘、收音机、信息显示 MID、放大器、电话、电视,Command
管理中心等。
P-BUS：车身 BUS 网络,GM（车身电脑）连接 K-BUS 及左前门电脑、右前门电脑、座椅电脑、
天窗电脑、遥控接收器等。
M-BUS：空调电脑与风门分配马达连接 BUS 线路。
10.4.２ 宝马（BMW E38/E39） BUS 网络总线故障检查
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1.宝马 CAN 故障现象具有下列特征,
断路：总线上无电压。
对正极短接：总线上无电压变化，总线电压 U=U 蓄电池电压。
对地短接：总线上无电压变化，总线电压 U=0V
原因可能为,
①导线中断；
②导线局部磨损；
③插头连接损坏、触头损坏、污垢、锈蚀；
④控制单元损坏；
⑤控制单元供电故障；
⑥导线烧毁。
图 10.11 BMW E38/E39 BUS 网络结构
2.检查干扰总线系统的控制单元
该故障原因可能由于软件引起。
症状：由电码干扰而导致的功能无法执行或功能异常。
措施：确定干扰总线系统的控制单元。
（ 1）依次取下每根总线上连接的控制单元保险丝。
（ 2）每脱开一个控制单元后，重复总线测试。
（ 3）如果在脱开某个控制单元后数据传送恢复正常，表明该控制单元干扰了数据交换。
（ 4）可更新相关的控制单元。
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小结
在汽车内部采用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。目前主要的汽车网络互连规范有德国 BOSCH 最早开发推出的欧洲规范 CAN、美国汽车工程师协会（SAE）开发的美国规范 J1850。其他的总线类型（如；VAN、TTP 等）在汽车内部网络也有使用，不过 CAN 和 J1850 基本上已经成为事实上的标准。IDB（ITS data bus）为汽车网络拓展提供了标准。 CAN 是 Controller Area Network(控制器局域网络 )的英文缩写，是国际上应用最为广泛的现场总线之一。 CAN 数据总线由一个控制器、一个收发器、两个数据传输终端以及两条数据传输线组成。 CAN 数据传输系统将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递；电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间；仅需软件升级系统就可以增加新的功能； 各电控单元的监测对所连接的 CAN 总线进行实时监测,如出现故障该电控单元会存储故障码。
CAN 数据总线符合国际标准，便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。举例介绍了宝来动力 CAN 数据传输系统、宝来舒适 CAN 数据传输系统、宝马 CAN 技术。
习题
10.1 汽车网络互连标准有哪些？
10.2 汽车网络可用的传输介质有哪些？
10.3 CAN 总线有哪些特点？
10.4 CAN 总线的组成有哪些？试说明 CAN 总线的传输原理。
10.5 宝来（BORA）轿车动力 CAN 数据传输系统的组成有哪些？
10.6 宝来（BORA）轿车舒适 CAN 数据传输系统的组成有哪些？
第10章目录
第 10 章 CAN-BUS 汽车多路信息传输系统,...................................................................................................- 2 -
10.1 汽车车载电脑网络系统概述,.............................................................................................................,- 2 -
10.1.1 汽车电子网络结构,...................................................................................................................- 2 -
10.1.2 微处理器（MCU 或 CPU）,.........................................................................................................- 4 -
10.1.3 汽车网络互连标准,...................................................................................................................- 4 -
10.1.4 传输介质,...................................................................................................................................- 6 -
10.1.5 开发语言及操作系统,...............................................................................................................- 6 -
10.2 CAN 数据传输系统原理,....................................................................................................................,- 7 -
10.2.１ CAN 总线概述,..........................................................................................................................- 7 -
10.2.2 CAN 总线的特点及组成,............................................................................................................- 8 -
10.2.3 CAN 数据总线的传输过程,.........................................................................................................- 9 -
10.3 大众车系单片机局域网络介绍,.....................................................................................................,- 10 -
10.3.1 宝来动力 CAN 数据传输系统,..................................................................................................- 10 -
10.3.1 宝来舒适 CAN 数据传输系统,..................................................................................................- 12 -
10.4 宝马 CAN 技术介绍,.........................................................................................................................,- 13 -
10.4.1 宝马（BMW E 38/E39） BUS 网络总线结构,...........................................................................- 13 -
10.4.２ 宝马（BMW E38/E 39） BUS 网络总线故障检查,.................................................................- 13 -
小结,............................................................................................................................................................,- 15 -
习题,............................................................................................................................................................,- 15 -
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第 10 章 CAN-BUS 汽车多路信息传输系统
☆知识点
1.CAN 总线的特点、组成和传输原理
2.大众车系单片机局域网络简介
3,宝马 CAN 技术简介
★要求
掌握
1,CAN 总线的特点、组成
2,大众车系（宝来）单片机局域网络的组成和特点
了解
1,CAN 总线的传输原理
2,宝马 CAN 总线的测试
10.1 汽车车载电脑网络系统概述
随着汽车技术的发展，在汽车上采用的计算机微处理芯片数量越来越多，多个处理器之间相互连接、协调工作并共享信息构成了汽车车载电脑网络系统（图 10.1） 。
图 10.1 典型的网络结构
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
10.1.1 汽车电子网络结构
在汽车内部采用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体
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可靠性的目的。通常的汽车网络结构采用多条不同速率的总线分别连接不同类型的节点，并使用网关服务器来实现整车的信息共享和网络管理，如图 10.2 所示。
图 10.2 汽车电子网络结构
车身系统的控制单元多为低速马达和开关量器件，对实时性要求低而数量众多。使用低速的总线连接这些电控单元。将这部分电控单元与汽车的驱动系统分开，有利于保证驱动系统通信的实时性。此外，采用低速总线还可增加传输距离、提高抗干扰能力以及降低硬件成本。
动力与传动系统的受控对象直接关系汽车的行驶状态，对通讯实时性有较高的要求。因此使用高速的总线连接动力与传动系统。传感器组的各种状态信息可以广播的形式在高速总线上发布，各节点可以在同一时刻根据自己的需要获取信息。这种方式最大限度地提高了通信的实时性。
故障诊断系统是将车用诊断系统在通信网络上加以实现。
信息与车载媒体系统对于通讯速率的要求更高，一般在 2 Mb/s 以上。采用新型的多媒体总线连接车载媒体。这些新型的多媒体总线往往是基于光纤通信的，从而可以充足保证带宽。
网关是电动汽车内部通信的核心，通过它可以实现各条总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。
收音机
车载电话
CD 播放
电视模块
导航系统
发动机管理系统
自动变速器
ABS+ASC
牵引控制系统
仪表板网关
子系统
动力系统
开关面板
车门模块
门锁
电动窗
后视镜
车灯系统
诊断
车身系统 娱乐及媒体系统
控制面板
座椅模块
传感器
位置电机
气囊控制
空调控制
控制面板
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随着新技术的不断发展，在未来的汽车网络中，还将会有专门用于气囊的安全总线系统，以及
X-by-Wire 系统。
10.1.2 微处理器（MCU 或 CPU）
从 1975 年摩托罗拉公司为 GM 生产第一个微处理器 68009 应用在 1978 年 Cadillac 汽车上计程）
开始到目前，汽车上的微处理器类型已经逐渐由 8 位、16 位发展到 32 位，CPU 的结构也由 RISC 逐渐取代 CISC，最近推出了 16/32 位 RISC 微控制器的 M.Core TM 平台。
最近各汽车公司推出的新车型，多数都采用了可编程（FLASH）的 32 位芯片。IBM 和 INTEL 宣布合作开发的车载计算机平台将采用奔腾 MMX 处理器，控制功能由简单的计程向复杂的高端应用领域拓展。
10.1.3 汽车网络互连标准
为了解决信息共享、减少布线问题以及满足政府排放法规要求，汽车制造商和相关组织开发了汽车网络，目前主要的汽车网络互连规范有德国 BOSCH 最早开发推出的欧洲规范 CAN 和美国汽车工程师协会（SAE）开发的美国规范 J1850。其他的总线类型（如；VAN、TTP 等）在汽车内部网络也有使用，不过 CAN 和 J1850 基本上已经成为事实上的标准。IDB（ITS data bus）为汽车网络拓展提供了标准。
1.CAN 标准
控制器局域网 CAN（Controller Area Network）是由德国 B OSCH 公司于 1986 年提出并推广应用的，按照 ISO 的有关部门规定，CAN 拓扑结构为总线式，所以也称 CAN 总线。最初为 CAN 总线 1.0
版，1990 年推出 CAN 总线 1.2 修订版，1991 年推出 CAN 总线 2.0 版。目前,CAN 总线不但已经成为汽车总线的主要互连规范,而且被公认为最有前途的几种工业现场总线之一，已由 ISO TC22 技术委员会批准为国际标准,是唯一被批准为国际标准的现场总线。 1993 年国际 CAN 用户及制造商组织 （简称 CIA）在欧洲成立，主要作用是解决 CAN 总线实际应用中的问题，提供 CAN 产品及其开发工具，
推广 CAN 总西南的应用。CAN 总线的典型结构如图 10.3 所示。
CAN 采用多主工作方式，节点之间不分主从，节点之间有优先级之分。通信方式灵活，可实现点对点、一点对多点及广播式传输数据，无须调度。
CAN 采用非破坏性总线仲裁技术，优先级发送，可大大节省总线冲突仲裁时间，在重负荷下表现出良好的性能。
CAN 采用短帧结构传输，每帧有效字节为 8 个，传输时间短，受干扰的概率低，并且每帧信息
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都有 CRC 校验和其他校验措施，数据出错率极低。当节点发生严重错误时，具有自动关闭功能，但总线上的其他节点不受影响。
CAN2.0 B 规范 CAN 总线最大通讯速率可以达到 1Mbps。
图 10.3 CAN 总线的典型结构
目前，汽车上主要有 2 条 CAN 总线，即低速（L）与高速（H）CAN 总线，L 线路工作在 125kbps
以内，主要控制车身及舒适系统（中央门锁、车窗、天窗、收音机、座椅、安全气囊和综合显示仪表等） ；H 线路工作在 125kbps 以上，主要控制动力系统（发动机、自动变速器、制动系统以及防侧滑系统等）,随着汽车技术的发展，总线的数量会越来越多，功能越来越强大。
大众公司（VW）近年来已经由 A—BUS（最高速率为 500kbps）转向 CAN 总线。
亚洲汽车厂商的汽车网络尽管没有自己开发的规范，但多数厂商的汽车网络规范选择了 CAN，
在中国 CAN 也占多数。国内像奥迪 A6、帕萨特 B5、波罗、宝来、奇瑞 A5 都采用 CAN 数据总线。
2.J1850 标准
J1850 是美国汽车的车内联网标准，包含了两个不兼容的规程。通用汽车公司（GM）和克莱斯勒汽车公司（Chryler）采用 10.4kbps 可变 规程的类似版本，在单根线的总线上通信；福特汽车公司（FORD）采用 46.1kbps 的 PWM 行，在双线的差分总线上通信。
J1850 也是采用载波传感、多路存取/碰撞分辨的仲裁规程。当多个节点同时发送数据时，优先级低的节点重新发送，优先级高的节点信息则连续传送至其目的地。J1850 的速率远低于 CAN，目前部分北美的发动机和变速器系统使用了速率更高的 CAN 进行通讯，但美国大量的检测工具都是按照信号前置及驱动电路
单片计算机
CAN 接口控制器
信号前置及驱动电路
单片计算机
CAN 接口控制器
CAN 接口控制器
中央监控计算机
数据传输终端 数据传输终端
控制单元 1 控制单元 2
控制单元 3
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美国加州空气资源委员会和环境保护局（EPA）规定基于 J1850 的，这就需要有一个网关将 J1850 的检测工具接入 CAN。因此，SAE 正在调研将测试工具改为 CAN 的可能性。
3.IDB（ITS Data Bus）标准
智能交通系统 ITS（Intelligent Tran sportation System）使汽车运行更加安全、便利，汽车上的电子装备越来越多，包括传输、计算、导航、定位、娱乐和办公设备等。但由于汽车网络的不同，设备制造商不得不制造不同网络标准的产品，以适应不同网络标准的汽车。
ITS Data Bus 结构示意图如图 10.4 所示。
图 10.4 ITS Data Bus 结构示意图
目前，SAE 的 IDB 委员会已拟定部分 IDB 的大纲协定，其中对传输速率在 1.6 Mbps 和 10 Mbps
时，IDB 能否传输视频、声音等冗长信息问题仍处于讨论中。
10.1.4 传输介质
汽车网络可用的传输介质主要有同轴电缆、双绞线、光纤电缆和无线电。光纤电缆以其抗电磁干扰、信号传输速度快和音频响应好的优点，将逐渐取代传统的同轴电缆和双绞线。
特别值得一提的是短程无线通讯标准——蓝牙（Bluetooth）技术在汽车应用中的实现，使汽车网络更加丰富多彩。
2000 年 12 月,日本矢岐总业公司展示了使用蓝牙技术控制汽车内部的样车.该样车配备蓝牙接口的网关设备连接到汽车内部网络 CAN 上,通过汽车外部的笔记本电脑实施开关车门车窗等,还将通过蓝牙手机实现这些功能。
汽车系统集成商 Kvaser 公司,将在汽车应用的互联协议研发项目中采用 CAN 和蓝牙产品。 目前，
很多轿车采用了车内 CAN/Bluetooth 系统。
10.1.5 开发语言及操作系统
在使用 8 位和 16 位处理器时，开发人员主要使用汇编语言。随着开发周期的缩短要求及复杂性车载
系统
网关
（防火墙）
IDB 设备 1
IDB 设备 2
车载系统总线 ITS Data Bus
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的提高，高级语言被逐步使用，使用高级语言编写可重复使用模块的工作比较容易。开发语言使用的趋势朝着 C 语言发展，但在关键的定时情况还要使用汇编语言。
在操作系统方面，欧洲汽车制造商规定 OSEK 标准为汽车控制器开发公共平台的应用编程接口，
OSEK 是德缩写，意思是“汽车电子开放系统和通信接口” 。该接口包括实时操作系统（OS）,通信系统（COM）,网络管理系统（NM）和功能库。OSEK 是与元器件产品融为一体的，元器件必须有兼容性。
摩托罗拉公司提供了较全面的 OSEK 器件产品，还为 Window NT 提供了 OSEK OS 及 OSEK 编程器，可以使应用程序开发独立于目标软件，大大缩短开发周期。此外，多家公司如：Wind River
Systems、Accelerated te chnology 以及 Integrate d Systems 等也推出了 OSEK 兼容操作 系统。目前，汽车在推出之前，制造商已经可以对汽车的所有功能进行仿真，不久，将可以对汽车的运行情况进行仿真。
QNX Software 公司的实时操作系统（RTOS）可针对车内的路况引导系统，对实时全球定位系统
（GPS）信息与交通图西安市和音频命令进行协调。
2002 年 4 月份在中国上市的雪铁龙 C5 装备了雪铁龙与微软共同开发的车载电脑系统——Xsara
Windows CE，可以实现语音分析识 别、自动照明系统、电子泊车辅助 装置以及多功能信息系统等多种新的强大功能。
此外，IBM 公司将在该公司开发的汽车软件里面加入移动客户服务器结构和嵌入 Java 系统。
当今的汽车技术正在高速发展，汽车制造商、汽车配件制造商、汽车芯片以及软件商的技术发展都在推动着汽车技术的快步前进。汽车系统电子化、模块化、信息化和网络化的发展趋势，将使汽车的安全性和各项功能得到进一步的提高，生产成本将回进一步下降。
10.2 CAN 数据传输系统原理
10.2.１ CAN 总线概述
CAN 是 Controller Area Network(控制器局域网络 )的英文缩写。 CAN 是国际上应用最为广泛的现场总线之一。 CAN 这种新技术应用到汽车工业中，最初出现在 20 世纪 80 年代末由德国的博世
BOSCH 公司设计。当时由于消费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是依靠电子控制装置进行控制的，这就使得电子控制装置之间的通信越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。这样就会导致电控单元的针脚数增加、线路复杂、故障率增多以及维修困难。为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通信，减少不断增加的信号线,CAN 被用来作为汽车电子控制装置之间的信息交换，使车上的各个电脑都能进行数据交流，形成车载网络系统。汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每块电控单元都只需引出两条线共同接在两个节点上，这两
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条导线就称作数据总线，亦称 BUS 线，如图 10.5 所示。 CAN 数据总线可以比作公共汽车，公共汽车可以运输大量乘客,CAN 数据总线可以传输大量的数据信息。我们把这种在同一通道或线路上同时传输多条信息称为多路传输。事实上数据传输是依次传输的，但是传输速度非常快，似乎就是同时传输的。由于汽车常规线路系统各单元或传感器之间每项信息通过独立的数据线进行交换，而多路传输系统的 ECU 之间所有信息都通过两根数据线进行交换,所以多路传输所用导线比常规线路系统所用导线少得多，并且多路传输系统可以通过两（或一）根数据总线执行多个指令，因此可以增加许多功能。
电子计算机网络用“电子语言”来“说话”,各电控单元必须使用和解读相同的“电子语言”,
这种语言称,协议,。汽车电脑网络常见的传输协议有数种。新奔驰、宝马车装用博世公司产品，数据总线采用 CAN 协议，这个协议是由福特,Internet 与博世公司共同开发的高速汽车通信协议。
图 10.5 CAN 总线
10.2.2 CAN 总线的特点及组成
1.CAN 总线的特点
数据总线与其模块部件组合在一起成为数据传输系统,CAN 数据传输系统的优点是,
（ 1）将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。
（ 2）电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。
（ 3）如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。
（ 4）各电控单元的监测对所连接的 CAN 总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。
（ 5） CAN 数据总线符合国际标准，便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。
2.CAN 总线的组成
CAN 数据总线由一个控制器、一个收发器、两个数据传输终端以及两条数据传输线组成。除数
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据传输线以外，其他元件都位于控制单元内部。
（ 1） 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 控制器也接收由收发器传来的数据,对这些数据进行处理并将其传给控制单元中的微处理器。
（ 2） CAN 收发器将 CAN 控制器传来的数据转化为电信号并将其送入数据传输线。 它也为 CAN
控制器接收和转发数据。
（ 3）数据传输终端实际上是一个电阻器，其作用是避免数据在数据传输线终端被反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。
（ 4）数据传输线是用以传输数据的双向数据线，分为 CAN 高位 (CAN-high)和低位 (CAN—low)
数据线。数据设有指定接收器，数据通过数据总线发送给各控制单元，各控制单元接收后进行计算。
为了防止外界电磁波干扰和向外辐射,CAN 总线采用两条线缠绕在一起，如图 10.6 所示。两线条上的电位是相反的，如果一条线的电压是 5 V，另一条线就是 0 V，两条线的电压和总等于常值。通过这种办法,CAN 总线得到保护而免受外界电磁场干扰，同时 CAN 总线向外辐射也保持中性，即无辐射。
图 10.6 CAN 数据传输线（双绞线）
10.2.3 CAN 数据总线的传输过程
CAN 数据总线的传输过程如图 10.7 所示。
（ 1）提供数据：控制单元向 CAN 控制器提供数据用于传输。
（ 2） 发送数据,CAN 收发器从 CAN 控制器处接收数据，并将其转化为二进制电信号发送出去。这些数据以数据列的形式进行传输，数据列是由一长串二进制（高电平与低电平）数字组成。
（ 3）接收数据,CAN 网络系统所有的控制单元的收发器都接收数据。
（ 4）检验数据：控制单元对接收到的数据进行检测，看此数据是否是其功能所需要。
（ 5）认可数据：如果接收到的数据是有用的，将被认可及处理，反之将其忽略。
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图 10.7 数据的传输过程
10.3 大众车系单片机局域网络介绍
一汽大众生产的宝来（ BORA）轿车在动力传动系统和舒适系统中装用了两套 CAN 数据传输系统，如图 10.8 所示。
图 10.8 宝来轿车 CAN 结构
10.3.1 宝来动力 CAN 数据传输系统
1.动力 CAN 数据传输系统的组成
动力 CAN 数据总线连接 3 块电脑，它们是发动机,ABS/EDL 及自动变速器电脑 (动力 CAN 数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑 )。总线可以同时传递 10 组数据，发动机电脑 5 组,ABS/EDL 电脑 3 组和自动变速器电脑 2 组。数据总线以 500 Kbit/s 速率传递数据，每
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一数据组传递大约需要 0.25 ms，每一电控单元 7～ 20 ms 发送一次数据。宝来动力 CAN 数据传输系统如图 10.9 所示。
在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便及时利用数据，所以需要一个高性能的发送器，高速发送器会加快点火系统间的数据传递，这样使接收到的数据立即应用到下一个点火脉冲中去。 CAN 数据总线连接点通常置于控制单元外部的线束中，在特殊情况下，连接点也可能设在发动机电控单元内部。
图 10.9 宝来动力 CAN 数据传输系统
2.大众 CAN 数据传输的优先权
如果两个或多个控制单元想同时发出其数据列，则存在一个优先权的问题。为了保证重点，优先级较高的数据列先传输（由控制单元的程序设置好的） 。动力 CAN 数据传输的优先权顺序为
ABS/EDL 电控单元、发动机电控单元,自动变速器电控单元，参见表 10.1 所示。
表 10.1 大众 CAN 数据传输的优先权
3.大众 CAN 数据传输系统的故障码查询
使用 VAG1551,VAG1552 或 VAS5051 电脑诊断仪，分别进入 01,02,03 地址码，对发动机、
优先权 控制单元 传递信息
1 ABS/EDL 控制电脑
发动机制动
巡迹控制要求
2 发动机电脑数据 1
发动机转速
节气门位置
强制降挡
3 发动机电脑数据 2
水温
车速
4 自动变速器电脑
挡位
变速器是否处于紧急运转
行驶范围改变
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ABS/EDL 和自动变速器电控单元进行自诊断,再进入功能码 02 查询三个电控单元是否存储 CAN 数据传输故障码。
举例：宝来 1.8T 车 AUM 发动机控制单元 CAN 数据传输故障码
① SAE 码 P1626,VA G 码 18034——数据总线缺少来自自动变速器控制单元的信息。
② SAE 码 P1636,VA G 码 18004——数据总线缺少来自安全气囊控制单元的信息。
③ SAE 码 P1648,VA G 码 18056——数据总线损坏。
④ SAE 码 P1649,VA G 码 18057——数据总线缺少来自 ABS/EDL 控制单元的信息。
⑤ SAE 码 P1650,VA G 码 18058——数据总线缺少来自组合仪表控制单元的信息。
⑥ SAE 码 P1682,VA G 码 18090——数据总线中来自 ABS/EDL 控制单元的信号不可靠。
⑦ SAE 码 P1683,VA G 码 18091——数据总线中来自安全气囊控制单元的信号不可靠。
⑧ SAE 码 P1683,VA G 码 18261——数据总线中来自 ABS/EDL 控制单元的信号不可靠。
4.大众 CAN 数据传输系统的故障诊断
当查询出 CAN 数据总线有故障码时，应该对该系统进行诊断。需要使用的工具和仪表有检测盒
VAG1598/31、万用表 VAG1526、成套辅助接线 VAG1594 和电路图。关闭点火开关，拔下发动机电控单元插头，将检测盒 VAG1598/31 插到电控单元上，此时不要连接线束插头。使用万用表测量 58
针与 60 针之间的电阻，这是数据传输终端的电阻，规定值为 60— 72 欧姆，如不符合规定应更换发动机电控单元，如果符合规定应按照电路图测量数据总线的故障点。
10.3.1 宝来舒适 CAN 数据传输系统
1.舒适 CAN 数据传输系统的组成
舒适 CAN 数据总线连接五块控制单元，包括中央控制单元及四个车门的控制单元。舒适 CAN
数据传递有五个功能：中央门锁、电动窗、照明开关、后视镜加热及自诊断功能。控制单元的各条传输线以星状形成汇聚一点，这样做的好处是，如果一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。该系统使经过车门的导线数量减少，线路简单。如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路,CAN 系统会立即转入应急模式运行或转为单线模式运行。四个车门控制单元都是由中央控制单元控制，只需要较少的自诊断线。
车身数据总线以 62.5 k bit/s 速率传递数据,每一组数据传递大约需要 1 ms,每个电控单元 20 ms
发送一次数据，如图 10.10 所示。舒适 CAN 数据传输的优先权顺序为：中央控制单元、驾驶员侧车门控制单元、前排乘客侧车门控制单元、左后车门控制单元、右后车门控制单元。由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递，所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能低。
2.舒适 CAN 数据传输系统故障码查询
使用 VAG1551,VAG1552 或 VAS5051 电脑诊断仪，进入地址码 46，对舒适系统控制单元进行
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自诊断，再进入功能码 02 查询舒适系统中央控制单元是否存储故障码。
举例：宝来舒适系统中央控制单元 CAN 数据传输故障码
① VA G 码 01328——舒适系统数据总线或控制单元存在故障。
② VA G 码 01329——舒适系统数据总线处于紧急模式。
图 10.10 电控单元发送数据的时间间隔
3.舒适 CAN 数据传输系统故障诊断
按电路图使用万用表测量数据总线的故障点。如果没有查出故障，先清除故障码，再拔下所有车门的插头后并依次插好恢复原状，同时读取数据块 012 组的显区 1，视情况更换某一个电控单元后再检查。
10.4 宝马 CAN 技术介绍
10.4.1 宝马（BMW E38/E39） BUS 网络总线结构
宝马汽车采用全车 BMW 传输网络,分为 D-BUS（诊断 TXD,TXDII）,K-BUS,I-BUS,P-BUS、
M-BUS 等传输网络，仪表电脑为 D-BUS,K-BUS,I-BUS 网络服务器。 2002 年新生产 BMW 745I
（ E65）采用光纤网络。
D-BUS：诊断 BUS 网络，连接诊断电脑、诊断座及发动机变速箱,ABS/ASC/DSC 电脑、仪表板、防盗 EWS、气囊电脑。
K-BUS：连接仪表、空调车身电脑。
I-BUS：连接仪表、多功能方向盘、收音机、信息显示 MID、放大器、电话、电视,Command
管理中心等。
P-BUS：车身 BUS 网络,GM（车身电脑）连接 K-BUS 及左前门电脑、右前门电脑、座椅电脑、
天窗电脑、遥控接收器等。
M-BUS：空调电脑与风门分配马达连接 BUS 线路。
10.4.２ 宝马（BMW E38/E39） BUS 网络总线故障检查
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1.宝马 CAN 故障现象具有下列特征,
断路：总线上无电压。
对正极短接：总线上无电压变化，总线电压 U=U 蓄电池电压。
对地短接：总线上无电压变化，总线电压 U=0V
原因可能为,
①导线中断；
②导线局部磨损；
③插头连接损坏、触头损坏、污垢、锈蚀；
④控制单元损坏；
⑤控制单元供电故障；
⑥导线烧毁。
图 10.11 BMW E38/E39 BUS 网络结构
2.检查干扰总线系统的控制单元
该故障原因可能由于软件引起。
症状：由电码干扰而导致的功能无法执行或功能异常。
措施：确定干扰总线系统的控制单元。
（ 1）依次取下每根总线上连接的控制单元保险丝。
（ 2）每脱开一个控制单元后，重复总线测试。
（ 3）如果在脱开某个控制单元后数据传送恢复正常，表明该控制单元干扰了数据交换。
（ 4）可更新相关的控制单元。
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小结
在汽车内部采用基于总线的网络结构，可以达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。目前主要的汽车网络互连规范有德国 BOSCH 最早开发推出的欧洲规范 CAN、美国汽车工程师协会（SAE）开发的美国规范 J1850。其他的总线类型（如；VAN、TTP 等）在汽车内部网络也有使用，不过 CAN 和 J1850 基本上已经成为事实上的标准。IDB（ITS data bus）为汽车网络拓展提供了标准。 CAN 是 Controller Area Network(控制器局域网络 )的英文缩写，是国际上应用最为广泛的现场总线之一。 CAN 数据总线由一个控制器、一个收发器、两个数据传输终端以及两条数据传输线组成。 CAN 数据传输系统将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递；电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间；仅需软件升级系统就可以增加新的功能； 各电控单元的监测对所连接的 CAN 总线进行实时监测,如出现故障该电控单元会存储故障码。
CAN 数据总线符合国际标准，便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。举例介绍了宝来动力 CAN 数据传输系统、宝来舒适 CAN 数据传输系统、宝马 CAN 技术。
习题
10.1 汽车网络互连标准有哪些？
10.2 汽车网络可用的传输介质有哪些？
10.3 CAN 总线有哪些特点？
10.4 CAN 总线的组成有哪些？试说明 CAN 总线的传输原理。
10.5 宝来（BORA）轿车动力 CAN 数据传输系统的组成有哪些？
10.6 宝来（BORA）轿车舒适 CAN 数据传输系统的组成有哪些？
