1-车载网络-汽车电子控制单元[38页]
车载网络系统(汽车电子控制技术)

(6)仲裁 只要总线空闲,任何单元都可以开始发送报文, 具有较高优先权报文的单元可以获得总线访问权,如果2个 或2个以上的单元同时开始传送报文,那么就会有总线访问 冲突。仲裁的机制确保了报文和时间均不损失,当具有相同 识别符的数据帧和远程帧同时初始化时,数据帧优先于远程 帧。仲裁期间,每一个发送器都对发送位的电平与被监控的 总线电平进行比较,如果电平相同,则这个单元可以继续发 送;如果发送的是一“隐性”电平而监视的是一“显性”电 平,单元失去了仲裁,必须退出发送状态。 (7)错误检测 为了获得最安全的数据发送,CAN 的每一 个节点均采取了强有力的措施以便于错误检测、错误标定及 错误自检。错误检测的机制具有检测到所有的全局错误,检 测到发送器所有的局部错误,检测到报文里多达5个任意分 布的错误,检测到报文里长度低于15(位)的突发性错误, 检测到报文里任一奇数个的错误等属性。任何检测到错误的 节点会标志出损坏的报文,此报文会失效并将自动地开始重 新传送。 (8)故障界定 CAN 节点能够把永久故障和短暂扰动区别 开来,故障的节点会被关闭。
(7)传输协议具有三要素,分别规定了通信信息帧的格式, 通信信息帧的数据和控制信息,确定事件传输的顺序以及速 度匹配;并且还具有差错监测和纠正、分块和重装、排序、 流量控制功能得功能。
(8)传输仲裁是指当出现数个使用者同时申请利用总线发 送信息时,传输仲裁是用于避免发生数据冲突的机构。仲裁 可保证信息按其重要程度来发送。
20 K LIN协会
2~ 25 M
TIT公司
10.1.2 车载网络基础知识
(1)局域网是指一个有限区域内连接的计算机网络,通 过该网络实现系统内的资源共享和信息通信,连接到网络 上的节点可以是计算机、基于微处理器的应用系统或控制 装置。车载网络作为一种局域网,其数据传输速度一般在 105 Kb/s范围内,传输距离在250m范围内。
汽车电子控制系统由那些部分组成

汽车电子控制系统主要由传感器,汽车电子控制系统主要由传感器,控制单元控制单元和执行器三部分组成。
根据控制功能不同,汽车电子控制系统可为动力性,汽车电子控制系统可为动力性,经济与排放经济与排放性,安全性,舒适性,操纵性,通过性和信息控制系统七种类型。
根据汽车总体结构,汽车电子控制系统可分为发动机电子控制系统,底盘电子控制系统,车身电子控制系统和综合控制系统四大类。
(1)汽车发动机电子控制系统。
它主要包括;电子控制发动机燃油喷射系统(EFI ),空燃比反馈控制系统(AFC ),怠速控制系统(ISC ),断油控制系统,燃油蒸汽回收控制系统,排气再循环控制系统,加速踏板控制系统(EAP ),微机控制点火系统(MCI ),发动机爆震控制系统(EDC ),进气控制系统,进气控制系统,增压控制系统和汽增压控制系统和汽车巡航控制系统(CCS )第二代车载故障诊断系统(OBD-11)等。
(2)汽车底盘电子控制系统。
它主要包括;电子控制自动变速系统(ECT ),防抱死控制系统(ABS ),电子控制制动力分配系统制制动力分配系统((EBD ),电子控制制动辅助系统(EBA ),动态稳定控制系统(DSC ),驱动防滑控制系统(ASR ),电子控制动力转向系统(EPS ),电子控制悬架系统(ECS ),轮胎气压控制系统(TPC ),等。
(3)汽车车身电子控制系统。
它主要包括;辅助防护安全气nan 系统(SRS ),安全带张紧控制系统(STTS ),车辆保安系统(VESS ),中央门锁控制系统(CLCS ),前照灯控制与清洗系统(HAW ),刮水器与清洗器控制系统(WWCS ),座椅调节系统(SAMS )。
(4)汽车综合控制系统。
它主要包括;维修周期显示系统(LSID ),液面与磨损监控系统液面与磨损监控系统((FWMS ),车载计算机(OBC ),车载电话(CPH ),交通控制与通信系统(TCIS ),信息显示系统(IDS ),控制器区域网络系统(CAN ),自动空调系统(ACS ),雷达车距控制系统,倒车防撞报警系统(PWS ),等。
车载网络系统(汽车电子控制技术)

4)诊断系统总线协议标准是为了满足OBDⅡ(ON Board Diagnose)、OBD Ⅲ或E-OBD(European-On Board Diagnose)标准。
5)多媒体系统总线协议标准分为三种类型,分别是低速、高 速和无线,对应SAE的分类相应为:IDB-C(Intelligent Data BUS-CAN)、IDB-M(Multimedia)和IDB-Wireless。
数据总线原则上用一条导线就足以满足功能要求了,但通常 总线系统上还是配备了第二条导线,信号在第二条导线上按相 反顺序传送的,可有效抑制外部干扰。
10.2 控制器局域网
10.2.1 CAN的基本知识
1.CAN工作原理
当CAN 总线上的一个节点发送数据时,它以报 文形式广播给网络中所有节点,对每个节点来说, 无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收, 每组报文开头的11位字符为标识符 (CAN2.0A),定义了报文的优先级,这种报文 格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标 识符是唯一的,不可能有两个节点发送具有相同 标识符的报文。当一个节点要向其它节点发送数 据时,该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标 识符传送给本节点的CAN芯片,并处于准备状态, 当它收到总线分配时,转为发送报文状态。
(10)车载网络传 输的基本原理 车载 网络系统由多个控制 单元组成,控制单元 通过收发器(发射/ 接收放大器)并联在 总线导线上,所有控 制单元的地位均相同, 也称之为多主机结构, 如图10-4所示,数 据交换是按顺序连续 完成的。
图10-4 车载CAN网络系统的总线连接图
数据总线是车内电子装置中的一个独立系统,用于在连接的 控制单元之间进行数据交换,如果数据传输总线系统出现故障, 故障就会存入相应的控制单元故障存储器内,可以用诊断仪读 出这些故障。控制单元拥有自诊断功能,通过自诊断功能,还 可识别出与数据传输总线相关的故障。诊断仪读出数据传输总 线故障记录后,可按这些数据准确地查寻故障,控制单元内的 故障记录用于初步确定故障,还可用于读出排除故障后的无故 障说明。
汽车网络分布图

图1-8 翼片式(L型) l一空气滤清器;2一测量叶片; 3一进气总管;4一缓冲叶片;
5一电位计;6一ECU
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汽车电子控制技术
图1-9卡门涡流式(LD)型 l一空气滤清器;2一ECU;3、6一超声波传 感器;4一进气总管;5一节气门;7一涡流 发生体
图1-10 热线式(LH型) 1 一空气滤清器; 2一热线;3一节气门; 4 一进气总管; 5一热线式空气流量计; 6一 ECU
汽车电子控制技术
一.现代汽车的网络化
信息娱乐及媒体系统 安全舒适 / 便利系统 动力传动系统
图 l一 1
车载网络结构
1
汽车电子控制技术
二.当今汽车电子控制的关键技术 1、线控技术(control -by-wire)
图1-2 线性控制转向系统
2
汽车电子控制技术
2. 车载网络技术 一般来说,汽车通信网络可以划分为四个不同的领域,每个领域都 有其独特的要求。现有的主流汽车总线协议都无法适应所有的要求: (1) 信息娱乐系统 (2) 高安全的线控系统(X-By-Wire) (3) 车身控制系统 (4) 低端控制系统
图1—69 燃油箱燃油液面传 感器 1-燃油箱;2-电动燃油泵;3燃油箱燃油液面传感器; 4-浮子
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汽车电子控制技术
图 1—70
器结构
燃油箱燃油液面传感
1 一插头; 2 一滑动触头弹簧; 3 一触头铆接点;4一电阻底板;5 一定位销;6一双触头; 7一浮子
杠杆;8一浮子;9一燃油箱底板
45
汽车电子控制技术
25
汽车电子控制技术
2. 信息娱乐系统中的控制单元的位置 图2-25所示,为信息娱乐系统控制单元的组成及其位置。
汽车车载网络技术

图5-24 MOST电控单元之间的连接 24
第三节 蓝 牙 技 术
一、 蓝牙技术简介 二、蓝牙技术的特点 三、蓝牙技术在车载免提系统中的应用
一、 蓝牙技术简介
蓝牙技术(BluetoothTM)是一种无线通信新技术,其 目的是实现最高数据传输速率为1Mbit/s、最大传输距 离为10m的无线通信。
3. MOST数据的类型
在MOST网络中,传输的信息有同步数据、异步 数据和控制数据3种类型,分别由一个信息帧的同步 数据场、异步数据场和控制数据场传送,如图所示。
图5-17 MOST数据组成
二、 MOST的结构和控制原理
1. MOST的基本结构 2. MOST总线工作状态 3. MOST控制原理 4. MOST总线的诊断功能
NRZ编码协议
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第二节 MOST总线
一、 MOST总线的特点和类型 二、 MOST的结构和控制原理 三、 MOST在汽车上的应用
一、 MOST总线的特点和类型
1. MOST的含义 2. MOST的特点 3. MOST数据的类型 4.基本概念
1. MOST的含义
多 媒 体 定 向 系 统 传 输 (Media Oriented Systems Transport,MOST)为车辆中使用的一种多媒体应用通 信技术。MOST利用一根光纤,最多可以同时传送15 个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上 ,最多可连接64个节点。
图5-28 诊断接口
二、诊断条件
表5-4 诊断插接器端子功能说明
三、诊断总线的地址格式扩展
表5-5 诊断总线的诊断条件
第五节 汽车光纤技术
一、光纤的类型和特点 二、光纤多路传输的组成与应用 三、光源光学星形网络的检测
第二章(lin总线)常用车载网络信息传输系统

2.2.3 LIN的结构与协议
5.进入传输介质
LIN电控单元进入传输介质有随机方式和异步方式两种,这表 明这种进入可以根据需要和执行本地命令而随时进行。LIN节 点不可能根据本地命令进入LIN网络。为了能够达成连接,它 们必须事先获得LIN主节点的邀请,而这是需要通过一个中介 的。
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2.2.2 LIN的应用
例:车门模块—方案二
控制信号包括:门锁开关控制(控制四个车门门锁),玻璃升 降锁止控制(控制四个车窗玻璃的升降是否被允许),玻璃升 降控制(控制四个车窗玻璃的升降),后视镜控制(控制左右后 视镜的左右和上下旋转运动)。 信号类型为:开关信号和测量信号。
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2.2.2 LIN的应用
例:车门模块—方案二
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2.2.2 LIN的应用
例:车门模块—方案二
左前门节点——控制左前门车门门锁、车窗玻璃升降器、电动后 视镜的动作,同时也可控制其它三个车门的门锁、车窗玻璃升降 器和右前门电动后视镜的动作,同时监测车门门锁的状态。主机 节点位于左前门内侧,各从机节点位于相应器件附近。
各节点LIN协议标识符表
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2.2.3 LIN的结构与协议
3.帧结构——举例:某车CAN-LIN车身网络协议制定
车灯节点(LIN) 数据场
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2.2.3 LIN的结构与协议
4.传输模式
在LIN bus 总线上发送的信息,有长度可选的固定格式。每 个报文帧都包含2、4或8字节的数据(数据场)以及3字节的 控制和安全信息(同步场、ID场、校验场)。LIN bus 总线 的通讯由单主机控制。每个报文帧都以一个间隔信号(同步间 隔)开始,接着是一个同步场和一个标识符场(ID 场)这些 都由主机任务发送。从机的任务则是发回数据场和校验场。见 下页图。 通过主机控制单元中的从机任务,数据可以被主机控制单元发 送到任何从机控制单元。主机通过相应的报文ID可以触发从 机—从机通信。
车载网络系统基础知识

1.1.2车载网络系统的作用
车载网络优点
布线简化降低成本(减轻车重) ☞更少的线束 ☞ 更多的功能 ☞ 更少的空间需求
电控单元之间交流更加便捷 传感器数目减少,实现信息资源共享 提高汽车总体运行可靠性
1.1.3车载网络系统的发展史
• 从1980年起,汽车内开始装用网络。1983年,丰田公司在世纪牌汽车上最早采用 了应用总线的车门控制系统,实现了多个节点的连接通信。此系统采用了集中控 制方法,车身ECU对各个车门的门锁、电动玻璃窗进行控制。
– 7.网络 • 为了实现信息共享而把多条数据总线连在一起,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距离 很近,因此被称之为LAN(局域网)。
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,网络通讯进行。如果PCM 和温度自动电控(EATC)模块 通过网络共享ECT的传感器信 息,那么,这是网络通讯。因 为两个模块都使用了ECT的信 息来决定工作策略。
• 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生产的阶段,但没有统一 以车身系统为主的控制方式。
1.1.3车载网络系统的发展史
• 现在欧洲又以与CAN协议不同的思路提出了控制系统的新协 议TTP(Time Triggered Protocol),并在X-by-wire系统即线 控操作中开始应用。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起的AV网络。由于这种网络须将 大容量的数据连续输出,故这种网络上将采用光缆。
– 4.现场总线 • 现场总线(Field Bus)是在工业过程控制和生产自动化领域发展起 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装置中的 一种串行数字通信链路。
车载网络技术概述

车载网络技术概述
学习内容
1 2 3 汽车网络技术的发展 汽车网络技术的应用 汽车网络标准与协议
车载网络技术概述
车载网络技术概述 一、数据传输方式 根据发送装置向接收装置传输信息时各字节的传输方式 不同,数据传输方式分为并行传输和串行传输两种形式。 1.并行传输
图2-13 并行传输 1—发送装置;2—数据;3—接收装置;MSB—最高值数位;LSB—最低值数位
⑥车况掌握。
图1-17 自适应巡航系统监测前、后车辆之间的车距
车辆性能与车况的自动监测、传输,进行多地、远程 “专家会诊”,指导车辆维修等。
⑦个人化信息接收与发布。收发电子邮件与个人化信息等。
车载网络技术概述 ⑧多媒体影音娱乐信息接收。 高画质与高音质的视听设备、游戏机、上网机、个人行 动信息中心、随选视频资讯等(图1-18)。
车载网络技术概述 2.串行传输
图2-14 串行传输 1-发送装置;2-数据;3-接收装置
数据的传输速率(速度)比特率 比特率:每秒传输的数据位数(bit),单位为bit/s(bps)。 波特率:每秒信号变化的次数(B/s)。 在无调制的情况下,波特率精确等于比特率。采用调相技术 时,波特率不等于比特率。 网速:4 Mbps 1Gbps=1000Mbps=1000*1000bps
车载网络技术概述
目前汽车上:
控制单元内部线路中使用并行数据传输方式, 控制单元外部传输信息则大都以串行传输方式进行。
串行数据传输既可以采用同步传输方式,也可以采用异 步传输方式。Fra bibliotek载网络技术概述
串行数据传输:同步传输方式,异步传输方式。 3.同步数据传输 使用一个共同的时钟脉冲发生器可保持发送装置和接收 装置时间管理的同步性。这种方式就是同步传输方式。
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OBD-Ⅱ系统
数据连接口
每一台具有OBD功能的车上都有一个数据连接口(Data Link Connector),缩 写为DLC
①采用标准的OBD-Ⅱ16端子数据通信连接器(DLC)
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OBD-Ⅱ系统
DLC 的位置
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OBD-Ⅱ系统
统一的故障码编制方法及含 义,使得故障码的识别和分 析更快速。
故障码类型 0-----SAE通用故障码 1-----制造厂规定故障码
故障系统 P-----动力系统 B-----车身 C-----底盘 U------网络通讯
车载网络—汽车电子控制单元
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汽车电子技术的发展:
第1阶段:20世纪60年代至70年代 侧重于开发单独性的电子零部件, 以改善单个机械部件的性能。
第2阶段:20世纪70年代至90年代 侧重于开发独立的控制系统
第3阶段:20世纪90年代至今 广泛应用计算机网络与信息技术
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模拟量输入通道组成
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电平转换 及光电隔 离电路
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数字量输入
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模拟量输出
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数字量输出
控制喷油器的输出电路
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电磁阀控制电路
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三相步进电机的控制示意图
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玛瑞利单点电脑内部电路框图
2001/100/EC
作用:
1. 检测到排放相关故障时,OBD 系统用仪表板上的 MIL 灯给驾驶员 报警
2. 故障车可以及时得到修理,减少车辆排放 3. OBD 系统储存有识别故障件、故障系统和故障原因的重要信息,
有助于技师迅速诊断,对症修理,可以降低车主维修成本,并在 第一时间使车辆得到正确维修
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故障指示灯(MIL)
• MIL,即Malfunction Indicator Lamp • EOBD要求使用一个在ISO 2575(1)定义的符号作为MIL。我国采
用了EOBD的规定。
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故障指示灯(MIL)
• MIL,即Malfunction Indicator Lamp • 1990年修订的《清洁空气法》 要求自1996年开始,在美国销售的车辆上必
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汽车自诊断系统对故障的确认方法 ①值域判定法 ② 时域判定法 ③功能判定法 ④逻辑判定法
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OBD-Ⅱ系统
• OBD系统的主要诊断功能 • 综合部件监测 • 氧传感器诊断 • 催化转化器诊断 • 燃油蒸发脱附装置流量诊断 • 失火诊断 • 废气再循环压力诊断 • 电子节气门 • CAN数据总线数据诊断 • 二次空气流量诊断 • 进气压力限值诊断
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MC68HC11F1 结构框图
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MC68HC11F1 68-Pin PLCC封装图
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点火电路原理图
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喷油控制电路原理图
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怠速控制电路原理图
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电源部分工作原理图
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P0301
故障子系统 0-----燃油和空气计量 1-----车身 2-----底盘 3------点火系统、缺火 4-----辅助排放控制 5-----车速控制、怠速控制 6-----计算机输出电路 7------变速器 8------变速器
故障具体部位
页数: 26OBD-Ⅱ系统来自扫描工具01/2015
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OBDⅡ系统
• OBDI系统达不到日益严格的排放法规的要求,在美国加州大气资源委 员会(CARB)的倡导之下,美国汽车工程师协会 (SAE)制定了一个更加完 善的OBD-Ⅱ系统,并于1996年在美国强制实施。
(1)排放监测功能加强。 (2)通用性好。OBD-Ⅱ系统采用了大量标准化的内容 . ①采用标准的OBD-Ⅱ16端子数据通信连接器(DLC) ②标准的通信协议、诊断模式和通用的诊断仪,使诊断仪使用很方便。 ③统一的故障码编制方法及含义,使得故障码的识别和分析更快速。 ④统一的部件名称和缩写,标准的诊断信息数据格式,使得各种信息不 再混乱。 (3)信息量大。
车身电子 电动车窗、电动门锁、电动后视镜、电动天线、
系统 自动空调、座位调节系统等。
信息与通 信系统
电子声音复制,声控操作,音响,车内计算机, 车载电话,交通控制信息系统,电子仪表显示, 局域网技术等。
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汽车电控单元结构
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电源电路
CAN-BUS系统
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汽车电子控制系统
系统类别
电子装置
动力控制 系统
电子点火系统,电子控制燃油喷射系统,废气再 循环控制系统,电子控制强制怠速系统,排放控 制等
安全与底 盘电子系
统
自动变速器,防滑差速器,动力转向,四轮转向, 制动防抱死,驱动防滑,巡航控制,悬架控制, 自动安全带、安全气囊,雷达防撞,倒车报警器, 防盗系统等、自动前照灯。
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继电器部分工作原理图
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On
B oard
D iagnostics
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OBD的定义与作用
OBD定义:
OBD指用于排放控制的车载诊断系统,它具有识别可能的故 障区域的能力,用储存在计算机存储器内的故障码来显示。
-Defined by European Union: 70/220/EEC, as last amended by
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OBD-Ⅱ系统
• OBD系统的诊断功能 • OBD系统的监测范畴决定于法规要求、发动机管理系统的功能以
及车辆制造厂和电喷系统供应商的要求。 • 德尔福(Delphi) • 西门子(Simens) • 博世(Bosch) • 电装(Denso) • 马瑞利(MagnetiMarelli)