汽車總線系統(tǒng)

汽車總線系統(tǒng)

藍海汽修學校為什么采用數(shù)據(jù)總線我們知道，汽車每個電腦之間有許多信號需要傳遞，一個信號需要兩條導線構成回路，雖然所有信號的對地端可以采用一條公共導線，但隨著傳遞信號的增多會使兩塊電腦之間連接線的數(shù)量越來越多，這樣會帶來電控單元針腳數(shù)增多、線路制作復雜、故障率增加、維修困難。

2什么是數(shù)據(jù)總線一輛汽車不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每臺電控單元都引出兩條線共同接在兩個節(jié)點上，這兩條導線就稱作數(shù)據(jù)總線。以前各電控單元之間好比有許多人騎著自行車來來往往，現(xiàn)在是這些人乘坐公共汽車，公共汽車可以運輸大量乘客，故數(shù)據(jù)總線亦稱BUS線3什么是CAN協(xié)議電子計算機網(wǎng)絡用電子語言來說話，各電控單元必須使用和解讀相同的電子語言，這種語言稱“協(xié)議”，汽車電腦網(wǎng)絡常見的傳輸協(xié)議有數(shù)種。寶來車裝用博世公司產(chǎn)品，數(shù)據(jù)總線采用CAN協(xié)議，這個協(xié)議是由福特、Internet、博世公司共同開發(fā)的高速汽車通信協(xié)議。CAN是ControllerAreaNetwork（控制單元區(qū)域網(wǎng)絡）的縮寫，意思是控制單元通過網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)。CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)優(yōu)點數(shù)據(jù)總線與其它部件組合在一起就成為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點是：a、將傳感器信號線減至最少，使更多的傳感器信號進行高速數(shù)據(jù)傳遞；b、電控單元和電控單元插腳最小化應用，節(jié)省電控單元的有限空間；c、如果系統(tǒng)需要增加新的功能，只需軟件升級即可；d、各電控單元對所連接的CAN總線進行實時監(jiān)測，如出現(xiàn)故障該電控單元會存儲故障碼；e、CAN數(shù)據(jù)總線符合國際標準，便于一輛車上不同廠家生產(chǎn)的電控單元進主要車載網(wǎng)絡基本情況CAN（ControllerAreaNetwork)Controller：控制器

Area：區(qū)域Network：網(wǎng)絡車身/動力傳動系統(tǒng)控制用協(xié)議，最有可能成為世界標準的車用協(xié)議通信速度：1Mbit/sVANVAN(VehicleAreaNetwork)車用系統(tǒng)控制用LAN協(xié)議，以法國為中心通信速度：1Mbit/s開發(fā)單位：ISOMOSTMOST(MediaOrientedSystemTransport)Media：媒體

Oriented：導向System：系統(tǒng)Transport：傳輸信息系統(tǒng)通信協(xié)議以歐洲為中心，由克萊斯勒與BMW公司推動通信速度：22.5Mbit/sLINLIN（localinterconnectnetwork)Local：局部

Interconnect：互聯(lián)Network：網(wǎng)絡車身系統(tǒng)控制用LAN協(xié)議通信速度：10.4—41.6Kbit/s低成本串行通信系統(tǒng)，單線連接Byteflight重視安全、按用途分類的控制用LAN協(xié)議通信速度：10Mbit/sBWM公司FlexRay重視安全、按用途分類的控制用LAN協(xié)議通信速度：5Mbit/sBMW公司Daimler-Chrysler總線系統(tǒng)構成1.控制單元2.數(shù)據(jù)總線3.網(wǎng)絡4.架構5.通信協(xié)議6.網(wǎng)關AudiC6數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)C5網(wǎng)絡 21個聯(lián)網(wǎng)控制單元 3個總線系統(tǒng) 通過K線和L線診斷C6聯(lián)網(wǎng) 最多81個控制單元 18個總線系統(tǒng) 通過CAN總線進行診斷C6AudiC6數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)AnzeigeeinheitimSchalttafeleinsatzJ285DiagnoseanschlussT16Türsteuerger?t,FahrerseiteJ386Türsteuerger?t,BeifahrerseiteJ387Türsteuerger?t,hintenlinksJ388Türsteuerger?t,hintenrechtsJ389SitzverstellungJ136Sitzverstellung,BeifahrerJ521Multifunktions-lenkradJ453KomfortsystemJ393AlarmhornH12Innenraum-überwachungG273Bordnetz2J520BordnetzJ519WischermotorJ400SensorfürRegen-/LichterkennungG397Reifendruck-überwachungJ502ClimatronicJ255Frischluftgebl?seJ126Anh?nger-erkennungJ345Energie-managementJ644EinparkhilfeJ446ZusatzheizungJ364SendervornelinksG431SendervornerechtsG432SenderhintenlinksG433SenderhintenrechtsG434AntennehintenR96Zugang-undStartberechtigungJ518SchalterfürZugang-undStartberechtigungE415Antennen-Einlese-EinheitfürschlüsselloseZugangsberechtigungJ723ElektrischePark-undHandbremseJ540AutomatischesGetriebeJ217NiveauregelungJ197NOXSensorJ583Motorelektronik1J623ABSmitEDSJ104GeberfürDrehrateG202Leuchtweiten-regelungJ431LeistungsmodulScheinwerferrechtsJ668LeistungsmodulScheinwerferlinksJ667Lenkwinkel-sensorG85Lenks?ulen-elektronikJ527AirbagJ234Sitzbelegungs-erkennungJ706CD-WechslerR41Anzeige-undBedieneinheitfürInformation,vornJ523Verst?rkerDSPJ525NavigationJ401TV-TunerR78Sende-undEmpfangsger?tfürTelefon,R36RadiomodulRSpracheingabeJ507Telefon/TelematikJ526Bedienh?rerfürTelefonR37DiagnoseinterfacefürDatenbusJ533Abstands-regelungJ428CANKomfortCANAbstandsregelungCANKombiCANAntriebCANDiagnoseMOSTLINdiverseSubbussystemeGeberK?ltemitteldruckK?ltemitteltemperaturG395AudiC6數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)舒適系統(tǒng)網(wǎng)關/診斷接口J533門控制單元副司機側J387能量管理系統(tǒng)J644門控制單元右后J389座椅調節(jié)副司機側J521掛車識別J345駐車輔助J446進入/啟動授權

J518駐車加熱

J364整車電器控制單元2J520門控制單元司機側

J386門控制單元左后J388座椅調節(jié)司機側

J136警報喇叭H12雨滴光強傳感器G397冷卻液壓力和溫度傳感器

G395發(fā)送器

左后G433發(fā)送器

左前

G431雨刷電機

J400室內監(jiān)控G273多功能方向盤J453新鮮空氣鼓風機J126發(fā)送器右后

G434發(fā)送器

右前

G432整車電器控制單元1J519自動空調

J255舒適系統(tǒng)中央控制單元J393轉向柱電器J527輪胎氣壓監(jiān)控J502后部天線

R96舒適CAN總線LIN總線寶馬E85CAN通信技術概述CAN(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)絡。由于其高性能、高可靠性、及獨特的設計，CAN越來越受到人們的重視。國外已有許多大公司的產(chǎn)品采用了這一技術。CAN最初是由德國的BOSCH公司為汽車監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設計的?，F(xiàn)代汽車越來越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動機的定時、注油控制，加速、剎車控制(ASC)及復雜的抗鎖定剎車系統(tǒng)(ABS)等。由于這些控制需檢測及交換大量數(shù)據(jù)，采用硬接信號線的方式不但煩瑣、昂貴，而且難以解決問題，采用CAN總線上述問題便得到很好地解決。CAN總線特點CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。

CAN總線特點如下：（1）可以多主方式工作，網(wǎng)絡上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上的其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活。（2）網(wǎng)絡上的節(jié)點（信息）可分成不同的優(yōu)先級,可以滿足不同的實時要求。

（3）采用非破壞性位仲裁總線結構機制，當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。CAN總線特點（4）可以點對點、一點對多點（成組）及全局廣播幾種傳送方式接收數(shù)據(jù)。（5）直接通信距離最遠可達10km（速率5Kbps以下）。（6）通信速率最高可達1MB/s（此時距離最長40m）。（7）節(jié)點數(shù)實際可達110個。（8）采用短幀結構，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個。（9）每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，數(shù)據(jù)出錯率極低。（10）通信介質可采用雙絞線，同軸電纜和光導纖維，一般采用廉價的雙絞線即可，無特殊要求。（11）

節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響CAN的發(fā)展背景及其應用情況CAN的起源

現(xiàn)代社會對汽車的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動安全性和被動安全性；乘坐的舒適性；駕駛與使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。在汽車設計中運用微處理器及其電控技術是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運用。目前這些系統(tǒng)有：ABS（防抱系統(tǒng)）、EBD（制動力分配系統(tǒng)）、EMS（發(fā)動機管理系統(tǒng)）、多功能數(shù)字化儀表、主動懸架、導航系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、自動空調和自動CD機等汽車電子技術發(fā)展的特點：汽車電子控制技術從單一的控制逐步發(fā)展到綜合控制，如點火時刻、燃油噴射、怠速控制、排氣再循環(huán)。電子技術從發(fā)動機控制擴展到汽車的各個組成部分，如制動防抱死系統(tǒng)、自動變速系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等。從汽車本身到融入外部社會環(huán)境?，F(xiàn)代汽車電子技術的分類：

單獨控制系統(tǒng)：由一個電子控制單元（ECU）控制一個工作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動機控制系統(tǒng)、自動變速器等。集中控制系統(tǒng)：由一個電子控制單元（ECU）同時控制多個工作裝置或系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)。如汽車底盤控制系統(tǒng)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡系統(tǒng)（CAN總線系統(tǒng)）：由多個電子控制單元（ECU）同時控制多個工作裝置或系統(tǒng)，各控制單元（ECU）的共用信息通過總線互相傳遞。帶有三個中央控制單元的車

帶有三個中央控制單元和總線系統(tǒng)的車帶有三個中央控制單元的CAN驅動網(wǎng)絡

車用網(wǎng)絡發(fā)展原因電子技術發(fā)展----線束增加線控系統(tǒng)（X-BY-WIRE）計算機網(wǎng)絡的廣泛應用智能交通系統(tǒng)的應用汽車發(fā)展帶來的問題（1）汽車電子技術的發(fā)展汽車上電子裝置越來越多汽車的整體布置空間縮小（2）傳統(tǒng)電器設備多為點到點通信導致了龐大的線束（3）大量的連接器導致可靠性降低。

粗大的線束與汽車中有限的可用空間之間的矛盾越來越尖銳，電纜的體積、可靠性和重量成為越來越突出的問題，而且也成為汽車輕量化和進一步電子化的最大障礙，汽車的制造和安裝也變得非常困難。（4）存在冗余的傳感器。Volvo汽車近三十年來線束增長的情況車用網(wǎng)絡：通過總線將汽車上的各種電子裝置與設備連成一個網(wǎng)絡，實現(xiàn)相互之間的信息共享，既減少了線束，又可更好地控制和協(xié)調汽車的各個系統(tǒng)，使汽車性能達到最佳。汽車網(wǎng)絡化的優(yōu)點布線簡單，設計簡化，節(jié)約銅材，降低成本?？煽啃蕴岣?，可維護性大為提高實現(xiàn)信息共享，提高汽車性能滿足現(xiàn)代汽車電子設備種類功能越來越多的要求總之，使用汽車網(wǎng)絡不僅可以減少線束，而且能夠提高各控制系統(tǒng)的運行可靠性，減少冗余的傳感器及相應的軟硬件配置，實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的資源共享，便于集中實現(xiàn)各子系統(tǒng)的在線故障診斷。

CAN技術的發(fā)展20世紀80年代，Bosch的工程人員開始研究用于汽車的串行總線系統(tǒng)，因為當時還沒有一個網(wǎng)絡協(xié)議能完全滿足汽車工程的要求。參加研究的還有Mercedes-Benz公司、Intel公司，還有德國兩所大學的教授。1986年，Bosch在SAE（汽車工程人員協(xié)會）大會上提出了CAN

1987年，INTEL就推出了第一片CAN控制芯片—82526；隨后Philips半導體推出了82C200。1993年，CAN的國際標準ISO11898公布從此CAN協(xié)議被廣泛的用于各類自動化控制領域1992年，CIA（CANinAutomation）用戶組織成立，之后制定了第一個CAN應用層“CAL”。

1994年開始有了國際CAN學術年會（ICC）。1994年美國汽車工程師協(xié)會以CAN為基礎制定了SAEJ1939標準，用于卡車和巴士控制和通信網(wǎng)絡。到今天，幾乎每一輛歐洲生產(chǎn)的轎車上都有CAN；高級客車上有兩套CAN，通過網(wǎng)關互聯(lián)；1999年一年就有近6千萬個CAN控制器投入使用；2000年銷售1億多CAN的芯片；2001年用在汽車上的CAN節(jié)點數(shù)目超過1億個。但是轎車上基于CAN的控制網(wǎng)絡至今仍是各大公司自成系統(tǒng)，沒有一個統(tǒng)一標準。基于CAN總線的汽車電器網(wǎng)絡結構目前汽車上的網(wǎng)絡連接方式主要采用2條CAN：

一條用于驅動系統(tǒng)的高速CAN，速率達到500kb/s。主要面向實時性要求較高的控制單元，如發(fā)動機、電動機等

另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN，速率是100kb/s。主要是