《汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)檢修》 單元一

課件制作

毛叔平汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)檢修毛叔平鄭玉宇“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材（中職專業(yè)技能課教材）主

編副

主

編交通運輸職業(yè)教育教學指導委員會中國汽車維修行業(yè)協(xié)會組織編寫2024/4/21汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)常用術語與基本概念汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)技術資料的閱讀基礎汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的故障類型與檢修豐田汽車網(wǎng)絡控制模塊檢測雪佛蘭科魯茲網(wǎng)絡控制系統(tǒng)檢測單元一單元二單元三單元四單元五單元六大眾帕薩特新領馭ＣＡＮ控制系統(tǒng)檢修

單元一汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)常用術語與基本概念汽車網(wǎng)絡常用術語汽車網(wǎng)絡常用術語汽車網(wǎng)絡基本類型常見車系汽車網(wǎng)絡簡介一二三本章內(nèi)容一.汽車網(wǎng)絡常用術語(一)汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的概念電子控制技術在汽車上的廣泛應用，拓展了電子控制的功能和控制內(nèi)容，提高了控制精度和汽車性能，增加了帶有計算機芯片的控制模塊(ＥＣＵ)。采用先進的單片機技術和網(wǎng)絡技術，將整車的電氣控制系統(tǒng)組成一個網(wǎng)絡化、多ＥＣＵ、多節(jié)點的有機的整體，減少了布線數(shù)量、提供了控制精度、實現(xiàn)了信息共享，這樣的汽車電氣系統(tǒng)就是汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。由于控制軟件的快速發(fā)展，汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)體現(xiàn)出了智能化的特征。(二)汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)常用術語介紹1.數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線是電控單元之間傳遞數(shù)據(jù)的通道.數(shù)據(jù)總線可以實現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信息能被多個系統(tǒng)(電控單元)共享的目的，從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率，充分利用有限的資源，如下圖所示。一.汽車網(wǎng)絡常用術語2.網(wǎng)絡為了實現(xiàn)信息共享而將多條數(shù)據(jù)總線連在一起，或?qū)?shù)據(jù)總線和模塊連接為一個系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡。汽車網(wǎng)絡就是將各個帶有計算機控制芯片的模塊(ＥＣＵ)，通過總線連接到一起，實現(xiàn)各種信息的采集和傳送。3.多路傳輸多路傳輸是指在同一條線路上實現(xiàn)不同方向的同時傳輸多個信息的一種表象。在微觀上，這些數(shù)據(jù)都是分別傳輸?shù)?，但是由于傳輸速度很快，給人以同時完成的感覺。多路傳輸?shù)膬?yōu)點是:簡化線束、減小質(zhì)量、降低成本、拓展了功能、實現(xiàn)了共享。一.汽車網(wǎng)絡常用術語4.網(wǎng)絡拓撲結構局域網(wǎng)是將單獨的模塊和終端，利用網(wǎng)絡相互連接起來，遵循一定的協(xié)議，進行信息交換，實現(xiàn)資源共享。而網(wǎng)絡要實現(xiàn)互聯(lián)，就需要以一定的結構方式進行連接，這種連接方式就稱為“拓撲結構”。網(wǎng)絡拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡中的計算機設備或者模塊連接起來。汽車網(wǎng)絡拓撲圖給出網(wǎng)絡控制模塊、電氣總成設備的網(wǎng)絡配置和相互間的連接。汽車網(wǎng)絡的拓撲結構主要有星形結構、環(huán)形結構、總線結構等。5.模塊/節(jié)點模塊就是一種電子裝置，如ＥＣＵ。在汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，帶有ＥＣＵ的控制模塊被稱為節(jié)點。一.汽車網(wǎng)絡常用術語6.數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)通信網(wǎng)絡中發(fā)送方和接收方之間的物理通路即為鏈路，包括有線傳輸和無線傳輸。無線傳輸介質(zhì):電磁波、紅外線；有線傳輸介質(zhì):雙絞線、同軸電纜、光纖。汽車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的鏈路，是指構成各個模塊之間物理連接的載體，分為有線和無線。目前，汽車上主要使用的都是有線網(wǎng)絡，例如采用雙絞線、同軸電纜和光纖等，見下表。一.汽車網(wǎng)絡常用術語媒體信號類型最大傳輸速度(Mbit/s)最大傳輸距離(km)網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)雙絞線數(shù)字1-20.1幾十同軸電纜（50?）數(shù)字101幾百同軸電纜（75?）數(shù)字501幾十同軸電纜（75?）模擬501幾十光纖模擬1001幾十7.通信協(xié)議要想使兩個ＥＣＵ模塊進行通信，必須使它們采用統(tǒng)一的信息交換規(guī)則。在計算機網(wǎng)絡中，把用于規(guī)定信息格式及如何發(fā)送和接收信息的一套規(guī)則(標準、約定)稱為通信協(xié)議(或網(wǎng)絡協(xié)議)。(三)汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)結構1.按系統(tǒng)的復雜程度、信息量、動作響應速度、可靠性要求等，ＳＡＥ車輛網(wǎng)絡委員會將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為低速(Ａ)、中速(Ｂ)、高速(Ｃ)三類。Ａ類是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸位速率通常小于１０ｋｂｉｔ/ｓ，主要用于電動門窗、燈光照明、后視鏡調(diào)整、座椅調(diào)節(jié)等控制。Ａ類網(wǎng)絡目前首選的標準是ＬＩＮ。Ｂ類是面向獨立模塊間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹兴倬W(wǎng)絡，位速率一般在１０~１２５ｋｂｉｔ/ｓ。主要用于車身信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)?Ｂ類網(wǎng)絡中國際標準是ＣＡＮ。一.汽車網(wǎng)絡常用術語Ｃ類是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)，位速率可達１２５ｋｂｉｔ/ｓ~１Ｍｂｉｔ/ｓ，主要用于牽引控制、發(fā)動機控制、ＡＢＳ等系統(tǒng)。在Ｃ類標準中，歐洲的汽車制造商基本上采用的都是高速通信的ＣＡＮ總線標準ＩＳＯ１１８９８。2.汽車多媒體網(wǎng)絡協(xié)議汽車多媒體網(wǎng)絡和協(xié)議分為三種類型，分別是低速、高速和無線?其傳輸速率為２５０ｋｂｉｔ/ｓ~１００Ｍｂｉｔ/ｓ。3.動力系統(tǒng)總線動力系統(tǒng)利用網(wǎng)絡將發(fā)動機艙內(nèi)的電控單元連接起來，實現(xiàn)諸如車輛行駛、停車及轉(zhuǎn)彎等功能，采用高速網(wǎng)絡。動力與傳動系統(tǒng)電控單元的固定位置比較集中，節(jié)點數(shù)量也有限制。使用ＣＡＮ總線，可以實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)各控制單元間的高速數(shù)據(jù)通信，使每個控制單元可以獲得整個動力傳動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，實現(xiàn)控制功能的優(yōu)化控制。一.汽車網(wǎng)絡常用術語

4.

舒適系統(tǒng)總線舒適ＣＡＮ總線連接五塊控制單元，包括中央控制單元及四個車門的控制單元。舒適ＣＡＮ總線傳遞有五個功能:中央門鎖、電動窗、照明開關、后視鏡加熱及自診斷功能?？刂茊卧母鳁l傳輸線以星狀形成匯聚一點，這樣做的好處是，如果一個控制單元發(fā)生故障，其他控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)。使用ＣＡＮ系統(tǒng)使經(jīng)過車門的導線數(shù)據(jù)減少，線路變得簡單。如果線路中某處出現(xiàn)對地短路，對正極短路或線路間短路，ＣＡＮ系統(tǒng)會立即轉(zhuǎn)為應急模式運行或轉(zhuǎn)為單線模式運行。四個車門控制單元都是由中央控制單元控制，只需較少的自診斷線。一.汽車網(wǎng)絡常用術語二.汽車網(wǎng)絡基本類型1.ＣＡＮ總線網(wǎng)絡ＣＡＮ是控制器局域網(wǎng)絡(ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ)的簡稱。它是德國博世(Ｂｏｓｃｈ)公司及幾個半導體集成電路制造商開發(fā)出來的，起初是專門為汽車工業(yè)設計的，目的是為了節(jié)省接線的工作量，后來由于自身的特點被廣泛地應用于各行各業(yè)。目前ＣＡＮ已由ＩＳＯＴＣ２２技術委員會批準為國際標準，在現(xiàn)場總線中，它是唯一被國際標準化組織批準的現(xiàn)場總線。2.ＬＩＮ總線網(wǎng)絡ＬＩＮ(ＬｏｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＮｅｔｗｏｒｋ)總線是用于汽車分布式電控系統(tǒng)的一種新型低成本串行通信系統(tǒng)，它是一種基于ＵＡＲＴ的數(shù)據(jù)格式、主從結構的單線１２Ｖ的總線通信系統(tǒng)，主要用于智能、傳感器和執(zhí)行器的串行通信。二.汽車網(wǎng)絡基本類型3.ＭＯＳＴ總線網(wǎng)絡多媒體定向系統(tǒng)傳輸(ＭｅｄｉａＯｒｉｅｎｔｅｄＳｙｓｔｅｍｓＴｒａｎｓｐｏｒｔ，ＭＯＳＴ)為車輛中使用的一種多媒體應用通信技術。ＭＯＳＴ利用一根光纖，最多可以同時傳送１５個頻道的ＣＤ質(zhì)量的非壓縮音頻數(shù)據(jù)。在一個局域網(wǎng)上，最多可連接６４個節(jié)點。通過采用ＭＯＳＴ，不僅可以減少連接各部件線束的數(shù)量、降低噪聲?而且可以減輕系統(tǒng)開發(fā)技術人員的負擔，實現(xiàn)車上各種設備的集中控制。3、常見車系汽車網(wǎng)絡簡介1.大眾車系總線網(wǎng)絡介紹大眾汽車的CAN總線系統(tǒng)設定為5個不同的區(qū)域，分別為動力（驅(qū)動）系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)5個局域網(wǎng)。三.常見車系汽車網(wǎng)絡簡介大眾車身舒適系統(tǒng)CAN的主要連接對象為：中央控制器J393和4個門控制器。在某些情況下，還包括記憶模塊和其它組件。車身舒適系統(tǒng)的控制對象主要是4個門的集控鎖和車窗，行李箱鎖，后視鏡、車內(nèi)頂燈，甚至自動座椅、自動空調(diào)等。大眾車身舒適系統(tǒng)CAN總線由30號線激活，速率可達100kbps（97款Passat上首次使用時舒適系統(tǒng)速率為62.5kbps）。舒適系統(tǒng)CAN總線由30號線供電。大眾驅(qū)動系統(tǒng)CAN的主要連接對象為：發(fā)動機控制器、ABS／ASR／ESP控制器、氣囊控制器、自動變速箱控制器、組合儀表等。由于他們所控制的對象是與汽車的行駛安全直接有關的系統(tǒng)，相互之間存在著較多的信息交流，且都是連續(xù)的、高速的、實時性高、流量有限的信息。驅(qū)動系統(tǒng)CAN總線由電源15號線激活，速率是所有CAN總線中最高的，達到500kbps。三.常見車系汽車網(wǎng)絡簡介2.通用車系總線網(wǎng)絡介紹美國通用汽車公司開發(fā)的車載網(wǎng)絡系統(tǒng)采用三種通信形式：UART、Class-2和GMLAN，動力系統(tǒng)接口模塊PIM（網(wǎng)關）集成在串行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中，相當于一個“翻譯”裝置，可使GMLAN串行數(shù)據(jù)總線上的控制模塊與UART串行數(shù)據(jù)總線上的控制模塊進行通信。通用車系的車載網(wǎng)絡系統(tǒng)包括高速CAN總線、底盤擴展總線、中速娛樂系統(tǒng)總線、低速CAN總線、LIN總線、專用鏈接、車身控制模塊（BCM）和數(shù)據(jù)通信接口（DLC）各個部分。其中車身控制模塊（BCM）作為網(wǎng)關，連接各個系統(tǒng)。美國通用汽車公司生產(chǎn)的通用別克新君威汽車的車載網(wǎng)絡系統(tǒng)稱為GM-LAN，GM-LAN采用一組串行數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)各個控制模塊之間的數(shù)據(jù)通信。三.常見車系汽車網(wǎng)絡簡介3、常見車系汽車網(wǎng)絡簡介3.豐田車系總線網(wǎng)絡介紹日本豐田汽車公司將其汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)稱為多路傳輸系統(tǒng)，主要有ＣＡＮ、ＢＥＡＮ和ＡＶＣ－ＬＡＮ等幾種網(wǎng)絡結構。由于ＣＡＮ、ＢＥＡＮ和ＡＶＣ－ＬＡＮ等幾種網(wǎng)絡的通信協(xié)議不相同，所以網(wǎng)關的ＣＰＵ承擔了各協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換任務，保證數(shù)據(jù)交換的暢通。豐田整個車載網(wǎng)絡包含兩個ＣＡＮ接口，稱為ＣＡＮ１和ＣＡＮ２，用來連接不同的傳感器和控制單元。思考與練習一、判斷題1.CAN是目前為止唯一有國際標準的現(xiàn)場總線。