《汽车网络控制系统检修》模块一 汽车网络控制系统基础知识
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《汽车网络控制系统检修》教案
《
第
教学内容
课题一汽车网络控制系统概述
教学任务
1. 了解车载网路系统的应用范围。
2. 熟悉车载网络系统的功能及作用。
3. 熟悉车载网络系统的分类。
4. 掌握车载网络系统常用术语。
教学过程
课程导入
一、组织教学（2分钟）
整顿纪律、清点人数，稳定学生情绪。
二、导入新课（5分钟）
1.本课题的学习目的
2.本课题学习及掌握的主要内容
思考练习
见《汽车网络控制系统检修》74页
第
教学内容
课题二CAN 数据总线系统（任务四、五、六）
教学任务
1. 了解 CAN 数据总线通信协议的特点。
2. 了解 CAN 数据总线系统在汽车上的应用范围。
3. 学会检修 CAN 数据总线系统。
教学过程
课程导入
一、组织教学（2分钟）
整顿纪律、清点人数，稳定学生情绪。
1.本课题的学习目的
2.本课题学习及掌握的主要内容
3.本课题参阅的材料
4.对本课题作业的要求
详细内容及要求
一、LIN 数据总线系统概述
1.LIN 数据总线的发展史
2.LIN 数据总线的含义
3.LIN 数据总线标准
4.LIN 数据总线的特性
5.LIN 数据总线与 CAN 数据总线
（1）LIN 的特点
（2）LIN 的功能
（4）LAN 数据总线在汽车上的特点
N 数据总线的类型
N 数据总线在汽车上的应用
（1）别克君威上的高速、中速、低速 GM-LAN 的局域网总线
（2）丰田汽车采用的两种多路传输通信需要的集成电路
（3）SAE J1850 标准的 PWM 编码作为两种集成电路通信协议的基础
第
教学内容
课题一汽车网络控制系统概述
教学任务
1. 了解车载网路系统的应用范围。
2. 熟悉车载网络系统的功能及作用。
3. 熟悉车载网络系统的分类。
4. 掌握车载网络系统常用术语。
教学过程
课程导入
一、组织教学（2分钟）
整顿纪律、清点人数，稳定学生情绪。
二、导入新课（5分钟）
1.本课题的学习目的
2.本课题学习及掌握的主要内容
思考练习
见《汽车网络控制系统检修》74页
第
教学内容
课题二CAN 数据总线系统（任务四、五、六）
教学任务
1. 了解 CAN 数据总线通信协议的特点。
2. 了解 CAN 数据总线系统在汽车上的应用范围。
3. 学会检修 CAN 数据总线系统。
教学过程
课程导入
一、组织教学（2分钟）
整顿纪律、清点人数，稳定学生情绪。
1.本课题的学习目的
2.本课题学习及掌握的主要内容
3.本课题参阅的材料
4.对本课题作业的要求
详细内容及要求
一、LIN 数据总线系统概述
1.LIN 数据总线的发展史
2.LIN 数据总线的含义
3.LIN 数据总线标准
4.LIN 数据总线的特性
5.LIN 数据总线与 CAN 数据总线
（1）LIN 的特点
（2）LIN 的功能
（4）LAN 数据总线在汽车上的特点
N 数据总线的类型
N 数据总线在汽车上的应用
（1）别克君威上的高速、中速、低速 GM-LAN 的局域网总线
（2）丰田汽车采用的两种多路传输通信需要的集成电路
（3）SAE J1850 标准的 PWM 编码作为两种集成电路通信协议的基础
汽车网络控制系统检修
（1） 在客户的焦虑区内要关心客户。 （2） 在客户的担心区内要影响客户。 （3） 在客户的舒适区内要控制客户。
第一节 顾问式汽车销售
四、顾问式汽车销售的原则
1. 汽车销售的最终目标 2.善用舒适区的理念 3. 时刻把握客户的需求 4.帮助客户作出正确决定 5. 超越客户期望值
第二节 汽车销售岗位
１) 超越客户期望值的方法
(１) 不花钱的方法:记住客户的姓名、情况；记住客户的生 日、结婚纪念日；打电话以示祝贺；态度热情，勤奋，微笑 服务；整洁的环境，个人清洁；迎送客户；24h电话随时有 人接听等。
(２) 花钱不多的方法:赠送小礼品、磁卡、电话本；饮料、 茶水、报刊、音乐、药品、免费的工作午餐；统一制服，形 象；接送客户服务，提供幽雅的接待环境；逢节日、生日给 有记录的客户 送鲜花、礼品等。
第一节 顾问式汽车销售
２) 超越客户期望值的程度 给客户现实体验不是越高越好，客户期望值建议超越一点 点就好，因为客户的期望值会在体验中不断提高，一次超越 太多的话会增加企业的成本，也达不到让客户惊喜的目的。 客户期望值来自于其以往的经验，期望值不会一直保持在同 一水平，客户先前来经销店有香槟喝，客户很满意，下次再 给客户香槟喝他们会感觉是应该的，他们会期望更好的回报 。
第一节 顾问式汽车销售
一、什么是顾问式汽车销售
１. 传统的汽车销售
在传统的汽车销售中，由于市场和消费者的不成熟，销售 的竞争往往是价格的恶性竞争，销售过程关注更多的是４Ｐ( 产品、价格、渠道、促销)，汽车销售只是卖出汽车或服务换 取报酬，没有关注客户的真实需求，汽车销售人员的兴奋点 在所销售的汽车产品上，强调的是销售人员和企业的盈利， 忽视了销售过程中对客户的服务，也忽视了客户的利益，这 种销售我们称之为传统销售。随着市场竞争的加剧，这种销 售方式和销售理念将逐渐退出，取而代之的是顾问式汽车销 售。
第一节 顾问式汽车销售
四、顾问式汽车销售的原则
1. 汽车销售的最终目标 2.善用舒适区的理念 3. 时刻把握客户的需求 4.帮助客户作出正确决定 5. 超越客户期望值
第二节 汽车销售岗位
１) 超越客户期望值的方法
(１) 不花钱的方法:记住客户的姓名、情况；记住客户的生 日、结婚纪念日；打电话以示祝贺；态度热情，勤奋，微笑 服务；整洁的环境，个人清洁；迎送客户；24h电话随时有 人接听等。
(２) 花钱不多的方法:赠送小礼品、磁卡、电话本；饮料、 茶水、报刊、音乐、药品、免费的工作午餐；统一制服，形 象；接送客户服务，提供幽雅的接待环境；逢节日、生日给 有记录的客户 送鲜花、礼品等。
第一节 顾问式汽车销售
２) 超越客户期望值的程度 给客户现实体验不是越高越好，客户期望值建议超越一点 点就好，因为客户的期望值会在体验中不断提高，一次超越 太多的话会增加企业的成本，也达不到让客户惊喜的目的。 客户期望值来自于其以往的经验，期望值不会一直保持在同 一水平，客户先前来经销店有香槟喝，客户很满意，下次再 给客户香槟喝他们会感觉是应该的，他们会期望更好的回报 。
第一节 顾问式汽车销售
一、什么是顾问式汽车销售
１. 传统的汽车销售
在传统的汽车销售中，由于市场和消费者的不成熟，销售 的竞争往往是价格的恶性竞争，销售过程关注更多的是４Ｐ( 产品、价格、渠道、促销)，汽车销售只是卖出汽车或服务换 取报酬，没有关注客户的真实需求，汽车销售人员的兴奋点 在所销售的汽车产品上，强调的是销售人员和企业的盈利， 忽视了销售过程中对客户的服务，也忽视了客户的利益，这 种销售我们称之为传统销售。随着市场竞争的加剧，这种销 售方式和销售理念将逐渐退出，取而代之的是顾问式汽车销 售。
车载网络系统及其故障诊断方法PPT课件
B级速率：10~100 kb/s，主要应用于电子车辆 信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系 统。
C级速率：最高可达1M kb/s，主要用于悬架控 制、先进发动机控制、牵引控制、ABS等系统。
SAE：美国机动车工程师学会
.
14
二、车载网络的分类（2）
分类依据：功能和速率
➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统
➢TTPTM/C(Time-Triggered Protocol)
➢FlexRay
.
32
D类网络协议的特点及分类
➢该类网络统称智能数据总线(Intelligent Data Bus) ➢主要面向信息、多媒体系统等。
.
33
根据SAE分类： IDB-C(低速)、 IDB-M(高 速)和IDB-Wireless(无线通讯)。D类网络协议的 位速率在250Kbps~400Mbps之间。
.
15
车载网络传输速度：
.
16
典型的现代汽车车载网络
.
17
Vehicle LAN（ 车载局域网）
.
18
A 类网络的特点
➢ 适用于对实时性要求不高的场合，主 要应用于电动门窗、座椅调节、灯光 照明等控制。
➢ 位速率一般小于10Kbps；
“bit”（比特）为网络数据计量单位； “bps”是“bit per second”（每秒传输数据）的简写，为网络数据流量单 位；“512Kbps”也就代表“512Kbit/秒”的数据流量； “byte”为文件字节单位，1 个byte = 8 个bit；
C级速率：最高可达1M kb/s，主要用于悬架控 制、先进发动机控制、牵引控制、ABS等系统。
SAE：美国机动车工程师学会
.
14
二、车载网络的分类（2）
分类依据：功能和速率
➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统
➢TTPTM/C(Time-Triggered Protocol)
➢FlexRay
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D类网络协议的特点及分类
➢该类网络统称智能数据总线(Intelligent Data Bus) ➢主要面向信息、多媒体系统等。
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33
根据SAE分类： IDB-C(低速)、 IDB-M(高 速)和IDB-Wireless(无线通讯)。D类网络协议的 位速率在250Kbps~400Mbps之间。
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车载网络传输速度：
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典型的现代汽车车载网络
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Vehicle LAN（ 车载局域网）
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18
A 类网络的特点
➢ 适用于对实时性要求不高的场合，主 要应用于电动门窗、座椅调节、灯光 照明等控制。
➢ 位速率一般小于10Kbps；
“bit”（比特）为网络数据计量单位； “bps”是“bit per second”（每秒传输数据）的简写，为网络数据流量单 位；“512Kbps”也就代表“512Kbit/秒”的数据流量； “byte”为文件字节单位，1 个byte = 8 个bit；
车载网络系统原理与检修
车载网络系统原理与检修一、车载网络系统的原理1. 总线网络：车载网络系统采用了总线网络的结构，主要包括CAN 总线、LIN总线以及FlexRay总线。
这些总线网络按照不同的要求实现车内所有设备之间的信息传递和通信。
2.数据传输：车载网络系统通过总线网络将各个子系统连接起来，实现数据的传输和通信。
比如，通过CAN总线可以实现车辆各个子系统之间的信息传递，包括发动机、ABS系统、气囊系统等。
通过LIN总线可以实现车门控制、车窗控制等功能。
3.控制单元：车载网络系统中需要有相应的控制单元来管理和控制各个子系统。
控制单元通常采用微控制器或嵌入式处理器，负责进行数据处理、通信协议的解析和控制信号的生成。
4.嵌入式系统：车载网络系统中的软件部分通常是以嵌入式系统的形式存在，这意味着它具有实时性、可靠性和可扩展性。
软件主要包括操作系统、驱动程序和应用程序。
操作系统负责管理和调度硬件资源，驱动程序负责与硬件设备的通信，应用程序则提供了各种功能和服务。
二、车载网络系统的检修1. 硬件检修：硬件检修主要针对车载网络系统中的硬件设备进行检查和维修。
首先需要检查总线网络的连接是否正常，包括CAN总线、LIN 总线和FlexRay总线的连接和接口是否正常。
其次需要检查各个子系统的连接、设备状态和供电是否正常。
最后还需要检查控制单元和嵌入式系统的工作状态，包括CPU、内存和存储设备等。
2.软件检修：软件检修主要针对车载网络系统中的软件部分进行检查和维修。
首先需要检查操作系统是否正常运行，包括启动是否正常、资源管理是否正常等。
其次需要检查驱动程序是否正常工作，包括与硬件设备的通信是否正常、设备驱动是否正常等。
最后需要检查应用程序的功能和服务是否正常，包括GPS导航、娱乐功能、车辆诊断等是否正常运行。
综上所述，车载网络系统是通过总线网络实现各个子系统之间的信息传递和通信的系统，其原理主要包括总线网络、数据传输、控制单元和嵌入式系统。
汽车车载网络系统检修
用7#，15#脚；SAE标准。（SAE-J1850）利用2#，10#脚。 ❖ （3）统一各车种相同故障代码及意义。 ❖ （4）具有行车记录器功能，能锁定记忆故障码时的数据流。 ❖ （5）具有重新显示记忆的故障码功能。 ❖ （6）具有可由仪器直接消除故障码功能。
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务二 电控单元的检测
任务一 电控单元的组成
❖ （一）电源电路 ❖ 汽车电源电路是ECU一个别不可少的组成部分。
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
❖ （二）输入回路
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
❖ （三）微处理器
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
7# ISO-9141资料传输K
15# ISO-9141资料传输L
8# 提供制造厂应用
16# 直接蓄电池正电源
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务二 电控单元的检测
❖ 3、OBD-Ⅱ统一故障代码标准 ❖ 一组OBD-Ⅱ故障码是由5个代码组合而成，第一个字为英文代码，
代表测试系统，如B代表车身控制系统（BODY），C代表底盘控制 系统（CHASSIS）， P代表发动机变速器控制系统，即动力控制总 成（POWERTRAIN），U代表车载网络系统（CAN）。 ❖ 例如：福特EEC-V（第五代控制系统）的“P 1 3 5 2” 故障码， 其中第一位“P”代表测试系统；第二位“1”代表汽车制造厂码，该码 可以是“0-3”的数字，如果该码为“0”代表是SAE所定义的故障码。 其他的“1”，“2”或“3”等码，代表汽车制造厂，由制造厂自己定义； 第三位“3”代表SAE定义的故障范围（见表）；第四、五位“52”代表 原制造厂设定的故障代码。
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务二 电控单元的检测
任务一 电控单元的组成
❖ （一）电源电路 ❖ 汽车电源电路是ECU一个别不可少的组成部分。
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
❖ （二）输入回路
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
❖ （三）微处理器
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务一 电控单元的组成
7# ISO-9141资料传输K
15# ISO-9141资料传输L
8# 提供制造厂应用
16# 直接蓄电池正电源
项目一 汽车电子控制单元的结构与检修
任务二 电控单元的检测
❖ 3、OBD-Ⅱ统一故障代码标准 ❖ 一组OBD-Ⅱ故障码是由5个代码组合而成，第一个字为英文代码，
代表测试系统，如B代表车身控制系统（BODY），C代表底盘控制 系统（CHASSIS）， P代表发动机变速器控制系统，即动力控制总 成（POWERTRAIN），U代表车载网络系统（CAN）。 ❖ 例如：福特EEC-V（第五代控制系统）的“P 1 3 5 2” 故障码， 其中第一位“P”代表测试系统；第二位“1”代表汽车制造厂码，该码 可以是“0-3”的数字，如果该码为“0”代表是SAE所定义的故障码。 其他的“1”，“2”或“3”等码，代表汽车制造厂，由制造厂自己定义； 第三位“3”代表SAE定义的故障范围（见表）；第四、五位“52”代表 原制造厂设定的故障代码。
车载网络系统原理与检修 1-车载网络-汽车电子控制单元
01/2015
页数: 30
OBD-Ⅱ随车诊断系统的监测功能
1.缺火监测器
缺火检测器主要功能是判断是否缺火、缺火的危害程度以及缺火的气缸，
并关闭喷油器。它通过测试每个气缸做功时发动机转速的变化，判断某
个缸是否存在缺火。具体是当缺火检测器测试到发动机转速有下降，并 根据曲轴位置信号和凸轮轴位置信号识别是否处于作功行程，判断是否
页数: 2
汽车电子控制系统
系统类别 动力控制 系统 电子装置 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 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。 电动车窗、电动门锁、电动后视镜、电动天线、 自动空调、座位调节系统等。 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。
• • • • •
01/2015
页数: 28
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
01/2015
页数: 29
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
页数: 8
数字量输出
控制喷油器的输出电路
电磁阀控制电路
01/2015
页数: 9
三相步进电机的控制示意图
01/2015
《汽车网络控制系统检修》 配套教学课件
二. 汽车网络基本类型
1.ＣＡＮ 总线网络 ＣＡＮ 是控制器局域网络(Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)的简称。 它是德国博世(Ｂｏｓｃｈ)公司及几个 半导体集成电路制造商开发出来的，起初是专门为汽车工业设计 的，目的是为了节省接线的工作量，后来由于自身的特点被广泛 地应用于各行各业。 目前ＣＡＮ 已由ＩＳＯＴＣ２２ 技术委员 会批准为国际标准，在现场总线中，它是唯一被国际标准化组织 批准的现场总线。
一. 汽车网络常用术语
Ｃ 类是面向高速、实时闭环控制的多路传输网，位速率可达１ ２５ｋｂｉｔ/ ｓ ~１Ｍｂｉｔ/ ｓ，主要用于牵引控制、发动机 控制、ＡＢＳ 等系统。 在Ｃ 类标准中，欧洲的汽车制造商基本上 采用的都是高速通信的ＣＡＮ 总线标准ＩＳＯ １１８９８。
2.汽车多媒体网络协议 汽车多媒体网络和协议分为三种类型，分别是低速、高速和无 线ꎬ其传输速率为２５０ｋｂｉｔ/ ｓ ~１００ Ｍｂｉｔ/ ｓ。 3.动力系统总线 动力系统利用网络将发动机舱内的电控单元连接起来，实现诸 如车辆行驶、停车及转弯等功能，采用高速网络。 动力与传动系统 电控单元的固定位置比较集中，节点数量也有限制。 使用ＣＡＮ 总线，可以实现动力传动系统各控制单元间的高速 数据通信，使每个控制单元可以获得整个动力传动系统的数据和工 作状态，实现控制功能的优化控制。
一. 汽车网络常用术语
4. 舒适系统总线 舒适ＣＡＮ 总线连接五块控制单元，包括中央控制单元及四个 车门的控制单元。 舒适ＣＡＮ 总线传递有五个功能:中央门锁、电 动窗、照明开关、后视镜加热及自诊断功能。 控制单元的各条传输 线以星状形成汇聚一点，这样做的好处是，如果一个控制单元发生 故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。 使用ＣＡＮ 系统使经过车门的导线数据减少，线路变得简单。 如果线路中某处出现对地短路，对正极短路或线路间短路，ＣＡＮ 系统会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行。 四个车门控制 单元都是由中央控制单元控制，只需较少的自诊断线。
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。
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网关是汽车车载通信网络的核心，通过它可以实现各条总线上信息的共享以及 实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。网关连接示意图见下图。
网关功能： ① 它可以把局域网上的数据转变成可以识别的OBD-Ⅱ诊断数据语言，方便 诊断。 ② 它可以实现低速网络和高速网络的信息共享。 ③ 与计算机中的网关作用是一样的，负责接收和发送信息。 ④ 激活和监控局域网络工作状态。 ⑤ 实现车辆数据的同步性。 ⑥ 对信息标识符作翻译。
在传统控制电路中，各种控制信号都属于平行关系，互相之间并没有关联，每个 信号都有专属的信号线，因此，如果需要传输多个信号的话，就需要多根线进行。而 在车载网络系统中采取基于串行数据总线体系结构，能将各种信号按照内部程序转换 为各种数据后，通过一条线或两条线，每个比特的信息一个一个地被传输进行串行通 信，在其通信线上传送的是“0”“1”数字信号。如下图所示，A电脑读取4个开关 信号状态，将其转换为“0110”的数据传送给8电脑，B电脑收到后将其解出，即知 现在1，4开关断开，2，3开关接通。
当数据中的字节有多位时，就能表达很多含义，在进行通信时就能通过多位数的 不同“0”“l”组合变化来传送信息。如下表所示用2位数就可以表达4种意义，如 此类推有n位二进制即可以有2的n次方种数据类型。
采用车载网络进行信号传输的优点如下： ① 简化线束，减轻重量，减少成本，减少尺寸，减少连接器的数量。 ② 可以进行设备之间的通信，丰富了功能。 ③ 通过信息共享，减少传感器型号的重复数量。
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 传输设定优先规则。例如，以l结尾的数字信息要比以0结尾的有优先权。
（2）通信协议的三要素
① 语法：确定通信双方之间“如何讲”，即通信信息帧的格式。 ② 语义：确定通信双方之间“讲什么”，即通信信息帧的数据和控制信息。 ③ 定时规则：确定事件传输的顺序以及速度匹配。
多路传输是指在同一通道或线路上同时传输多条信息，如下图b所示。
常规线路要比多路传输线路简单得多，然而多路传输系统ECU之间所用导线比 常规线路系统所用导线少得多。ECU可以触发仪表板上的警告灯或故障指示灯等， 由于多路传输可以通过一根线(数据总线)执行多个指令，因此可以增加许多功能装 置。多路传输的界面如下图所示。
总线型网是从计算机的总线访问控制发展而来的，它将所有的入网计算机通过分 接头接入一条载波传输线上，网络拓扑结构就是一条传输线，如下图所示。
（3)环型网拓扑结构 环型网通过一个转发器将每台入网计算机接入网络，每个转发器与相邻两台转发 器用物理链路相连，所有转发器组成一个拓扑为环的网络系统，如下图所示。
此外，汽车电子控制装置的大量使用，有些数据信息需要在不同的控制系 统中共享，大量的控制信号也需要实时交换，以提高系统资源的利用率和系统 的工作可靠性。采用传统的点到点的布线方式，信号传输的可靠性、信息传送 速度均具有不适应性，信息传输材料成本较高。
为了简化线路，提高信息传输的速度和可靠性，降低故障率，车载网络技 术应运而生，如控制器局域网(CAN)、局部连接网络(LIN)和局域网(LAN)等。 一辆汽车不管有多少个电控单元，每个电控单元都只需引出两条线共同接在两 个节点上，这两条导线就称为数据总线，也称为网线。采用车载网络可减小线 束尺寸、降低成本、减少插接器的数量，同一款车同等配置下，可以大大简化 汽车线束；可以进行设备之间的通信，增加功能；通过信息共享，减少传感器 信号的重复数量。常规方法布线与采用总线方式布线。如下图所示。
课题一 车载网络系统简介
一、车载网络的使用背景
1．线束变化
汽车技术的快速发展，汽车性能不断提高，汽车电器与电子控制装置在汽 车上的应用越来越多，例如电子燃油喷射系统(EFI)、汽车防滑控制系统(ABS／ ASR)、电控自动变速器、安全气囊(SRS)、电子悬架、电控动力转向系统等。由 于集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上电控单元的数量越来越多， 线路越来越复杂，传统的点到点布线方式使汽车上的导线数量成倍增加，汽车 的线束越来越庞大。而复杂和凌乱的线束使电气线路的故障率增加，降低了汽 车电器与电子控制装置的工作可靠性；占用空间更大，使得在有限的汽车空间 内布线越来越困难，限制了功能的扩展；当线路发生故障时，不仅故障查找麻 烦，而且维修也很困难，在一定程度上影响了电子控制技术在汽车上的应用。 装有车载网络系统车辆线束对比如下图所示。
6．数据帧
为了可靠的传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元，数据单元 即称为数据帧。
7．网关
网关实际上就是一种模块，它工作的好坏决定了不同的总线、模块和网络相互 间通信的好坏。网关可以单独由一个模块充当(如奥迪A8轿车就有一个网关模块)， 也可以由别的模块兼顾(如帕萨特轿车就由仪表电脑充当网关)。
（3）协议的功能
协议的功能是控制并指导两个对话实体的对话过程，发现对话过程中出现的 差错并确定处理策略。
① 差错检测和纠正 ② 分块和重装 ③ 排序 ④ 流量控制
（4）协议的类型
协议可根据其不同特性进行分类，可分为直接型／间接型、单体型／结构化型、 对称型月不对称型、标准型／非标准型等协议的不同类型见下表。
2．车载网络系统的发展
3．汽车传输总线简介
数据传输总线，就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享，从而最 大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。
汽车上传统的信息传递方式采用并行数据传输方式，每项信息需独立的数据线完 成，即有几个信号就要有几条信号传输线。而采用车载网络作为信号传输系统后可有 效地减少汽车通信线路的数量，不管电脑之间有多少信号需要互相传送，都只需要一 根或两根总线就可完成，而且实现更好地在各控制系统之间高速通信、交流信息、协 调控制、共享资源，完成对汽车性能的精确控制如下图所示。
汽车车载网络系统的数据传输是怎样的？车载网络系统如何分类？车载 网络系统的常用术语有哪些，分别代表什么意义？本模块将重点介绍这些问 题。
知识链接
汽车网络信息传输的方式是利用数据总线将汽车上的各个功能模块连接 起来，形成汽车信息传输网络系统。发送数据和控制信号的功能模块将数据 和控制信号以编码的方式发送在同一根总线上，接收数据或控制信号的功能 模块通过解码获得相应的数据和控制命令。总线每次只传递一个信息，多个 信息分时逐个传输。
二、车载网络系统常用术语
1．数据总线
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如下图所示。
2．局域网
局域网(Local Area Network，简称LAN)是在一个有限区域内连接的计算机网 络，简称局域网。一般这个区域具有特定的职能，通过网络实现这个系统内的资源 共享和信息通信。
3．多路传输
环型网的主要特点是：由于一次通信信息在网中传输最大时间是固定的，因此实 时性较高，每个网上结点只与其他两个结点有物理链路直接互连，因此传输控制机制 较为简单；一个结点出故障可能会终止全网运行，因此可靠性较差；网络扩充需对全 网进行拓扑和对访问控制机制进行调整，因此较为复杂。
3．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，即指数据在总 线上的传输协议。
需要较高的传输速度时，通常使用这种传输方式。但是由于插接装置和电缆方 面的费用较高，因此只能在传输路径较短时采用并行传输方式。
4．模块/节点
模块就是一种电子装置。简单一点的如温度和压力传感器，复杂的如计算机( 微处理器)如下图所示。传感器是一个模块装置，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。
5．比特率
比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(bit per second)也可表示为 b/s，比特率越高，单位时间传送的数据量(位数)越大。计算机中的信息都用二进制 的0和1来表示。
模块一 汽车网络控制系 统基础知识
知识目标
1. 熟悉车载网的使用背景及发展历程 2. 掌握车载网络中的常用术语 3. 掌握车载网络的组成 4. 掌握车载网络的分类及协议标准
技能目标
1. 能够对车载网络常用术语进行正确的描述 2. 能够描述车载网络的数据传输方式
情景导入
为了简化线路，提高信息传输的速度和可靠性，降低故障频率，汽车网 络信息技术应运而生。一辆汽车不管有多少块控制单元，每块控制单元都只 需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。
（1）协议的内容
① 在一个简单的通信协议中，模块不分主从，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。
② 一个模块是主模块，其他则为从属模块，根据优先规则，主模块决定哪个从 属模块发信息以及何时发送信息。
③ 所有的模块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 需要这条信息的模块都可以从挂环上取下这条信息。
二、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
进行并行传输时（如图），发送装置向接收装置同时(并行)传输7～8位数据。以 并行形式传输数据时，两个设备之间的电缆必须包括7或8根平行排列的导线(如接地 导线)。
由下图可以看出，采用并行传输方式时，其数据传输如同在具有8条车道(车道 相当于数据导线)的公路上行车(每辆车的载运量相当于一位数据，8辆车的载运量之 和相当于一个字节)，在同一时间内，可以通过8辆车。虽然其通行效率高，但是要 构筑8条车道，建设成本高昂。
（1）双绞线
双绞线是局域网中最普通的传输媒体，一般用于低速传输，最大数据传输率可 达几Mbit／s；双绞线成本较低，传输距离较近，非常适合汽车网络的情况，也是汽 车网络使用最多的传输媒体。双绞线的结构如图(1)所示，双绞线的数据传输原理如 图(2)所示。
（1）
（2）
（2）同轴电缆
同轴电缆的基本结构如下图所示。像双绞线一样，同轴电缆也是由两个导体组 成，但其结构不同。
网关功能： ① 它可以把局域网上的数据转变成可以识别的OBD-Ⅱ诊断数据语言，方便 诊断。 ② 它可以实现低速网络和高速网络的信息共享。 ③ 与计算机中的网关作用是一样的，负责接收和发送信息。 ④ 激活和监控局域网络工作状态。 ⑤ 实现车辆数据的同步性。 ⑥ 对信息标识符作翻译。
在传统控制电路中，各种控制信号都属于平行关系，互相之间并没有关联，每个 信号都有专属的信号线，因此，如果需要传输多个信号的话，就需要多根线进行。而 在车载网络系统中采取基于串行数据总线体系结构，能将各种信号按照内部程序转换 为各种数据后，通过一条线或两条线，每个比特的信息一个一个地被传输进行串行通 信，在其通信线上传送的是“0”“1”数字信号。如下图所示，A电脑读取4个开关 信号状态，将其转换为“0110”的数据传送给8电脑，B电脑收到后将其解出，即知 现在1，4开关断开，2，3开关接通。
当数据中的字节有多位时，就能表达很多含义，在进行通信时就能通过多位数的 不同“0”“l”组合变化来传送信息。如下表所示用2位数就可以表达4种意义，如 此类推有n位二进制即可以有2的n次方种数据类型。
采用车载网络进行信号传输的优点如下： ① 简化线束，减轻重量，减少成本，减少尺寸，减少连接器的数量。 ② 可以进行设备之间的通信，丰富了功能。 ③ 通过信息共享，减少传感器型号的重复数量。
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 传输设定优先规则。例如，以l结尾的数字信息要比以0结尾的有优先权。
（2）通信协议的三要素
① 语法：确定通信双方之间“如何讲”，即通信信息帧的格式。 ② 语义：确定通信双方之间“讲什么”，即通信信息帧的数据和控制信息。 ③ 定时规则：确定事件传输的顺序以及速度匹配。
多路传输是指在同一通道或线路上同时传输多条信息，如下图b所示。
常规线路要比多路传输线路简单得多，然而多路传输系统ECU之间所用导线比 常规线路系统所用导线少得多。ECU可以触发仪表板上的警告灯或故障指示灯等， 由于多路传输可以通过一根线(数据总线)执行多个指令，因此可以增加许多功能装 置。多路传输的界面如下图所示。
总线型网是从计算机的总线访问控制发展而来的，它将所有的入网计算机通过分 接头接入一条载波传输线上，网络拓扑结构就是一条传输线，如下图所示。
（3)环型网拓扑结构 环型网通过一个转发器将每台入网计算机接入网络，每个转发器与相邻两台转发 器用物理链路相连，所有转发器组成一个拓扑为环的网络系统，如下图所示。
此外，汽车电子控制装置的大量使用，有些数据信息需要在不同的控制系 统中共享，大量的控制信号也需要实时交换，以提高系统资源的利用率和系统 的工作可靠性。采用传统的点到点的布线方式，信号传输的可靠性、信息传送 速度均具有不适应性，信息传输材料成本较高。
为了简化线路，提高信息传输的速度和可靠性，降低故障率，车载网络技 术应运而生，如控制器局域网(CAN)、局部连接网络(LIN)和局域网(LAN)等。 一辆汽车不管有多少个电控单元，每个电控单元都只需引出两条线共同接在两 个节点上，这两条导线就称为数据总线，也称为网线。采用车载网络可减小线 束尺寸、降低成本、减少插接器的数量，同一款车同等配置下，可以大大简化 汽车线束；可以进行设备之间的通信，增加功能；通过信息共享，减少传感器 信号的重复数量。常规方法布线与采用总线方式布线。如下图所示。
课题一 车载网络系统简介
一、车载网络的使用背景
1．线束变化
汽车技术的快速发展，汽车性能不断提高，汽车电器与电子控制装置在汽 车上的应用越来越多，例如电子燃油喷射系统(EFI)、汽车防滑控制系统(ABS／ ASR)、电控自动变速器、安全气囊(SRS)、电子悬架、电控动力转向系统等。由 于集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上电控单元的数量越来越多， 线路越来越复杂，传统的点到点布线方式使汽车上的导线数量成倍增加，汽车 的线束越来越庞大。而复杂和凌乱的线束使电气线路的故障率增加，降低了汽 车电器与电子控制装置的工作可靠性；占用空间更大，使得在有限的汽车空间 内布线越来越困难，限制了功能的扩展；当线路发生故障时，不仅故障查找麻 烦，而且维修也很困难，在一定程度上影响了电子控制技术在汽车上的应用。 装有车载网络系统车辆线束对比如下图所示。
6．数据帧
为了可靠的传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元，数据单元 即称为数据帧。
7．网关
网关实际上就是一种模块，它工作的好坏决定了不同的总线、模块和网络相互 间通信的好坏。网关可以单独由一个模块充当(如奥迪A8轿车就有一个网关模块)， 也可以由别的模块兼顾(如帕萨特轿车就由仪表电脑充当网关)。
（3）协议的功能
协议的功能是控制并指导两个对话实体的对话过程，发现对话过程中出现的 差错并确定处理策略。
① 差错检测和纠正 ② 分块和重装 ③ 排序 ④ 流量控制
（4）协议的类型
协议可根据其不同特性进行分类，可分为直接型／间接型、单体型／结构化型、 对称型月不对称型、标准型／非标准型等协议的不同类型见下表。
2．车载网络系统的发展
3．汽车传输总线简介
数据传输总线，就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享，从而最 大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。
汽车上传统的信息传递方式采用并行数据传输方式，每项信息需独立的数据线完 成，即有几个信号就要有几条信号传输线。而采用车载网络作为信号传输系统后可有 效地减少汽车通信线路的数量，不管电脑之间有多少信号需要互相传送，都只需要一 根或两根总线就可完成，而且实现更好地在各控制系统之间高速通信、交流信息、协 调控制、共享资源，完成对汽车性能的精确控制如下图所示。
汽车车载网络系统的数据传输是怎样的？车载网络系统如何分类？车载 网络系统的常用术语有哪些，分别代表什么意义？本模块将重点介绍这些问 题。
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汽车网络信息传输的方式是利用数据总线将汽车上的各个功能模块连接 起来，形成汽车信息传输网络系统。发送数据和控制信号的功能模块将数据 和控制信号以编码的方式发送在同一根总线上，接收数据或控制信号的功能 模块通过解码获得相应的数据和控制命令。总线每次只传递一个信息，多个 信息分时逐个传输。
二、车载网络系统常用术语
1．数据总线
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如下图所示。
2．局域网
局域网(Local Area Network，简称LAN)是在一个有限区域内连接的计算机网 络，简称局域网。一般这个区域具有特定的职能，通过网络实现这个系统内的资源 共享和信息通信。
3．多路传输
环型网的主要特点是：由于一次通信信息在网中传输最大时间是固定的，因此实 时性较高，每个网上结点只与其他两个结点有物理链路直接互连，因此传输控制机制 较为简单；一个结点出故障可能会终止全网运行，因此可靠性较差；网络扩充需对全 网进行拓扑和对访问控制机制进行调整，因此较为复杂。
3．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，即指数据在总 线上的传输协议。
需要较高的传输速度时，通常使用这种传输方式。但是由于插接装置和电缆方 面的费用较高，因此只能在传输路径较短时采用并行传输方式。
4．模块/节点
模块就是一种电子装置。简单一点的如温度和压力传感器，复杂的如计算机( 微处理器)如下图所示。传感器是一个模块装置，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。
5．比特率
比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(bit per second)也可表示为 b/s，比特率越高，单位时间传送的数据量(位数)越大。计算机中的信息都用二进制 的0和1来表示。
模块一 汽车网络控制系 统基础知识
知识目标
1. 熟悉车载网的使用背景及发展历程 2. 掌握车载网络中的常用术语 3. 掌握车载网络的组成 4. 掌握车载网络的分类及协议标准
技能目标
1. 能够对车载网络常用术语进行正确的描述 2. 能够描述车载网络的数据传输方式
情景导入
为了简化线路，提高信息传输的速度和可靠性，降低故障频率，汽车网 络信息技术应运而生。一辆汽车不管有多少块控制单元，每块控制单元都只 需引出两条线共同接在两个节点上，这两条导线就称作数据总线。
（1）协议的内容
① 在一个简单的通信协议中，模块不分主从，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。
② 一个模块是主模块，其他则为从属模块，根据优先规则，主模块决定哪个从 属模块发信息以及何时发送信息。
③ 所有的模块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 需要这条信息的模块都可以从挂环上取下这条信息。
二、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
进行并行传输时（如图），发送装置向接收装置同时(并行)传输7～8位数据。以 并行形式传输数据时，两个设备之间的电缆必须包括7或8根平行排列的导线(如接地 导线)。
由下图可以看出，采用并行传输方式时，其数据传输如同在具有8条车道(车道 相当于数据导线)的公路上行车(每辆车的载运量相当于一位数据，8辆车的载运量之 和相当于一个字节)，在同一时间内，可以通过8辆车。虽然其通行效率高，但是要 构筑8条车道，建设成本高昂。
（1）双绞线
双绞线是局域网中最普通的传输媒体，一般用于低速传输，最大数据传输率可 达几Mbit／s；双绞线成本较低，传输距离较近，非常适合汽车网络的情况，也是汽 车网络使用最多的传输媒体。双绞线的结构如图(1)所示，双绞线的数据传输原理如 图(2)所示。
（1）
（2）
（2）同轴电缆
同轴电缆的基本结构如下图所示。像双绞线一样，同轴电缆也是由两个导体组 成，但其结构不同。