06学习情境六 车载网络系统结构与检修

续表
通信速度 22.5～ 25Mbit/s
以光纤为总线的高速网络 适合实时控制的功能，适 用于车内线控操作（X-byWire）
≤20Mbit/s
Byteflight
作为线控网络协议标准， BMW 联 合 Motorola 、 主要用于安全气囊系统中 Philips半导体公司 时间临界（time-critical） 数据的传输 多数公司应用 美国机动车工程师 学会（SAE） 美国机动车工程师 学会（SAE） 美国机动车工程师 学会（SAE） 以光的形式在光纤中传递 数据和控制信号的一套网 络，主要应用于媒体网络 远程通信、诊断低速网络， 如IDB1394 实时的音频、视频传输高 速网络，如D2B、MOST、 IEEE1394 蓝牙数据传输无线网络
C类
≤1 Mbit/s
D类 E类
多媒体信息的高速网络、 ≥2 Mbit/s 光纤传输 安全系统实时、高速网 络 ≥1 Mbit/s
A类网络主要适用车身系统的控制单元， 类网络主要适用车身系统的控制单元， 这类控制单元多为低速电动机和开关器件， 这类控制单元多为低速电动机和开关器件， 对实时性要求低而数据量大， 对实时性要求低而数据量大，使用低速总线 连接这些控制单元与汽车的驱动系统分开， 连接这些控制单元与汽车的驱动系统分开， 有利于保证驱动系统通信的实时性， 有利于保证驱动系统通信的实时性，还可增 加传输距离，提高抗干扰能力， 加传输距离，提高抗干扰能力，以及降低硬 件成本。 件成本。 所示为汽车防盗报警A类网络系统。 图6-3所示为汽车防盗报警A类网络系统。
（三）汽车电控系统的主要通信协议
图6-5所示为一般汽车总线的应用简图。 所示为一般汽车总线的应用简图。
图6-5 汽车总线应用简图
图6-6所示为丰田LS430轿车的网络结构图。 所示为丰田LS430轿车的网络结构图。 LS430轿车的网络结构图 汽车上常用的主要总线协议分为CAN总线、 CAN总线 汽车上常用的主要总线协议分为CAN总线、 MOST总线和LIN总线 大类。 总线和LIN总线3 MOST总线和LIN总线3大类。 其中CAN总线部分后面会详细介绍。 CAN总线部分后面会详细介绍 其中CAN总线部分后面会详细介绍。
100Mbit/s
100Mbit/s
模块就是一种电子装置， 模块就是一种电子装置 ， 简单一点的如 温度传感器和压力传感器，复杂的如ECU ECU。 温度传感器和压力传感器，复杂的如ECU。
（5 ）帧
通常将原始数据分割成一定长度的数据 单元， 以保证可靠地传输数据， 单元 ， 以保证可靠地传输数据 ， 这个数据传 输单元称为帧。 输单元称为帧。
3．基本术语 （1）数据总线
数据总线是模块间运行数据的通道， 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。 谓的信息高速公路。 和图6 图6-1和图6-2所示分别为相同节点的传统 点对点通信方式和CAN总线的通信方式。 CAN总线的通信方式 点对点通信方式和CAN总线的通信方式。
发动机控制 ABS 控制 灯光 空调 电动门锁
10～100 kbit/s
对实时性要求不高的车辆信 ISO11898-3 、 J2248 、 息中心、故障诊断、仪表显 VAN、J1850等 示、安全气囊等系统 ISO11898-2 （ 高 速 CAN ） 、 TTP/C 、 FlexRay等 D2B、MOST FlexRay、Byteflight 悬架控制、牵引控制、发动 机控制、ABS等系统 车载视频、音响、导航系统 等 线控系统X-by-Wire、车辆被 动安全领域
仪表板 CAN
变速控 制单元
主动悬架 控制单元
自动座椅 控制单元
安全气囊 控制单元
自动门窗 控制单元
图6-2 CAN总线的通信方式 CAN总线的通信方式
① 在一个简单的通信协议中，模块不分 在一个简单的通信协议中， 主从，根据规定的优先规则， 主从，根据规定的优先规则，模块间相互传 递信息，并且都知道该接收什么信息。 递信息，并且都知道该接收什么信息。 一个模块是主模块， ② 一个模块是主模块，其他则为从属模 根据规定的优先规则， 块，根据规定的优先规则，它决定哪个从属 模块发信息及何时发送信息。 模块发信息及何时发送信息。 所有的模块都与总线靠节点相连接。 ③ 所有的模块都与总线靠节点相连接。 当一个模块有了有用的信息， 当一个模块有了有用的信息，它便靠节点挂 到总线上， 到总线上，任何一个需要这条信息的模块都 可以从节点上取下这条信息。 可以从节点上取下这条信息。 通信协议中有个仲裁系统， ④ 通信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 设定优先规制。 设定优先规制。 例如， 结尾的数字信息要比以0 例如，以1结尾的数字信息要比以0结尾 的有优先权。 的有优先权。
仪表板
安全气囊
变速控制
主动悬架
多媒体
自动座椅
自动门窗
图6-1 传统点对点通信方式
（2）通信协议
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， 即数据在总线上的 则的标准 、 约定的集合 ， 传输规则。 传输规则。
发动机 控制单元 ABS 控制单元 灯光控 制单元 空调控 制单元 电动门锁 控制单元
LIN的特点：12V单线介质传输，成本低； LIN的特点：12V单线介质传输，成本低； 的特点 单线介质传输 单主机，无仲裁，只有一个主节点， 单主机，无仲裁，只有一个主节点，其余均 为从节点；通信量小，配置灵活； 为从节点；通信量小，配置灵活；不需改变 任何其他从节点的软硬件， 任何其他从节点的软硬件，就可以在网络中 直接添加节点；网络空闲时， 直接添加节点；网络空闲时，主节点发出睡 眠命令可使整个网络进入睡眠， 眠命令可使整个网络进入睡眠，网络中任何 一个节点都可以发出唤醒信号来唤醒整个网 络；节点具有区分短暂干扰和永久故障的能 力。
车载网络名称 VAN CAN(Controller Area Network) J1850 A－BUS I－BUS、K－BUS 开 发 公 司 应 用 通 信 速 度 1Mbit/s 法国标致-雪铁龙 汽车集团、雷诺汽 车身系统 车公司、JAEGER公 司联合 德国博世公司 车身、动力传动系 统
≤1Mbit/s 10kbit/s 41.6kbit/s
（3）网关
网关的作用就是在不同的通信协议和不 同的传输速度的计算机或模块之间进行通信 建立连接和信息解码， 重新编译， 时 ， 建立连接和信息解码 ， 重新编译 ， 并将 数据传输给其他系统。 数据传输给其他系统。
（4）模块/节点 模块/
表6-1主要车载网络的名称、概要及通信速度 主要车载网络的名称、
如图6 所示的C类车载网络系统方案中， 如图6-2所示的C类车载网络系统方案中， CAN总线有效地将发动机控制系统 总线有效地将发动机控制系统、 CAN总线有效地将发动机控制系统、变速控制 系统、ABS系统及主动悬架系统等直接关系汽 系统、ABS系统及主动悬架系统等直接关系汽 车行驶状态的受控对象连接成为一个综合控 制系统， 制系统，传感器组的各种状态信息以广播的 形式在高速总线上发布， 形式在高速总线上发布，各节点可以在同一 时刻根据自己的需要获取信息， 时刻根据自己的需要获取信息，使整车性能 得到大幅度提高。 得到大幅度提高。
≤20kbit/s
表6-1 主要车载网络的名称、概要及通信速度 主要车载网络的名称、
车载网络名称 MOST （ Media Systems Transport） FlexRay（动态部分为 Byteflight协议） Oriented 开发公司 以欧洲为中心，由 克莱斯勒与BMW公 司推动 戴姆勒-克莱斯勒公 司 应 用
学习情境六 车载网络系统结构与检修
任务一 车载网络控制系统结构 任务二 典型车载网络控制系统结 构与检修
任务一 车载网络控制系统结构 一、任务分析 二、相关知识
一、任务分析
车载网络系统是由车载网络计算机控制， 车载网络系统是由车载网络计算机控制， 通过数据总线连接无数个子网， 通过数据总线连接无数个子网 ， 控制发动机 及其总成、 仪表板显示器、 中央门锁、 及其总成 、 仪表板显示器 、 中央门锁 、 无线 电话等， 电话等 ， 各个子网都具有不同的时钟速度和 功能。 功能。 了解车载网络系统的发展、功用、分类、 了解车载网络系统的发展、功用、分类、 特点，可更好地检修汽车故障。 特点，可更好地检修汽车故障。
二、相关知识 车载网络系统的功能、 （一）车载网络系统的功能、特点及 基本术语
1．车载网络系统的功能
（1）多路传输功能 唤醒” 休眠” （2）“唤醒”和“休眠”功能 （3）失效保护功能 （4）故障自诊断功能
2．车载网络系统的特点
用一根总线替代了多根导线， ① 用一根总线替代了多根导线，减少了 导线的数量和线束的体积，简化了整车线束， 导线的数量和线束的体积，简化了整车线束， 使线路成本和重量都有所下降。 使线路成本和重量都有所下降。 减少了线路和节点， ② 减少了线路和节点，提高了信号传输 的可靠性和整车电气线路的工作可靠性。 的可靠性和整车电气线路的工作可靠性。 改善了系统的灵活性。 ③ 改善了系统的灵活性。 通过系统软件即可实现控制系统功能变 化和系统升级。 化和系统升级。 各控制系统的协调性得到提高。 ④ 各控制系统的协调性得到提高。 网络将各控制系统紧密连接， 网络将各控制系统紧密连接，达到数据 共享的目的。 共享的目的。 ⑤ 可为诊断提供通用的接口。 可为诊断提供通用的接口。 利用多功能测试仪对数据进行测试与诊 断，方便了维修人员对电子系统的维护和故 障检修。 障检修。
图6-3 汽车防盗报警A类网络系统 汽车防盗报警A 1—前左车门开关 2—防盗报警ECU 3—前右车门开关 防盗报警ECU 3— 4—扬声器 5—行李箱开关 6—发动机罩开关
由控制器局域网（CAN）组成的典型B 由控制器局域网（CAN）组成的典型B类 网络系统如图6 所示。 网络系统如图6-4所示。