大众迈腾轿车CAN总线系统原理与故障检修
总第179期公路与 汽运
H ig h w a y s & Autom otive A p p lica tio n s 21
大众迈腾轿车CAN 总线系统原理与故障检修
关
黎永键，关伟，简浩钧
(广东农工商职业技术学院机电系，广东广州
510507)
摘要：介绍了大众迈腾轿车C A N 总线系统的结构及原理，重点分析了其故障诊断思路及排 除步骤，并对检测专用工具V A S 5053的使用方法进行了说明；以一辆迈腾1.8丁轿车无法起动故 障为例，阐述了故障检修的过程和检测数据，根据检查结果判断故障原因并排除故障。
关键词：汽车；迈腾轿车；C A N 总线；故障诊断；检修
中图分类号：U 472.4
文献标志码：A
文章编号：1671 — 2668(2017)02 — 0021 — 05
CAN (ControllerArea Network ,控制器局域 网）是一种多主总线，支持分布式实时控制通信网
络。当前，C A N 总线技术已广泛应用于汽车电气和 电控系统中，其可靠性高、传输速度快，并具有完善 的故障管理机制。大众系列轿车采用了 C A N 总线 控制系统，如宝来轿车安全舒适C A N 总线连接5 块控制单元（ECU )，其功能包括中央门锁、电动门 窗、照明系统、后视镜加热及故障自诊断；高尔夫轿 车动力C A N 数据总线连接6块控制单元，包括J 一 285仪表、217变速器电脑、J 220发动机电脑、J 104 A BS 、G 85转向柱模块、J 234气囊。
C A N 总线技术对汽车使用和维修具有重要影 响。一方面，C A N 总线技术实现了传感信号共享、 信号快速传输（最快可达1 Mb /s )，线束的减少使整 车线路简化，为维修提供了便利。另一方面，CAN 总线的故障有别于传统的汽车电气系统故障，具有 系统跨度大、迷惑性强的特点，如故障点在底盘部 分，但故障现象可能表现为发动机动力性和经济性 下降、排放性变差、起动困难等，维修人员必须深刻 理解C A N 总线的原理与维修要点，掌握故障维修 方法，才能制订合理的维修方案实施维修作业。该 文主要介绍上海大众迈腾轿车C A N 总线系统原理 及V A S 5053故障诊断仪的使用方法，结合具体维 修案例探讨故障检修方法和要点。
C A N 控制器、C A N 收发器、数据传输线及网关。
(a ) CAN 的整体结构
1迈腾C A N 总线系统结构及原理
1.1迈腾CAN 总线系统整体结构
迈腾轿车C A N 总线的结构见图1，其部件包括 *
(1) C A N 控制器。接收来自C A N 收发器的数
据并进行处理，再传递至控制器内的微处理单元;微 处理单元按事先规定的程序处理输人值，处理结果 存储在相应存储器内，然后传递至各执行元件。
*基金项目：广东农工商职业技术学院2013年度立项课题（x y ZC 1309);中国高等职业教育研究会2015年度立项课题
(zjyjh 2015
—11)
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公路与 汽运2017年3月
(2) C A N 收发器。通过T x 线（发送导线）和 R x 线与C A N 构件相连，起到接收和发送信号的作 用。可接收来自数据传输线的信号并转换成数字信 号发送至C A N 控制器，同时接收C A N 控制器传递 的数据并转化为电信号发送至数据传输线。
(3)
数据传输线。使用双绞线，两条线传输相
同的数据，分别为CAN -High (高速总线）和CAN - Low (低速总线）。数据传输线包括主总线与支线。 主总线是连接主控制模块与各C A N 收发器的双绞 线，其两端各有一个120 n 的终端电阻，位于组合仪 表和E C M 中。支线是连接其他E C U (防滑控制 ECU 、组合仪表、主车身ECU 、空调放大器、中央气 囊传感器总成、E P S E C U 、DLC 3)的双绞线。
(4)
网关。网关具有主控制器的功能。CAN -
H g h 总线与CAN -L o w 总线传输的数据电平电压 不同，且传输速率不一致，网关用于实现两者的数据 转换。同时用于控制动力总线的端子15信号传输 模式、舒适总线的睡眠和唤醒模式。
1.2迈腾CAN 总线分类及数据传输原理1.
2.1 C A N 总线分类及特点
C A N 总线可分成动力C A N 总线、舒适CAN 总线、信息娱乐C A N 总线。
(1)
动力C A N 总线。动力C A N 总线将与动
力传动系统有关的控制单元连接起来形成网络，受
点火开关控制，在点火开关关闭时不工作。它需要
一个高性能的发送器实现尽可能快速的数据传输。
(2) 舒适C A N 总线。舒适C A N 总线将与舒
适系统有关的控制单元的数据传输线连接（采用星
形汇聚于一点的方法）起来形成网络，其优点是总线
内的控制单元可独立发送各自数据。迈腾轿车的4
个车门控制单元由中央控制单元控制，只需较少的 自诊断线。舒适C A N 总线由蓄电池直接供电，不 受点火开关控制，可随时进人工作状态。
(3)
信息娱乐C A N 总线。信息娱乐C A N 总 线将车载娱乐系统、音响和导航系统等模块连接起
来形成网络。
1.2.2 迈腾C A N 总线数据传输原理
C A N 总线上的所有控制单元以并联方式经收 发器与总线连接，各控制单元均有权向总线发送信 息。同一时刻只有一个控制单元向总线发送信息， 传输系统的其他控制单元收发器均能接收到该信 息，并由相应的控制单元判断是否为需要的数据。 迈腾轿车C A N 总线数据传输采用差动电压、信号
放大和信号干扰过滤的方法（见图2)。
3.5 V 2.5 V 1.5 V 0 V
CAN-High 信号
C A N- L o w ■信号
2 |J L S
(a )差动信号
-3.5 V -
2.5 V
2.5 Y
3.5 V -
2.5 V -1.5 V =0 V
=2 V 2 (x s
(b )差动放大器
图2 C A N 总线数据传输示意图
(1) 总线电压的差动信号。差动信号是指
CAN -H igh 与CAN -L o w 的电压之差[见图2 (a )]。 传输过程有静止状态与显性状态两种。静止状态 下，CAN -H igh 线与CAN -L o w 线的电压相同，均为
2.5V ;显性状态下，CAN -H igh 线的电压升高至
3.5
V 左右，CAN -L ow 线则降低至1.5V 左右，其电压
差约为2V 。
(2) 差动信号放大器。用于求出CAN —Hgh
线和CAN —L o w 线的信号电压差，并将转换后的
数据传至控制单元的C A N 收发区[见图2(b )]。
(3) 信号干扰过滤。迈腾轿车C A N 总线的
CAN -H igh 线和CAN -L o w 线采用铰接方法，传输 过程中产生的干扰脉冲有规律地作用在两条线上。 差动信号放大器总是输出CAN -H g h 线与CAN - Low 线的电压差值 ，可有效过滤干扰。
2
迈腾C A N 总线系统故障诊断与检测
2.1专用故障诊断仪VAS 5053简介
图3为大众车系专用检测工具V A S 5053的主 界面。其主要功能为：随车自诊断功能；售后服务日 常工作查询；控制单元的升级编程；电子控制模块开 发过程中的各种应用程序的使用；在售后服务信息 查询系统中作为记事本。
V A S 5053故障诊断仪的使用方法：）选择网 关，即选择进人的总线系统。2)故障诊断。根据故
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图3 VAS 5053的功能界面
障现象进人相应的地址码，其中01表示发动机控制 单元，02表示ABS /E D L 控制单元，03表示自动变 速器控制单元，46表示舒适系统控制单元。选择地 址码后，可查询是否存在故障码。3)选定故障控制 单元的测量数据流，从数据流可看到各部分的测量 值与规定值，判断工作是否正常。
2.2迈腾CAN 总线系统故障检修方法2.2.1 C A N 总线系统的故障诊断流程
C A N 总线的常见故障现象为：且合仪表上的多 个故障警报灯常亮；故障诊断仪V A S 5053不能与 车载电脑通信;起动困难。
对于大众系列轿车，以上故障可通过专用工具 V A S 5053进行故障自诊断。图4为使用V A S 5053 和万用表的故障查寻方法。
2.2.2 C A N 总线系统的波形测量
V A S 5053具有示波器功能，其通道DS 01和 DS 02各有一个红色测量端子（正极）和一个黑色测 量端子（负极），测量时，D S 01的红色测量端子接 CAN — High ，DS 02的红色测量端子接CAN — Low ，两者的黑色测量端子同时搭铁。在界面上可 同时显示CAN —H igh 和CAN —L o w 的信号波形 [见图 5(a )]。
如前所述，在隐性电位时，C A N —H igh 线和
CAN — L o w 线的电压均约为2.5V ，其差值约为零； 在显性电位时，CA N —H ig h 的电压值上升至3.5 V ，CAN — L o w 的电压值下降至1.5V ，两者差值约 为2V 。根据波形显示可判定总线系统故障。
2.2.3 C A N 总线系统的终端电阻测量
可通过万用表在线测量驱动系统C A N 总线的 终端电阻[见图5(b )]，步骤如下：
(1)
拆下蓄电池的正极电缆，等待约5min ，直
到所有电容器充分放电。
(2) 关闭点火开关，将万用表的2个表笔分别 接在CAN —H igh 线和CAN — L ow 线上，测量总线 终端电阻。
(3)
保持点火开关关闭，拔下发动机控制单元
的插接器，测量其终端电阻。然后重新接上发动机 控制单元导线插接器，再将第2个有终端电阻的控 制单元导线插接器拔下，测量其终端电阻。两个终 端电阻属于并联连接，单个终端电阻的电阻值应为 120山总电阻值应为60 n 。
(b )终端电阻测量
图5 C A N 检测示意图
图4
迈腾C A N 总线故障诊断流
程
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公路与 汽运2017年3月
3故障检修实例
一辆2010年产上海大众迈腾1.8T 自动变速器
轿车进厂维修，行驶里程为50 000 km 。发动机型 号为EA 888。车主反映其无法起动。
3.1故障诊断流程
(1)
故障症状确认。进行基本检查，发现车钥
匙处于起动挡时发动机不能起动，且起动机无动作。(2) 利用V A S 5053进行故障自诊断，无故障码显示。
(3) 检查蓄电池，其电压测量值为12.7V ，电压
正常。将点火开关置于起动挡，检测50号电源线的 电压，为零。
()结合电路图查找起动机的工作电压源。从 图6可知，影响起动机工作的主要因素有J 519车载 电源控制单元、E 415钥匙接收开关、623发动机控 制单元、J 393舒适系统控制单元、J 764电子转向柱
锁和P /N 挡信号等。由于起动机的50号线无电 压，
进一步检查起动机继电器J 682,发现在点火开 关处于起动挡时6/85引脚处无电压。考虑到J 682 的电压源为J 519,检测J 519,结果显示T 11/11引脚 处无电压。
SB *
J 519为车载电网控制单元；329为供电继电器；59为X 触点卸荷继电器；682为起动机继电器;T 11为11芯 黑色插头连接；T 11a 为11芯棕色插头连接；T 2C q /1为棕色插头连接；T 2C q /2为黑色插头连接；T 6a f 为6芯插 头连接；B 571为正极连接线（38)，在主导线束中；B 346为正极连接线（75)，在主导线束中；S B 为保险丝架B ;SC 为保险丝架C ;S D 为保险丝架D ;B 319为正极连接线（30a )，在主导线束中。
图6迈腾轿车起动电路图
(5)用V A S 5053检测J 519的数据流，检测结 果见表1。根据表1，输人端15及P /N 开关处于接 通状态，输人端50处于关闭状态，故50端的电压为 零。进一步分析，50端的电源与车钥匙接收控制单 元E 415有关，按图7所示方法检查E 415。用万用 表检查发现T 16f /6、T 16f /14脚没有电，而T 16f /8 脚有电。
表 1 J 519数据流
测量项目结果输人接线端15接通输人接线端50关闭P /N 开关接通输人接地端
关闭
3.2故障原因分析
经过以上检测和分析，故障原因为E 415故障。 由于E 415触点没有正常闭合，导致50电源线不通 电，起动机无法正常工作。
3.3故障排除
更换E 415,发动机可正常起动。反复多次进行 路试，故障现象没有再出现，故障被排除。
4结语
C A N 总线的结构独特，相应地对汽车维修人员
理论知识和操作技能方面的要求较高。维修人员作 为“汽车医生”，必须牢固掌握其结构和工作原理，在 检测与维修过程中遵循由简到繁、由外到内的基本
2017年第2期黎永键，等：大众迈腾轿车C A N总线系统原理与故障检修25
4.0 4.0 6.0 ic i/g e id r o/w s 6.0
r o/w s
6.0
SB* SB* SB*
SB*s w/g e SC40
F189为Tiptronic开关;E415为钥匙接收开关;T16f为16芯插头连接。
图7车钥匙控制单元E415的检测
原则，借助专用故障诊断仪进行基本检查、试验及数 据分析，并参照原厂技术资料判断故障部位，在此基 础上制订合理的维修方案，从而有效提高故障检修 工作效率。
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收稿日期：2016 —10 —25
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《公路与汽运》杂志2017年征订启事
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