汽车电气系统

1、汽车车身电气系统汽车车身电气系统 20011年年8月月 第第1章章 绪论绪论 讲授、课件讲授、课件 学时学时 1.1 汽车电气系统的特点汽车电气系统的特点 1.2 汽车电路组成汽车电路组成 1.3 汽车电气系统的发展概况汽车电气系统的发展概况 1.4 汽车电子技术的发展方向汽车电子技术的发展方向 1.5 汽车电子技术的主要内容汽车电子技术的主要内容 1.1 汽车电气系统的特点汽车电气系统的特点 （1）双电源 （蓄电池、发电机） （2）采用直流低压电源。 （12V、14V） （3）采用单线并联制。 (设备到电源一根) （4）负极搭铁。 (蓄电池负极与机体) （5）系统电路各自独立 1.2 汽车电

2、路组成汽车电路组成 电源、熔断器、电器开关、用电设备、导线和连接器等组成。 1.电源线路 按功能分（1）30号线 从蓄电池正极引出不经任何开关到中央继电器盒 或连接到启动机接线柱上的火线“常火线”。 （2）15号线 30号常火线经点火开关连接中央继电器盒内的15 号接线柱或直接对点火系统、仪表系统、照明 系统等小容量电设备供电导线。（只有钥匙处 于工作和启动位置时15号线才有电压） （3）X 线 X线是卸荷线（大功率线）。雾灯、刮水器、 风窗加热等大容量用电设备都连接在 X线上。 （4）31号线 搭铁线（负极线）。 1.2 汽车电路组成汽车电路组成 2.熔断器 熔断器也成为保险丝。他在电路中起

3、保护作用。 熔断丝表示例如：S228 S表示保险丝；2为熔断器盒第二区域；28表示 第28号保险丝 1.2 汽车电路组成汽车电路组成 3.汽车电器开关 电器开关按照控制对象的不同，造作的方式不同，主要分为： 直接控制式和间接控制式 （1）直接控制式：开关直接控制小功率负载。例如点火开关、转向灯控 制、驻车等控制等。 （2）间接控制式：开关不直接控制负载，而是控制中间继电器，利用中 间继电器的触点去控制大功率负载，例如喇叭控制、雨刷器控制等。 1.3 汽车电气系统的发展概况汽车电气系统的发展概况 （1）20世纪50年代以前 汽车的发展以机械设备为主，电气设备在汽车上的应用较少，只是一些 必需的电

4、源和用电设备。 （2）20世纪60年代以后 汽车上开始采用电子设备，主要标志是交流发电机采用电子二极管整流 技术；之后，又用电子式调节器替代了传统的触点式调节器。 （3）进入20世纪70年代 电子技术也应用在点火系统中，出现了电子控制高能点火系统，随之又 出现了电控燃油喷射系统(EFI)、电控自动变速器(ECT)和制动防抱死系 统(ABS)等。 (4)20世纪80年代以后 汽车用的电子装置越来越多，诸如驾驶辅助装置，安全警报装置，通信、 娱乐装置等。电子控制技术深入到汽车的各个部分，使汽车的整体性能 得到了大幅度的提高。 (5)进入21世纪后 随着电子技术、微机技术和网络技术的发展，电子控制系

5、统已在汽车上 普遍应用，并且向着网络化、智能化的方向快速发展。 1.4 汽车电子技术的发展方向汽车电子技术的发展方向 （1）满足用户需求，大幅度提高汽车的性能，使之更舒适、方便、 安全、可靠。(中央门锁系统、电动门窗与电动车窗、电控悬架系统、 ESP系统等) （2）满足社会需求，保护环境，节省能源，节约资源。（电脑控制 混合气体成分） （3）实现包括道路在内的交通系统智能化，将汽车和社会有机地联 结起来。 （卫星导航与定位系统） 1.5 汽车电子技术的主要内容汽车电子技术的主要内容 1发动机控制技术 2汽车底盘控制技术 3车身电子技术 （1）仪表方面：电子转速表、电子车速里程表、电子燃油 表、

6、多功能综合屏幕显示等。 （2）安全方面：电控安全气囊、防盗报警系统、电控安全 带、电控前照灯系统、雷达防撞系统等。 （3）舒适方面：中央门锁系统、电动门窗与电动天窗系统、 电动座椅、电动后视镜与电动除霜系统、汽车音像系统、自 动空调系统等。 （4）通信与智能化方面：卫星导航与定位系统、车载电话 与计算机网络系统、安全维护与监控系统、故障自诊系统、 智能汽车与自动化高速公路等。 一、项目要求一、项目要求 二、相关知识二、相关知识 三、项目实施三、项目实施 一、项目要求 【知识要求】 1掌握汽车总线系统工作原理 2掌握汽车总线系统检测方法 【能力要求】 能够使用VAS5051、V.A.G1551或

7、 V.A.G1552对汽车总线系统进行检测 二、相关知识 （一）总线系统信息传输及总体构成 1总线系统信息传输 总线系统的信息一般采用多路传输。 所谓多路传输也叫时分复用技术 （Time-Division Multiplexing，TDM）， 是将不同的信号相互交织在不同的时间 段内，沿着同一个信道传输。 在接收端再用某种方法，将各个时间 段内的信号提取出来还原成原始信号的 通信技术，多路传输原理如图1-1所示。 图图1-1 多路传输原理图多路传输原理图 2总线系统构成 总线系统主要由控制器、数据总线、 网络、通信协议、网关等组成。 （1）控制器 控制器即ECU，是探测信号或进行信号处理的电子

8、装置 （2）数据总线 数据总线（BUS）是控制单元之间运行数据传递的通道，即所谓的信息 “高速公路”。 （3）网络 局域网是在一个有限区域内连接的计算机网络，通过这个网络实现这个 系统内的信息资源共享。这个网络在轿车上构成整个车载网络。 （4）通信协议 蕴含唤醒访问或握手。唤醒是给模块一个信号让其工作，握手是模块间 的相互确认兼容并处于工作状态。通信协议专用的维修是需要专门的 软件。（解码器） （5）网关 例如一汽迈腾轿车CAN-BUS系统，共设定了动力系统总线 （500KBIT/S）、舒适系统总线、信息系统总线(100KBIT/S)、仪表系 统总线和诊断系统总线5个不同的区域。由于每个区域网

9、络速率和信 号不同，一个信号从一个区域到另外一个区域，必须改变速率和识别 信号，让另外一个区域接收，这个任务有网关来完成。 (二) CAN-BUS的结构 CAN-BUS的各组成部件及功能 （1）控制单元 控制单元接收传感器的信号，将其处理后再控制执行元件，同事根据需 要讲传感器的信息通过CAN发送给其他控制单元。 （2）收发器 CAN收发器由一个CAN发送器和一个CAN接收器组成，其作用是将CAN 控制器提供的数据装换成CAN-BUS网络信号发送出去，同时它也 接收总线数据，并讲数据传送到CAN控制器。 （3）发送器 将控制单元计算和处理的信息发送到总线上 （4）接收器 将从CAN-BUS上接

10、收的电信号转化成数字信号传送到控制器，由控制器 进行控制运算。 2数据传输形式和数据传输原理 （1）数据传输形式 目前，在汽车上应用的总线数据传输可以采用单线形式，也可以采 用双线形式。原则上数据传输总线用一条导线就足以满足功能要 求了，使用第二条导线传输信号只不过是与第一条导线上的传输 信号形成镜像关系，这样可有效地抑制外部干扰。 电控单元之间的所有信息都是通过两根数据线CAN-Low线和 CAN-High线来传输的。 （2）数据传输原理 CAN-BUS中的数据传递就像一个电话会议，如图1-9所示。 一个电话用户（电控单元）将数据“讲入”网络中，其 他用户通过网络“接听”这个数据，对这个数据

11、感兴 趣的用户就会利用数据，而其他用户则选择忽略。 （三）大众车系CAN-BUS 1大众车系CAN-BUS类型 以迈腾轿车为例，该系统设定为5个 不同的区域，分别为动力（驱动）系统、 舒适系统、信息系统、仪表系统、诊断 系统5个局域网，如图1-14所示。 图图1-14 CAN-BUS的子系统的子系统 5个子局域网的传输速率见表1-2。 其中在CAN总线系统下还存在LIN总线 系统，其传输速率为20 kbit/s，整个CAN总 线系统最大可承载1 000 kbit/s。 1局域网总线电源供电线 传输速率 （kbit/s） 2动力系统总线15500 3舒适系统总线30100 4信息系统总线3010

12、0 5诊断系统总线30500 6仪表系统总线15100 表表1-2CAN-BUS的传输速率的传输速率 2动力总线系统 CAN动力总线系统主要由发动机控制 单元、ABS控制单元、ESP控制单元、自 动变速器控制单元、安全气囊控制单元、 组合仪表控制单元等组成。 CAN基本电压2.5V CAN-High在激活状态下电压不低于3.5V CAN-Low电压不得降至1.5V 动力CAN数据总线信号的变化如图1-15 3舒适/信息系统总线 CAN舒适/信息系统总线的联网控制单 元包括自动空调控制单元、车门控制单 元、舒适控制单元、收音机和导航显示 控制单元。 同样由CAN系统CAN-High、 CAN-L

13、ow线进行数据转换。 在隐性状态下， CAN-High为0 V CAN-Low为5V 在显性状态下， CAN-High3.6V CAN-Low1.4V 信号电压变化如图1-19 控制单元通过CAN舒适/信息系统总线 的CAN-High线和CAN-Low线来进行数据 交换，如车门开/关、车内灯开/关、车辆 位置（GPS）等。 由于使用同样的脉冲频率，所以CAN 舒适系统总线和CAN信息系统总线可以 共同使用一对导线，当然，前提条件是 相应的车上有这两种数据总线。 4诊断系统总线 1-15号线 7-K线 4-接地 14-CAN低线 5-接地 15-L线 6-CAN高线 16-30号线 注：未标明的

14、针脚号暂未使用 （四）奥迪A6轿车总线系统 1CAN总线 （1）驱动系统CAN总线 驱动系统CAN总线组成。 驱动系统CAN总线特点如下所述。 500 kbit/s特高速传输。 级别CAN/C。 双绞线：高线为橙色/黑色，低线 为橙色/棕色。 在一根线断路/短路时，所有功能 都会停止。 （2）舒适系统CAN总线 舒适系统CAN总线组成。 2LIN总线 （1）LIN总线的含义 LIN是Local Interconnect Network的缩 写，它也被称为“局域子系统”，即LIN 总线是CAN总线网络下的子系统。 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。奥迪A6轿车LIN总线组成如图1- 30所示。 图图1-30 LIN总线组成示意图总线组成示意图 （2） LIN总线传输特征 LIN总线的主要特性如下。 最大传输速率为19.2 kbit/s。 低成本基于通用UART接口，几乎 所有微控制器都具备LIN必需的硬件。 只需要一根数据传输线。 单主控制器/多从控制器设备模式 无须仲裁机制，通过单主/多从的原则保 证系统安全，奥迪A6空调系统的LIN总 线子系统如图1-31所示。 图图1-31 奥迪奥迪A6空调系统的空调系统的