汽车总线系统实用教案

《汽车总线系统实用教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车总线系统实用教案（56页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、为什么采用为什么采用(ciyng)数据总线数据总线我们知道，汽车每个电脑之间有许多信号需要传递，一个信号需要两条导线构成回路，虽然所有信号的对地端可以采用一条公共导线，但随着传递信号的增多会使两块电脑之间连接线的数量越来越多，这样会带来电控单元针脚数增多、线路制作复杂、故障率增加、维修(wixi)困难。 第1页/共56页第一页，共56页。2 什么什么(shn me)是数据总是数据总线线一辆汽车不管有多少块电控单元，不管信息容量有多大，每台电控单元都引出两条线共同(gngtng)接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。以前各电控单元之间好比有许多人骑着自行车来来往往，现在是这些人乘坐公共汽车，

2、公共汽车可以运输大量乘客，故数据总线亦称BUS线第2页/共56页第二页，共56页。3 什么什么(shn me)是是CAN协议协议 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(xiy)”，汽车电脑网络常见的传输协议(xiy)有数种。宝来车装用博世公司产品，数据总线采用CAN协议(xiy)，这个协议(xiy)是由福特、Internet、博世公司共同开发的高速汽车通信协议(xiy)。CAN是Controller Area Network（控制单元区域网络）的缩写，意思是控制单元通过网络交换数据。第3页/共56页第三页，共56页。CAN数据传输系统数据传输

3、系统(xtng)优点优点 数据总线与其它部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是： a、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； b、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； c 、如果系统需要增加新的功能，只需软件升级即可； d、各电控单元对所连接的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； e、CAN数据总线符合国际标准，便于(biny)一辆车上不同厂家生产的电控单元进第4页/共56页第四页，共56页。主要车载网络基本(jbn)情况 CAN（Controller Area Network) Controller：控制

4、器 Area：区域 Network：网络 车身/动力传动系统控制用协议(xiy)，最有可能成为世界标准的车用协议(xiy) 通信速度：1Mbit/s第5页/共56页第五页，共56页。VAN VAN(Vehicle Area Network) 车用系统控制用LAN协议，以法国为中心 通信速度：1Mbit/s 开发(kif)单位：ISO第6页/共56页第六页，共56页。MOST MOST(Media Oriented System Transport) Media：媒体 Oriented：导向(do xin) System：系统 Transport：传输 信息系统通信协议 以欧洲为中心，由克莱斯勒

5、与BMW公司推动 通信速度：22.5Mbit/s第7页/共56页第七页，共56页。LIN LIN（local interconnect network) Local：局部 Interconnect：互联 Network：网络 车身系统控制用LAN协议 通信速度：10.441.6Kbit/s 低成本串行通信系统，单线(dnxin)连接第8页/共56页第八页，共56页。 Byteflight 重视安全、按用途(yngt)分类的控制用LAN协议 通信速度： 10Mbit/s BWM公司第9页/共56页第九页，共56页。 FlexRay 重视安全、按用途分类(fn li)的控制用LAN协议 通信速度：

6、5Mbit/s BMW公司 Daimler-Chrysler第10页/共56页第十页，共56页。总线(zn xin)系统构成 1.控制单元(dnyun) 2.数据总线 3.网络 4.架构 5.通信协议 6.网关第11页/共56页第十一页，共56页。Audi C6数据总线系统(xtng) C5 网络 21 个联网控制(kngzh)单元 3个总线系统 通过 K 线和 L 线诊断 C6 联网 最多81个控制单元 18个总线系统(xtng) 通过CAN总线进行诊断C6第12页/共56页第十二页，共56页。Audi C6数据总线系统(xtng)Anzeigeeinheit imSchalttafelei

7、nsatzJ285Diagnoseanschluss T16Trsteuergert,Fahrerseite J386Trsteuergert,Beifahrerseite J387Trsteuergert,hinten links J388Trsteuergert,hinten rechts J389SitzverstellungJ136Sitzverstellung,Beifahrer J521Multifunktions-lenkrad J453KomfortsystemJ393Alarmhorn H12Innenraum-berwachungG273Bordnetz 2J520Bord

8、netz J519WischermotorJ400Sensor fr Regen-/LichterkennungG397Reifendruck-berwachungJ502ClimatronicJ255FrischluftgeblseJ126Anhnger-erkennungJ345Energie-managementJ644EinparkhilfeJ446ZusatzheizungJ364Sendervorne linksG431Sendervorne rechtsG432Senderhinten linksG433Senderhinten rechtsG434AntennehintenR9

9、6Zugang- undStartberechtigungJ518Schalter frZugang- undStartberechtigungE415Antennen-Einlese-Einheitfr schlsselloseZugangsberechtigungJ723Elektrische Park-und HandbremseJ540AutomatischesGetriebeJ217Niveauregelung J197NOX SensorJ583Motorelektronik 1J623ABS mit EDSJ104Geber fr DrehrateG202Leuchtweiten

10、-regelung J431LeistungsmodulScheinwerfer rechtsJ668LeistungsmodulScheinwerfer linksJ667Lenkwinkel-sensor G85Lenksulen-elektronik J527Airbag J234Sitzbelegungs-erkennungJ706CD-WechslerR41Anzeige- undBedieneinheit frInformation, vorn J523Verstrker DSPJ525NavigationJ401TV-TunerR78Sende- und Empfangsgert

11、fr Telefon, R36Radiomodul RSpracheingabeJ507Telefon /Telematik J526Bedienhrerfr TelefonR37Diagnoseinterface fr Datenbus J533Abstands-regelung J428CAN KomfortCAN AbstandsregelungCAN KombiCAN AntriebCAN DiagnoseMOSTLINdiverse SubbussystemeGeber KltemitteldruckKltemitteltemperaturG395第13页/共56页第十三页，共56页

12、。Audi C6数据总线系统(xtng) 舒适系统(xtng)网关/诊断接口 J533门控制单元 副司机侧 J387能量管理系统 J644门控制单元 右后J389座椅调节 副司机侧 J521挂车识别 J345驻车辅助J446进入/启动授权 J518驻车加热 J364整车电器控制单元 2 J520门控制单元 司机侧 J386门控制单元 左后J388座椅调节 司机侧 J136警报喇叭 H12雨滴光强传感器 G397冷却液压力和温度传感器G395发送器 左后 G433发送器 左前G 431雨刷电机J400室内监控 G273多功能方向盘 J453新鲜空气鼓风机J126发送器 右后G434发送器 右前

13、G432整车电器控制单元 1 J519自动空调J255舒适系统 中央控制单元 J393转向柱电器J527轮胎气压监控 J502后部 天线R96舒适CAN总线LIN总线第14页/共56页第十四页，共56页。宝马(bo m)E85第15页/共56页第十五页，共56页。第16页/共56页第十六页，共56页。CAN通信(tng xn)技术概述 CAN ( Controller Area Network ) 即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。 CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车

14、越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制(ASC)及复杂的抗锁定刹车系统(ABS)等。由于这些控制需检测及交换大量(dling)数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线上述问题便得到很好地解决。第17页/共56页第十七页，共56页。CAN总线(zn xin)特点 CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。 CAN总线特点如下： （1）可以(ky)多主方式工作，网络上任意一个节点均可以(ky)在任意时刻主

15、动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。 （2）网络上的节点（信息）可分成不同的优先级,可以(ky)满足不同的实时要求。 （3）采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。第18页/共56页第十八页，共56页。CAN总线(zn xin)特点 （4）可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式接收数据。 （5）直接通信距离最远可达10km（速率5Kbps以下）。 （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。 （7）节点数实际可达110个。 （8）采用短帧结构，每一

16、帧的有效字节数为8个。 （9）每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。 （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。 （11） 节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作(cozu)不受影响第19页/共56页第十九页，共56页。CAN的发展背景及其应用(yngyng)情况第20页/共56页第二十页，共56页。汽车电子技术(jsh)发展的特点： 汽车电子控制技术从单一的控制逐步发展到综合控制，如点火时刻、燃油喷射、怠速控制、排气再循环。 电子技术从发动机控制扩展到汽车的各个组成部分，如制动防抱

17、死系统、自动变速系统、信息显示系统等。 从汽车本身到融入外部社会(shhu)环境。第21页/共56页第二十一页，共56页。现代汽车电子技术(jsh)的分类：单独控制系统：由一个电子控制单元（ECU）控制一个工作装置或系统的电子控制系统，如发动机控制系统、自动变速器等。集中控制系统：由一个电子控制单元（ECU）同时控制多个(du )工作装置或系统的电子控制系统。如汽车底盘控制系统。控制器局域网络系统（CAN总线系统）：由多个(du )电子控制单元（ECU）同时控制多个(du )工作装置或系统，各控制单元（ECU）的共用信息通过总线互相传递。第22页/共56页第二十二页，共56页。第23页/共56

18、页第二十三页，共56页。带有三个中央(zhngyng)控制单元的车第24页/共56页第二十四页，共56页。带有三个中央控制(kngzh)单元和总线系统的车第25页/共56页第二十五页，共56页。带有三个中央控制单元的CAN驱动(q dn)网络第26页/共56页第二十六页，共56页。第27页/共56页第二十七页，共56页。车用网络发展(fzhn)原因 电子技术发展-线束增加 线控系统（X-BY-WIRE） 计算机网络的广泛应用 智能(zh nn)交通系统的应用第28页/共56页第二十八页，共56页。汽车发展(fzhn)带来的问题 （1）汽车电子技术的发展汽车上电子装置越来越多汽车的整体布置空间缩

19、小 （2）传统电器设备多为点到点通信导致了庞大的线束 （3）大量的连接器导致可靠性降低。粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛盾越来越尖锐，电缆(dinln)的体积、可靠性和重量成为越来越突出的问题，而且也成为汽车轻量化和进一步电子化的最大障碍，汽车的制造和安装也变得非常困难。 （4）存在冗余的传感器。第29页/共56页第二十九页，共56页。Vo l v o 汽车(qch)近三十年来线束增长的情况第30页/共56页第三十页，共56页。 车用网络：通过总线将汽车上的各种电子装置与设备连成一个网络，实现相互之间的信息共享，既减少了线束，又可更好地控制和协调(xitio)汽车的各个系统，使汽车性能

20、达到最佳。第31页/共56页第三十一页，共56页。汽车(qch)网络化的优点 布线简单，设计(shj)简化，节约铜材，降低成本。 可靠性提高，可维护性大为提高 实现信息共享，提高汽车性能 满足现代汽车电子设备种类功能越来越多的要求 总之，使用汽车网络不仅可以减少线束，而且能够提高各控制系统的运行可靠性，减少冗余的传感器及相应的软硬件配置，实现各子系统之间的资源共享，便于集中实现各子系统的在线故障诊断。 第32页/共56页第三十二页，共56页。 20世纪80年代，Bosch的工程人员开始研究(ynji)用于汽车的串行总线系统，因为当时还没有一个网络协议能完全满足汽车工程的要求。参加研究(ynji

21、)的还有Mercedes-Benz公司、Intel公司，还有德国两所大学的教授。 1986年， Bosch在SAE（汽车工程人员协会）大会上提出了CAN 1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片82526；随后Philips半导体推出了82C200。 1993年，CAN的国际标准ISO11898公布 从此CAN 协议被广泛的用于各类自动化控制领域第33页/共56页第三十三页，共56页。 1992年，CIA（CAN in Automation）用户组织成立，之后制定了第一个CAN应用层“CAL”。 1994年开始有了国际(guj)CAN学术年会（ICC）。 1994年美国汽车工程师协会

22、以CAN为基础制定了SAEJ1939标准，用于卡车和巴士控制和通信网络。 到今天，几乎每一辆欧洲生产的轿车上都有CAN；高级客车上有两套CAN，通过网关互联；1999年一年就有近6千万个CAN控制器投入使用；2000年销售1亿多CAN的芯片；2001年用在汽车上的CAN节点数目超过1亿个 。 但是轿车上基于CAN的控制网络至今仍是各大公司自成系统，没有一个统一标准。第34页/共56页第三十四页，共56页。基于(jy)CAN总线的汽车电器网络结构发动机ECU自动变速器ECUABS/TCSECU安全气囊ECU电控悬架ECU巡航控制ECU动力转向ECU电机控制ECU电池管理ECU灯光控制ECU刮雨洗

23、涤控制ECU电动座椅ECU门锁防盗ECU电动车窗ECU后视镜喇叭ECU气候控制ECU警告信号ECU仪表显示ECU整车控制器ECU（网关）整车控制器ECU（网关）高速总线低速总线故障诊断ECU第35页/共56页第三十五页，共56页。目前汽车(qch)上的网络连接方式主要采用2条CAN： 一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500kb/s。主要面向实时性要求较高的控制单元，如发动机、电动机等 另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kb/s。主要是针对车身控制的，如车灯、车门、车窗等信号的采集以及反馈。其特征是信号多但实时性要求低，因此实现成本要求低。 第36页/共56页第三十六页，共56页

24、。第37页/共56页第三十七页，共56页。第38页/共56页第三十八页，共56页。 Canbus采用双绞线自身校验的结构，既可以防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止本身对外界的干扰。系统中采用高低电平两根数据线，控制器输出的信号同时向两根通讯线发送，高低电平互为镜像。并且每一个(y )控制器都增加了终端电阻，已减少数据传送时的过调效应。数据传输线数据传输终端数据传输终端CAN收发器CAN收发器第39页/共56页第三十九页，共56页。第40页/共56页第四十页，共56页。第41页/共56页第四十一页，共56页。当车辆使用诊断CANBUS总线结构后，VAS5051等诊断仪器必须使用相对应的新型

25、诊断线（VAS5051/5A或VAS5051/6A）, 否则无法读出相应的诊断信息。另外，车上的诊断接口也作出了相应的改动，具体( jt)信息看如下图表：注：5051仪器的版本号必须大于3.0以上 才能使用诊断CANBUS总线。新型诊断线能够适用于旧型诊断接口。 针脚号 对应的线束 1 15号线 4 接地(jid) 5 接地(jid) 6 CANBUS(高） 7 k线 14 CANBUS(低） 15 L线 16 30号线 注：未标明的针脚号暂未使用。第42页/共56页第四十二页，共56页。典型故障(gzhng)1：Can-Low 断路第43页/共56页第四十三页，共56页。示波仪判断(pndu

26、n)第44页/共56页第四十四页，共56页。典型(dinxng)故障2：Can-high 断路第45页/共56页第四十五页，共56页。示波仪判断(pndun)第46页/共56页第四十六页，共56页。典型故障(gzhng)3：Can-Low 与电瓶短接第47页/共56页第四十七页，共56页。示波仪判断(pndun)第48页/共56页第四十八页，共56页。典型(dinxng)故障4：Can-Low 与地短接第49页/共56页第四十九页，共56页。示波仪判断(pndun)第50页/共56页第五十页，共56页。典型(dinxng)故障5：Can-Low与Can-high短接第51页/共56页第五十一页，共56页。示波仪判断(pndun)第52页/共56页第五十二页，共56页。典型故障(gzhng)6：Can-Low与Can-high交叉连接第53页/共56页第五十三页，共56页。示波仪判断(pndun)第54页/共56页第五十四页，共56页。第55页/共56页第五十五页，共56页。感谢您的观看(gunkn)。第56页/共56页第五十六页，共56页。