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1、第 1 章 车载网络系统基础知识习题答案1按照你的理解，说一说汽车为什么要使用网络系统？答案要点：很多汽车采用了多个电控系统，如果每一个电控系统都独立配置一整套相应的传感器、执行器，势必造成导线、插接件数量的不断增多，使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，线束和插接件的增加使得汽车维修人员对车辆进行故障诊断和维修的难度增加；同时油耗增加，成本提高。为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统也迫切需要输入、输出信号/数据共享。当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，汽车制造商开发设计了新的总线系统，即车载网络系统，把众多的电控单元连成网络，
2、其信号通过数据总线的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。2说明典型车载网络系统的组成。答案要点：通常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。3车载网络系统在汽车上的应用有哪些？答案要点：车载网络系统在汽车上的应用非常多，按照应用系统加以划分的话，车用网络大致可以分为 4 个系统：动力传动系统、车身系统、安全系统、信息系统。4解释 CAN、多路传输、数据总线的含义。答案要点：CAN（Controller Area Network，控制局域网） ，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN 被设计作为汽车环境中的微控制器通信，
3、在车载各电控装置 ECU 之间交换信息，形成汽车电子控制网络。多路传输用 SWS（Smart Wiring System）表示，是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。事实上，数据信息是依次传输的，但速度非常快，似乎就是同时传输的。数据总线是模块间运行数据的通道，即所谓的信息高速公路。数据总线可以实现在一条数据线上传递的信号可以被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。5什么是通信协议？常用的通信协议有哪些？答案要点：通信协议是指通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即指数据在总线上的传输规则。常用的通信协议有：CAN、BASIC CAN、ABWS、
4、VAN、HBCC、PALMENT、DLCS、CCD 等。2 第 2 章 常用车载网络信息传输系统习题答案1简要说明 CAN 数据总线系统的结构和工作原理。答案要点：CAN 数据总线系统由控制器、收发器、两个数据传输终端和两条数据传输线组成。CAN 数据总线系统的工作建立在通信协议的基础上，CAN 通信协议主要描述各控制单元间的信息传递方式。CAN 的模型由数据链路层和物理层组成。各控制单元间的数据传输实际上发生在物理层之间，且各电控单元只通过模型物理层的物理介质互连。CAN 最常用的物理介质是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为 CAN-H 和 CAN-L，即 CAN 的高位数据线和
5、低位数据线。静态时，两线电压均约为 2.5V，此时状态表示为逻辑“1” ，也可叫做“隐性”位；工作时，CAN-H 比 CAN-L 高，表示逻辑“0” ，称为“显性”位。不管信息量的大小，系统内所有的信息都是通过这两条数据线传输的。2简要说明 LIN 系统的结构和工作原理。答案要点： LIN 协议在同一总线上的最大节点数量为16，系统中两个电控单元之间的最大 距离为 40m。LIN 网络一般使用一根单独的铜线作为传输介质。一个 LIN 电控单元拥有一个统一的接口（LIN 标准） ，以便与其他 LIN 电控单元之间进行信息数据处理。这种接口主要由两部分组成：协议控制器和线路接口。一个 LIN 电控
6、单元所使用的传输方式与 CAN 网电控单元所使用的传输方式是相同的，都包括定时传输模式，事件传输模式和混合模式 3 种。3简要说明 VAN 系统的结构和工作原理。答案要点：VAN 数据总线系统协议的研发是出于连接各个复杂通信系统的目的，同时也是为了使简单元件和支线连接成总线，以保证网络传输的节奏。 VAN 数据总线系统的典型结构如图所示。一个 VAN 数据总线系统电控单元拥有一个标准接口（VAN 标准） ，以便于与其他 VAN 数据总线系统电控单元之间进行信息数据处理。这种结构由协议控制器和线路接口两个主要部分组成。VAN 数据总线系统协议是一种只需要中等通信速率的通信协议，适用于车身功能和车
7、辆舒适性功能的管理。4简要说明 LAN 系统的结构和工作原理。3 答案要点：最常见的 LAN 的类型是采用同轴电缆的总线型/树形网络，当然也可以选择采用双绞线、同轴电缆甚至光纤的环形网。LAN 的传输速率为 1Mbit/s20Mbit/s，足以满足大部分的应用要求，并且允许相当多的设备共享网络。LAN 常用的拓扑结构有 3 种：星形、环形、总线型/树形。如丰田公司在汽车上配置了由 5个 ECU 组成的 LAN 系统，在 LAN 系统中采用了通信和驱动器/接收器 IC，并用一根带屏蔽的双绞线电缆作为通信总线，通信总线在车内布成环形，将 5 个 ECU 当作节点与其相连接。5简要说明 MOST 数
8、据总线系统的结构和工作原理。答案要点：MOST 系统是以近于数字电话交换机等使用的 “帧同步传送”技术为基础的，因此，通过简单的硬件就可以实现流动型数据的同步传送，只会产生完全可以预测到的最小限度的滞后。MOST 系统利用一根光纤，最多可以同时传送 15 个频道的 CD 质量的非压缩音频数据。在一个局域网上，最多可以连接 64 个节点（装置） 。从拓扑方式来看，基本上为一个环形拓扑。这种拓扑的优点是在增加节点时，不需要手柄及开关，而且光纤没有集中在某特定装置的附近，可以节省光纤。从实际的装车情况来看，光纤正对着连接各电子设备的网络。此外，MOST 系统采用光纤的另一个优点是：光纤网络不会受到电
9、磁辐射干扰与搭铁环的影响。6汽车为什么要使用蓝牙系统？简要说明车载蓝牙系统的结构和工作原理。答案要点：在过去，移动装置之间的信息交换只能通过导线或红外线技术来实现，这种非标准连接严重限制了移动的范围，且使用也很复杂。Bluetooth（蓝牙）技术可为不同厂家生产的移动装置提供一个标准的无线连接方式。车载蓝牙系统的短距离无线电收发器（发射器和接收器）直接安装在所选用的移动装置内或集成在适配器（如 PC 卡、USB 等）内。蓝牙系统使用 2.45GHz 的波段来进行无线通信，该波段在全世界范围内都是免费的。由于该频率的波长非常短，因此可将天线、控制装置和编码器、整个发送和接收系统等装置集成到蓝牙模
10、块上。7提供一辆装备网络系统的车辆，让学生通过自学认识其使用了哪些车载网络系统？这些系统是怎么进行工作的？答案要点：此题根据教师准备的车辆，参照维修手册进行学习完成。4 第 3 章 大众车系车载网络系统检修习题答案1简述大众车系 CAN 数据总线系统的结构。答案要点：由于汽车不同控制器对 CAN 总线的性能要求不同，因此大众汽车的 CAN 总线系统设定为驱动系统、舒适系统、信息系统、仪表系统、诊断系统这 5 个局域网。2简述驱动系统 CAN 总线和舒适系统 CAN 总线的区别。答案要点：驱动系统 CAN 总线由 15 号线激活，采用双线式数据总线，其传输速率为500kbit/s，所以也称为高速
11、 CAN 总线。驱动系统 CAN 总线为了提高数据传递的可靠性， CAN数据总线系统的两条导线（双绞线）分别用于不同数据的传送，这两条线分别称为CAN-H线和 CAN-L 线。舒适系统 CAN 总线由 30 号线激活，采用双线式数据总线，CAN 驱动数据总线的 CAN-H线和 CAN-L 线来进行数据交换，其传输速率为 100kbit/s，所以也称为低速 CAN 总线。为了使低速舒适系统 CAN 总线抗干扰性强且电流消耗低，大众车系使用了单独的驱动器（功率放大器）。舒适系统 CAN 总线的 CAN-H 线和 CAN-L 线不是通过电阻相连的，而是彼此独立作为电压源来工作。舒适系统 CAN 总线
12、收发器的工作原理与驱动系统 CAN 总线收发器的基本是一样的，只是输出的电压电平和出现故障时切换到 CAN-H 线或 CAN-L 线（单线工作模式）的方法不同。3什么是单线工作模式？答案要点：舒适系统 CAN 总线在正常的工作模式下，使用 CAN-H 减去 CAN-L 所得的信号作为输出电压电平，这样就可将故障对舒适系统 CAN 总线两条导线的影响降至最低。CAN-H 线和 CAN-L 线上的数据传递由安装在收发器内的故障逻辑电路监控，故障逻辑电路检验两条 CAN 导线上的信号，如果其中一条导线出现故障（如某条 CAN 导线断路） ，那么故障逻辑电路会识别出该故障，从而使用完好的那一条导线（单
13、线工作模式） 。4波罗轿车的负荷管理是怎样进行的？答案要点：在行驶中，大量舒适性装备和电热器，如座椅加热装置、后窗加热装置、外后视镜加热和电子辅助加热装置等，会引起发电机过载，进而导致蓄电池放电。这种现象尤其会出现在短途行车和冬季行驶时，以及时停时走和装备过多的车辆中。考虑到短时间用电器的电流需求，车载网络系统控制单元的负荷管理系统会定期监控蓄电池电压。如果识别到车载网络系统中电压不足，车载网络系统控制单元将会采取措施，以保持行驶能力及车辆重新启动能力。如果电压降到 12.2V 以下，车载网络系统控制单元将控制用电器暂时停止工作；如果重新达到标准电压，车载网络系统控制单元会恢复元件工作。5波罗
14、轿车的转向信号灯和报警灯控制是怎样进行的？答案要点：车载网络系统控制单元 J519 控制转向灯在闪烁报警（手动接通或由于撞车） 、防盗报警、打开/关闭中控门锁时闪烁。5 第 4 章 奥迪车系车载网络系统检修习题答案1简述奥迪车系 CAN-BUS 系统的结构。答案要点：奥迪 CAN 系统包括驱动（动力）系统 CAN 总线、舒适系统 CAN 总线、信息系统CAN 总线、诊断系统 CAN 总线等，每个 CAN 子系统中都有很多控制单元。2简述 CAN 总线系统和 LIN 总线系统的区别。答案要点：CAN 数据总线是在控制单元之间数据传送的一种形式，连接控制单元形成一个整体系统。2001 款奥迪 A4
15、 车型安装的 CAN 网络控制系统包含 3 个 CAN 子系统，包括驱动系统 CAN 总线、舒适系统 CAN 总线及信息系统 CAN 总线。LIN 表示所有的控制单元都装在一个有限的空间内（如车顶），所以它也被称为“局域子系统”。车上各个 LIN 总线系统之间的数据交换是由控制单元通过 CAN 数据总线实现的。LIN 总线系统是单线式总线，底色是紫色，有标志色。该总线的横截面面积为 0.35mm2，无须屏蔽。LIN 总线系统可让一个 LIN 主控制单元与最多 16 个 LIN 从控制单元进行数据交换。3网关有什么作用？答案要点：网关是整车不同总线间、诊断仪和与总线系统相连的控制单元间的接口。由
16、于驱动总线、舒适总线和信息总线的传输速率不同，所以不能直接进行数据交换，而由连接在CAN 总线上的控制单元实现数据交换。作为诊断网关，在不改变数据的情况下，将驱动总线、舒适总线、信息总线的诊断信息传递到K 线。作为数据网关，使连接在不同的数据总线上的控制单元能够交换数据。4使用 DSO 双通道模式和单通道模式进行检测有什么区别？答案要点：DSO 双通道模式中两条 CAN 总线每一条分别通过一个通道进行测量。例如，可以利用测试盒连接舒适系统中央控制单元。利用 DSO 的单通道可以对驱动系统 CAN 总线的电压差进行测量。单线工作模式主要用于快速查看总线是否为激活状态，双通道测量工作模式更易于诊断分析。如在短路的故障形式下，利用单通道工作模式进行分析是不可行的；而在双通道工作模式下，CAN 总线的每一条线路都有电压电位显示，这更有利于判定故障。6 第 5 章 丰田多路传输系统检修习题答案1简述丰田多路传输系统的结构。答案要点：丰田车系多路传输系统（Multiplex Communication，MPX）使用了 3 种通信电路：CAN、
