车载网络系统基础知识ppt课件

1、2022-2-51汽车车载网络系统检修2022-2-52第第1 1章章 车载网络系统根底知识车载网络系统根底知识 第第2 2章常用车载网络信息传输系统章常用车载网络信息传输系统第第3 3章群众车系车载网络系统检修章群众车系车载网络系统检修第第4 4章奥迪车系车载网络系统检修章奥迪车系车载网络系统检修第第5 5章丰田多路传输系统检修章丰田多路传输系统检修2022-2-53第1章 车载网络系统根底知识 2022-2-541.1 认识车载网络系统 2022-2-551.1 认识车载网络系统 中央控制单元的车三个控制单元的车不运用网络情况2022-2-561.1 认识车载网络系统 带有三个控制单元的C

2、AN驱动网络2022-2-571.1 认识车载网络系统 p1.1.1车载网络系统的运用背景 p很多汽车采用了多个电控系统，如飞驰600SEL采用了20多个电控模块。p为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统迫切需求输入、输出信号/数据共享。当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进展更为复杂的控制。 2022-2-581.1.2车载网络系统的作用 n为了简化线路，提高各电控单元之间的通讯速度，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，其信号经过数据总线的方式传输，可以到达信息资源共享的目的。 n车载网络系统的出现同时也提高了汽车综合控制的准确性，当电控单元共享输入信

3、息时，就能对汽车进展更为复杂的控制。例如，发动机控制单元可以利用来自平安气囊控制单元的碰撞信号来决议电动燃油泵控制电路能否需求被切断。 1.1.2车载网络系统的作用 p随着电子技术的迅速开展和在汽车上的广泛运用，汽车电子化程度越来越高，汽车上的电控安装也越来越多，例如电子燃油放射安装、防抱死制动安装ABS、驱动防滑系统ASR、电控自动变速器、平安气囊、自动悬架、电动门窗等。集成电路和单片机在汽车上的广泛运用，大大添加了汽车上的电子控制器的数量，使得线路越来越复杂。1.1.2车载网络系统的作用 p在追求汽车运用性和小型化的今天，粗大的线束不但占用了汽车上珍贵的空间资源，而且越来越难被安装在隐蔽位

4、置。这样将会导致电控单元的端子数添加、线路日趋复杂、缺点率增多、汽车任务的可靠性下降、维修困难等后果。1.1.2车载网络系统的作用 p为了提高信号的利用率，要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需求实时交换。传统的电器系统大多采用的点对点的单一通讯方式，已远不能满足这种需求。针对上述问题，在自创计算机网络和现场控制技术的根底上，汽车网络技术应运而生。1.1.2车载网络系统的作用 p布线简化降低本钱减轻车重p 更少的线束 更多的功能 更少的空间需求p电控单元之间交流更加便利p传感器数目减少，实现信息资源共享p提高汽车总体运转可靠性车载网络优点p从1980年

5、起，汽车内开场装用网络。1983年，丰田公司在世纪牌汽车上最早采用了运用总线的车门控制系统，实现了多个节点的衔接通讯。此系统采用了集中控制方法，车身ECU对各个车门的门锁、电动玻璃窗进展控制。1.1.3车载网络系统的开展史1.1.3车载网络系统的开展史p1986-1989年间，在车身系统上装有了利用铜线的网络。1987年，作为集中型控制系统，日产公司的车门相关系统，GM公司的车灯控制系统已处于批量消费的阶段。p在这段时期内，德国的Bosch公司提出了汽车车载局域网LAN的根本协议，该协议即为控制器局域网Controller Area Network)，简称为CAN。目前控制系统局域网中运用最广

6、的规范就是CAN。接着，美国汽车工程师学会提出了J1850。p日本也提出各种各样的网络方案，丰田、日产、三菱、本田以及马自达公司都已处于批量消费的阶段，但没有一致以车身系统为主的控制方式。p如今欧洲又以与CAN协议不同的思绪提出了控制系统的新协议TTP(Time Triggered Protocol),并在X-by-wire系统即线控操作中开场运用。为实现音响系统的数字化，建立起将音频数据和信号系统综合在一同的AV网络。由于这种网络须将大容量的数据延续输出，故这种网络上将采用光缆。p今后，当对汽车引入智能交通系统ITS时，由于要与车外交换数据，所以在信息系统中将采用更大容量的网络，例如pDDB

7、/Optical(Domestic Digital Bus/Optical),pMOST(Media Oriented System Transport),pIEEE4等。1.1.3车载网络系统的开展史1.1.3车载网络系统的开展史主要网络规范主要网络规范1.1.4典型车载网络系统的构造与组成 典型的汽车车载网络系统的构造l-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ICP5-虚像组合仪表 6-照明控制模块LCM7-驾驶员座椅模块DSM8-驾驶员车门模块DDM 9-挪动模块 10-汽车动态模块 仪/发 G 14仪/发 G 1仪/室 19仪/室 6 红色

8、；O 橙色； W 白色； B 黑 色； Y 黄 色； V 紫色；G 绿色；L 蓝色； Br 棕色；Gr 灰色；P 粉红色；Lg 浅绿色；仪表线束与室内地板线束接口ALIN_1仪表线束与室内地板线束接口A仪/空 6仪/空 8仪/发 G 2仪/发 G 12防盗模块125125辅助仪表后BCM前BCM诊断口ABS气囊模块空调面板组合仪表ECU仪表线束与电喷接口G 1和G14仪表线束与电喷线束接口G2和G12仪表线束与室内地板线束接口C 6和C19LIN_1LIN_2仪表线束与室内地板线束接口A 9和A10仪表线束与室内地板线束接口A 1和A14K_LINECANCANWLINER_LINE防盗模块辅

9、助仪表后BCM组合仪表前BCM诊断口ECU空调面板气囊模块ABS电路图NO.11数据通讯系统线束示意图和原理图M11-20081.1.4典型车载网络系统的构造与组成 风云2CAN总线网络图1.1.4典型车载网络系统的构造与组成 汽车车载网络系统构造表示图 1.1.4典型车载网络系统的构造与组成 1.2 车载网络系统的要求及运用 p1.2.1 汽车对通讯网络的要求 p汽车多个ECU之间的网络规划常见的有分级式和分开式两种。分级式网络规划 1.2.1 汽车对通讯网络的要求 分开式网络规划 1.2.1 汽车对通讯网络的要求n2数据通讯n衔接到车载网络的各个ECU按需求从总线上接纳最新的信息以支配各个

10、系统。n汽车内ECU之间与办公用微机之间的数据传输特征不尽一样，主要差别在于传输频率。汽车内ECU之间的数据传输频率是变化的，在一个完善的汽车电子控制系统中，许多动态信息必需与车速同步。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个ECU对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。 1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用n车载网络系统在汽车上的运用非常多，按照运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、平安系统、信息系统。1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用n1动力传动系统n动力CAN数据

11、总线衔接3块电脑，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器电脑动力CAN数据总线可以衔接平安气囊、四轮驱动与组合仪表等电脑。总线可以同时传送10组数据，发动机电脑5组、ABS/EDL电脑3组、自动变速器电脑2组。数据总线以500kbit/s速率传送数据，每一数据组传送大约需求0.25ms，每一电控单元7ms20ms发送一次数据。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。 1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用p防止车轮打滑:衔接到网络上多个电控模块能使控制器“一同任务来协调汽车上各系统的任务，从而得到最正确的任务形状，并且为汽车提供了实现许多复杂功能的才干。 p可

12、用制动力来控制，也可用发动机来控制。1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用n2车身系统n与动力传动系统相比，汽车上的各处都配置有车身系统的部件，线束长，容易遭到干扰。温馨CAN数据总线衔接5个控制单元包括中央控制单元及4个车门的控制单元，有5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。1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用自动落锁功能:司机门模块DDM利用来自PCM的变速器档位TR传感器信号和来自ABS模块的车速信号，自动锁上车门。PCM把TR信号发送给DDM。 高速行驶的汽车接纳到转向输入数据量添加的信号，此时，悬架控制模块会对此作出反响，加大悬架硬度，改善汽车支配性。假设输

13、入信号指示汽车正在直行，那么悬架控制模块那么采用较软的行驶平顺性，减小悬架硬度。1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用1.2.2 车载网络系统在汽车上的运用n3平安系统n平安系统是指根据多个传感器的信息使平安气囊启动等的控制系统。由此运用的节点数将急剧地添加。对此系统的要求是本钱低、通讯速度快、通讯可靠性高。n4信息文娱、ITS系统n对信息系统通讯总线的要求是容量大、通讯速度非常高。1.2.3 车载网络系统常用术语n1数据总线n数据总线是模块间运转数据的通道，即所谓的信息高速公路。数据总线可以实如今一条数据线上传送的信号可以被多个系统控制单元共享，从而最大限制地提高系统整体效率，充分利用有限的

14、资源。假设系统可以发送和接纳数据，那么这样的数据总线就称之为双向数据总线。1.2.3 车载网络系统常用术语n2CANnCANController Area Network，控制局域网，是国际上运用最广泛的现场总线之一。n3局域网n在一个有限区域内衔接的计算机的网络称为局域网。普通这个区域具有特定的职能，经过这个网络实现这个系统内的资源共享和信息通讯。n4现场总线n现场总线Field Bus是在工业过程控制和消费自动化领域开展起来的一种网络体系，是在过程现场安装在控制室先进自动化安装中的一种串行数字通讯链路。1.2.3 车载网络系统常用术语n5多路传输n多路传输用SWSSmart Wiring

15、System表示，是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。现实上，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。 1.2.3 车载网络系统常用术语n6模块/节点n模块就是一种电子安装。简单一点的如温度和压力传感器，复杂的如计算机微处置器。传感器是一个模块安装，根据温度和压力的不同产生不同的电压信号，这些电压信号在计算机的输入接口被转变成数字信号。在计算机多路传输系统中一些简单的模块被称为节点。 1.2.3 车载网络系统常用术语n7网络n为了实现信息共享而把多条数据总线连在一同，或者把数据总线和模块当作一个系统。从物理意义上讲，汽车上许多模块和数据总线间隔很近，因此被称之为LAN局域网

16、。有些电子元件之间的通讯不属于网络通讯，如传感器与控制模块之间的通讯就是非网络通讯。当两个或更多的模块共享信息时，网络通讯进展。假设PCM和温度自动电控EATC模块经过网络共享ECT的传感器信息，那么，这是网络通讯。由于两个模块都运用了ECT的信息来决议任务战略。 1.2.3 车载网络系统常用术语p网络指控制模块和接线，运用电气或电子媒介发送或接纳信息。有些网络允许电子模块共享输入信息，让多个模块一同任务，实现复杂的汽车操作。网络的运用也提高了汽车的诊断才干。1.2.3 车载网络系统常用术语n8网关n由于汽车上往往不只运用一种总线和网络，所以必需用一种方法到达信息共享，而不产生协议间的冲突。例

17、如，车门翻开时，发动机控制模块也许需求被唤醒。为了使采用不同协议及速度的数据总线间实现无过失数据传输，必需求用一种特殊功能的计算机，这种计算机就叫做网关。 1.2.3 车载网络系统常用术语诊断系统和车辆之间的联络及不同网络之间的信息联络只能经过中央网关模块实现。比如福克斯车辆上运用了MS-CAN与HS-CAN网络，假设MS-CAN网络需求运用HS-CAN网络上传送的信息，就需求运用仪表模块作为网关模块把信息进展重新解码与编码，最后把信号转化为低速网络可以运用的信息。例如福克斯运用了仪表模块作为网关。1.2.3 车载网络系统常用术语n9帧n为了可靠地传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单

18、元，这就是数据传输的单元，称为帧。 1.3车载网络系统通讯协议 p1.3.1 通讯协议概述 p通讯协议是指通讯双方控制信息交换规那么的规范、商定的集合，即指数据在总线上的传输规那么。简单地说，两个实体要想胜利地通讯，它们必需“说同样的言语，并按既定控制法那么来保证相互的配合。 1.3车载网络系统通讯协议 p1.3.1 通讯协议概述 p通讯协议的种类繁多，可分为如下几类。p 在一个简单的通讯协议中，模块不分主从，根据规定的优先规那么，模块间相互传送信息，并且都知道该接纳什么信息。p 一个模块是主模块，其他那么为从属模块，根据优先规那么，主模块决议哪个从属模块发信息以及何时发送信息。p 一切的模块

19、都像旋转木马上的骑马人，一个上面有“免费券挂环的转圈绕着他们旋转。当一个模块有了有用的信息，它便抓住挂环挂上这条信息，任何一个需求这条信息的模块都可以从挂环上取下这条信息。p 通讯协议中有个仲裁系统，通常这个系统按照每条信息的数字拼法为各数据传输设定优先规那么。1.3.2 接口与实体n接口是为两个系统、设备或部件之间衔接效力的数据流穿越的界面。计算机通讯接口由设备或部件和阐明组成，普通包括4个方面内容：物理、电气、逻辑和过程。n在计算机网络内，不同系统中的实体需求通讯。普通来说，实体是可以发送或接纳信息的东西，而系统是包含一个或多个实体的物理物体。实体包括用户运用程序、文件传送程序包、进程、数

20、据库管理系统、电子邮件设备及终端等。系统包括计算机、终端设备和遥感安装等。 1.3.3 协议要素及其功能n1协议的3要素n1语法n确定通讯双方之间“如何讲，由逻辑阐明构成，对信息或报文中各字段进展格式化，阐明报头或标题字段、命令和应对的构造。n2语义n确定通讯双方之间“讲什么，由过程阐明构成，对发布恳求、执行动作以及前往应对予以解释，并确定用于协调和过失处置的控制信息。n3定时规那么n指出事件的顺序以及速度匹配、排序。 1.3.3 协议要素及其功能n2协议的功能n协议的功能是控制并指点两个对话实体的对话过程，发现对话过程中出现的过失并确定处置战略。详细说来，每个协议都是具有针对性的，用于特定的目的，所以各协议的功能是不一样的；但是还有一些公共的功能是大多数协议都具有的。这些功能包括以下4个方面。 n1过失检测和纠正n2分块和重装 n3排序 n4流量控制 1.3.4 协议的类型n协议可根据其不同特性进展分类，可分为直接型/间接型、单体型/构造化型、对称型/不对称型、规范型/非规范型等。 n1直接型/间接型n两个实体间的通讯，可以是直接的或间接的。例如，两个系统假设共享一个