学习情境一车载网络控制系统检修

收发器结构示意图
3)数据传输总线
根据两条总线线路电平的不同，分别被称为CAN高线 和CAN低线两种；两线条上的电位是相反的，如果一条 线的电压是5V，另一条线就是0V，两条线的电压和总等 于常值。
为了防止和避免外界电磁波的干扰和向外辐射，这两 条总线是缠绕在一起的，通过这种办法使总线向外辐射 则保持无辐射，保证数据传送不受影响或破坏。
LIN总线节点结构
LIN-BUS的应用 典型的LIN总线应用在汽车中的联合
装配单元（主要用来连接分布式车身控 制电子系统），如车门模块、车顶模块、 座椅模块、空调模块、综合仪表盘模块、 车灯模块、湿度传感器、交流发电机及 雨刷传感器等。
奥迪A8 LIN网络结构
Audi A8 的LIN空调控制系统
数据域：在数据域中，信息被传递到其他控制单元。
安全域：检测传递数据中的错误。
确认域：在此，接收器信号通知发送器，接收器已经正确收到数据。若检查到错误，接收器立即通知发送 器，发送器然后再发送一次数据。
结束域：标志数据报告结束。在此是显示错误并重复发送数据的最后一次机会。
CAN数据总线的数据传递过程
提供数据：控制单元向CAN控制器提供 需要发送的数据
发送数据：CAN收发器接收由CAN控制 器传来的数据，转为电信号并发送
接收数据：CAN系统中，所有控制单元 转为接收器
检查数据：控制单元检查判断所接收的 数据是否所需要的数据
接受数据：如接收的数据重要，它将被 接受并进行处理。否则忽略
CAN-BUS的应用
开始域：标志数据开始。带有大约5V电压（由系统决定）的1位，被送入高位CAN线；带有大约0V电压 的1位被送入低位CAN线。
状态域：判定数据中的优先权。如果两个控制单元都要同时发送各自的数据，那么，具有较高优先权的控 制单元，优先发送。
检查域：显示在数据域中所包含的信息项目数。在本部分允许任何接收器检查是否已经接收到所传递过来 的所有信息。
驱动系统CAN总线由电源15号线激活，速率 是所有CAN总线中最高的，达到500kbps。
大众舒适系统CAN-BUS
大众车身舒适系统CAN的主要连接对象为： 中央控制器J393，4个门控制器，在某些情况 下，还包括记忆模块和其它组件。
车身舒适系统的控制对象主要是4个门的集 控锁和车窗，行李箱锁，后视镜、车内顶灯， 甚至自动座椅、自动空调等。
大众舒适系统CAN连接图
大众车身舒适系统CAN总线由30号线激 活，速率可达100kbps（97款Passat上首次 使用时舒适系统速率为62.5kbps。
舒适系统CAN总线由30号线供电 。
2、 LIN内联局域网
（1）LIN-BUS的含义
LIN是Local Interconnect Network的缩写，即内联局域网，又称本地互连网络。 由Audi、BMW等七家汽车制造商及Motorola集成电路制造商联合提出的LIN协议是一种廉价
4、车载网络系统应用现况
迄今为止，还没有一个车载网络协议可以完全满足未来汽车所有成本和性能的要求。目前，面对汽车上日 益复杂的控制子系统的不同需要，国外许多汽车制造商倾向于采用多个协议子网混合使用的方案。
大部分中高档轿车典型的应用方案是车身舒适控制系统单元都连接到CAN总线上，并借助于LIN 总线进行外围设备控制；
3)数据传输总线功能
➢ 数据传输总线负责系统数据的传输工 作，它通过双向数据传输，实现了信息 数据的大容量、高速度传输。 ➢ 所有数据通过该总线发送给各控制单 元；由各控制单元中的信息收发器接收， 然后进行相关的计算处理。
4）数据传输终端
数据传输终端实际是一个抑制反射的负载电阻器，它能防止 数据在线路终端被反射后，影响数据的传输质量。
目前国内引进的，装备CAN总线网络系统的车型如:通用公司的世纪、君威；大众公司的帕萨特B5、 奥迪A6,宝来(Bora)、波罗(Polo)；菲亚特(Fiat)公司的派力奥(Palio)、西耶那(Siena)以及马自达公 司的马自达6等都普遍采用两条CAN网络: 一条用于驱动系统的高速CAN，速率达到500Kbps，驱动系统主要连接对象是发动机控制器、ABS ／ASR／ESP控制器、安全气囊控制器、自动变速箱控制器、组台仪表等，它们的基本特征相同，都 是控制与汽车行驶直接相关的（安全性）系统。
典型大众CAN-BUS控制器局域网
大众动力传输系统（驱动系统）CAN-BUS
大众驱动系统CAN的主要连接对象为：发动 机控制器、ABS／ASR／ESP控制器、气囊控 制器、自动变速箱控制器、组台仪表等。
由于他们所控制的对象是与汽车的行驶安全 直接有关的系统，相互之间存在着较多的信息 交流，且都是连续的、高速的、实时性高、流 量有限的信息。
1） CAN控制器功能：
➢ CAN控制器一面负责接受其寄生的电控单元CPU传来的信息数据，并对这些数据进行处理后，将其 转发给信息收发器。 ➢ CAN控制器对由信息收发器截取的来自其他系统CAN控制器的信息数据进行处理，再将其传给自己 所寄生电控单元的CPU。
2) 收发器功能 ➢是一个发送器和接收器的组合； ➢将CAN控制器输入的串行比特信号（逻辑电平）转 换成5V电压值（线路电平）并通过数据线发送出去； ➢接收来自其他系统CAN控制器数据，将线路电平还 原成逻辑电平并将数据传送到CAN控制器。
学习情境一车载网络 控制系统检修
2、使用车载网络控制系统的目的
（1）减少汽车制造成本； （2）简化汽车电器线路； （3）提高汽车通讯效率； （4）提高汽车电控系统可靠性
改进后的汽车电控系统（车载网络）
3、 车载网络系统分类
A类(如UART, LIN，克莱斯勒的CCD)是面向传感器、执行器控制的低速网络，数据传输位速率通常小于 20kbps，主要用于后视镜调整，电动窗、灯光照明等车身低速控制； B类(如SAEJ1850、低速CAN)是面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般在1O ～125kbps， 主要应用于车身电子舒适性模块、仅表显示等系统；
（2）LIN-BUS的主要特点
1、12V单线介质传输，成本低。可直接使用汽车电源电压进行单线传输，结构更简单，可节省大量导线。 2、单主机/多从机，无总线仲裁。 3、不需要改变任何其他从机节点的软件或硬件就可以在网络中方便地直接添加节点。 4、可以基于普通单片机的通用串口等硬件资源以软件方式实现，成本低廉。 5、通信量小、配置灵活。通讯速率最大可达20kbps。 6、LIN的协议是开放的，任何组织及个人无需支付费用即可获取。
（2）CAN控制器网络的特点
1）、多主式串行通信方式，对等的网络结构。网络上的节点不分主从，可以在任何时候向网络上其它节 点发送数据，但受优先级仲裁控制，通信方式灵活。
2）、通信速率最大可以达到1Mbps(通信距离40m)。通信距离最大可以达到lOkm(通信速率为5kbps)。 节点数最大可以达到110个。 3）、采用非破坏性网络仲裁技术。网络上的节点可以分成不同的优先级，当多个节点同时向网络上发送 数据时，低优先级的节点主动暂停数据的发送，优先级高的节点可以不受影响继续发送数据。之后，按 优先级的高低依次重发数据，这样有效的避免了总线冲突。
C类(如高速CAN)是面向高速、实时闭环控制的多路传输网，位速率在125～1Mbps，主要用于牵引力 ASR控制、发动机控制、ABS控制等系统； D类(如D2B, MOST)是面向多媒体信息的高速传输网络，位速率一般在2Mbps以上，主要用于车载视 频、音频、导航系统等；
E类（如Byteflight，FlexRay）是面向乘员的安全系统高速、实时网络，位速率在1Mbps以上，主要 用于线控系统X-by-Wire、车辆被动性安全领域。
低速用于远程通讯、诊断及通用信息传送，IDB-C按CAN总线的格式以250Kbps的位速率进行信息传送。
高速主要用于实时的音频和视频通信，如MP3、DVD和CD等的播放，所使用的传输介质是光纤，主要 的IDB-M有：D2B、MOST和IEEE1394。
D2B是用于汽车多媒体和通讯的分布式网络，通常使用光纤作为传输介质，可连接CD播放器、语音控制 单元、电话和因特网。D2B技术已使用于奔驰公司多款S级轿车中。
的局部互连的串行通信网络协议。LIN是用于汽车分布式电控系统的一种新型低成本串行总线，将 开关、显示器、传感器及执行器等简单控制设备连接起来的廉价、单线、串行通信网络协议。LIN 总线是一种辅助的总线网络，使用LIN总线可大大节省成本。在低速车身控制条件下，与CAN线相 比较，LIN总线控制方案成本较低是最大的优势。
一条用于车身系统的低速CAN，速率是100Kbps。车身系统CAN主要连接对象是4门以上的集控锁、 电动车窗、后视镜和厢内照明灯等。
目前，驱动系统CAN和车身系统是2条独立 的总线系统，为实现在各CAN之间的资源共 享，设计“网关”使二者相连，并将各个数据 总线的信息反馈到仪表板上。驾车者只要看看 仪表板，就可以知道各个电控装置是否正常工 作了，从而实现信息的共享。
负载电阻连接在数据传输ECU，此电阻值应为60Ω；而对于带 有集成终端电阻的ECU，此电阻值为120Ω。终端负载电阻都置 于总线的末端，负载电阻（RL）通常集成在ECU的内部，若有 一个ECU从总线上断开时，数据传输总线的终端将丢失。
CAN控制模块 因CAN控制器、收发器和数据传输终端通常被集成在各控制单元的微处理器芯片中，成为一个单
（3）MOST光纤网
1）概念
MOST是Media Oriented Systems Transport的简称，意为面向媒体的系 统传输。
2）汽车多媒体信息网络 和 协议的类型
汽车多媒体信息网络和协议分为三种类 型，分别是低速、高速和无线，其传输 速率在250Kbps到100Mbps间
如图所示为汽车多媒体系统示意图，它包括了语音系 统、车载电话 、音响、电视、车载计算机和GPS等系 统。
（1）概念