汽車電器與電控技術(shù) 課件 15 汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（7講）

主講：舒華教授汽車電控技術(shù)

AutomobileElectronicControlTechnology中國人民解放軍軍事交通學院第1講車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展主講：舒華教授

第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)

VehicleLocalAreaNetworkTechnology3.1車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展3.汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與分類3.3控制器局域網(wǎng)CAN技術(shù)3.4控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.5車載局域網(wǎng)故障診斷與排除第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)一、教學要求（3點要求）（1）了解車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展概況；（2）熟悉車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與分類方法；（3）掌握控制器局域網(wǎng)CAN的構(gòu)成、特性、應用與通信速率設(shè)定。3.1車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展

【辭海】在電氣系統(tǒng)中，由若干元件組成的、用來使電信號按一定要求傳輸?shù)碾娐坊蜻@種電路中的某一部分電路。

計算機互聯(lián)網(wǎng)（IPV4→IPV6）

遠程教育網(wǎng)、開放教育網(wǎng)、校園網(wǎng)

供電網(wǎng)（城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)）

金融服務網(wǎng)

通信網(wǎng)：無線網(wǎng)（移動、聯(lián)通、網(wǎng)通三大運營商）、有線網(wǎng)（軍、民）車載局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）：車載局域通信網(wǎng)、汽車網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)稱——指分布在汽車上的電器與電子設(shè)備在物理上互相連接，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相互進行通信，以共享硬件、軟件和信息等資源為目的之電器與電控系統(tǒng)。

硬件：電器與電子設(shè)備在物理上互連——有線通信

軟件：通信協(xié)議——規(guī)則與標準

。網(wǎng)絡(luò)種類必備條件網(wǎng)絡(luò)3.1車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展物理互連：——利用導線（稱為數(shù)據(jù)總線）將若干個電器或電子設(shè)備（稱為模塊或控制模塊）連接在一起組成一個網(wǎng)絡(luò)；通信：——【辭海】定義：利用電信設(shè)備傳遞信息。通信協(xié)議：——為了共享硬件、軟件和信息等資源而制訂的控制信息交換的一系列規(guī)則。

控制器局域網(wǎng)（ControllerAreaNetwork）協(xié)議——CAN通信協(xié)議

汽車局部互聯(lián)網(wǎng)（LocalInterconnectNetwork）協(xié)議——LIN通信協(xié)議

汽車局域網(wǎng)（VehicleAreaNetwork）通信協(xié)議——VAN通信協(xié)議

多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)（MediaOrientedSystemTransport）協(xié)議——MOST通信協(xié)議通信協(xié)議3.1車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展計算機互聯(lián)網(wǎng)：計算機通信網(wǎng)——指分布于各處的多臺計算機在物理上互相連接，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互進行通信，以共享硬件、軟件和信息等資源為目的計算機系統(tǒng)。——互聯(lián)網(wǎng)帶領(lǐng)人類進入信息化時代：

遠程教育、網(wǎng)上授課、遠程商品購置、遠程醫(yī)療會診、

互聯(lián)網(wǎng)金融、電子郵政、新聞特寫、網(wǎng)上辦公等；

網(wǎng)上購物、網(wǎng)上聊天、看電影、玩游戲、

聽音樂、寫微博、查閱或索取資料、可視電話等?！粌H改變了人們的生活方式，而且改變了采用微電子技術(shù)控制的汽車、火車、飛機、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)的控制方式。信息化時代的顯著特征3.1.1汽車采用局域網(wǎng)技術(shù)的目的汽車采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的原因：汽車電子化程度越來越高，電子設(shè)備越來越多……表3-1汽車上電器線束50年的增加情況——采用傳統(tǒng)布線方式連接，線束變得更加粗大、質(zhì)量大增?！獙Ь€布置雜亂、安裝空間狹小、檢修不便，為采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)造了條件。汽車采用局域網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的根本目的：

（1）減少汽車線束；

（2）實現(xiàn)快速通信。局域網(wǎng)目的年份線束種類與導線數(shù)量1949導線數(shù)量約40條，插接器數(shù)量約60個1990導線數(shù)量約1900條，插接器數(shù)量約3800個；線束長度約3km，線束質(zhì)量約39kg1999線束長度、質(zhì)量為1990年的3~4倍，ECU數(shù)量約60個，電動機數(shù)量約110個。用總線連接成3個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.1.2車載局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展表3-2汽車控制器局域網(wǎng)（CAN）通信協(xié)議的發(fā)展歷程年份發(fā)

展

情

況年份發(fā)

展

情

況1983德國博世公司開始研究CAN1992使用CAN的車輛實現(xiàn)批量生產(chǎn)1986博世公司發(fā)表CAN通信協(xié)議、歐洲汽車于同年12月開始采用CAN1994CAN通信協(xié)議被國際標準化組織ISO11898標準認可1987首批CAN單片機制成1995對ISO11898標準進行修改1989CAN單片機實現(xiàn)批量生產(chǎn)1996日本三菱公司投產(chǎn)CAN單片機（M37630）1991CAN通信協(xié)議被國際標準化組織ISO11519-1標準認可；同年9月，CAN協(xié)議升高至Ver.2.0B版本1999CAN通信協(xié)議被國際標準化組織ISO11898-1標準認可3.1.3局域網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)技能標準汽車專業(yè)領(lǐng)域職業(yè)技能等級標準專家委員會制定：《汽車運用與維修

(含智能新能源汽車)職業(yè)技能領(lǐng)域職業(yè)技能等級標準》1-1.汽車動力與驅(qū)動系統(tǒng)綜合分析技術(shù)-模塊

1-2.汽車轉(zhuǎn)向懸掛與制動安全系統(tǒng)技術(shù)-模塊

1-3.汽車電子電器與空調(diào)舒適系統(tǒng)技術(shù)-模塊

1-4.汽車全車網(wǎng)關(guān)控制與娛樂系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-5.汽車I/M檢測與排放控制治理技術(shù)-模塊1-6.汽車維修企業(yè)運營與項目管理技術(shù)-模塊

1-7.汽車營銷評估與金融保險服務技術(shù)-模塊

1-8.汽車美容裝飾與加裝改裝服務技術(shù)-模塊

1-9.汽車車身漆面養(yǎng)護與涂裝噴漆技術(shù)-模塊

1-10.汽車車身鈑金修護與車架調(diào)校技術(shù)-模塊初級中級高級3.1.3局域網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)技能標準1-1.汽車動力與驅(qū)動系統(tǒng)綜合分析技術(shù)-模塊（1）電控發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)（EFI，EngineFuelInjectionSystem）。（2）微機控制點火系統(tǒng)（MCI，MicrocomputerControlIgnitionSystem）。（3）發(fā)動機爆燃控制系統(tǒng)（EDCS，EngineDetonationControlSystem）。（4）可變氣門定時控制系統(tǒng)（VVT-i，VolatileValveTimingControlSystem）。（5）電子式柴油機控制系統(tǒng)（EDC，ElectronicDieselEngineControlSystem）。（6）高壓共軌式柴油噴射系統(tǒng)（CRS，CommonRailSystem）。（7）電控自動變速系統(tǒng)（ECT，ElectronicControlledAutomaticTransmission）（8）電控無級變速系統(tǒng)（CVT，ElectronicControlledContinuouslyVariableTransmissionSystem）。（9）電子控制手動-自動一體變速系統(tǒng)（ActivematicECT，ElectronicControlledActive-maticTransmissionSystem）。3.1.3局域網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)技能標準1-1.汽車動力與驅(qū)動系統(tǒng)綜合分析技術(shù)-模塊1-2.汽車轉(zhuǎn)向懸掛與制動安全系統(tǒng)技術(shù)-模塊（1）電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)（EMS，ElectronicModulatedSuspensionSystem）。（2）電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS，ElectronicallyControlledPowerSteering）。（3）電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS，ElectronicallyControlled4-WheelSteering）。（4）差速器鎖止控制系統(tǒng)（VDLS，VehicleDifferentialLockControlSystem）。（5）防抱死制動系統(tǒng)（ABS，Anti-lockBraking或Anti-SkidBrakingSystem）。（6）電控制動力分配系統(tǒng)（EBD，ElectronicBrakeforceDistributingSystem）。（7）電子控制制動輔助系統(tǒng)（EBA，ElectronicBrakeAssistSystem）。（8）車身穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VSC，VehicleStabilityControl）（9）驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ASR，AccelerationSlipRegulationSystem）或牽引力控制系統(tǒng)TCS/TRC（TractionForceControlSystem）。3.1.3局域網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)技能標準1-1.汽車動力與驅(qū)動系統(tǒng)綜合分析技術(shù)-模塊1-2.汽車轉(zhuǎn)向懸掛與制動安全系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-3.汽車電子電器與空調(diào)舒適系統(tǒng)技術(shù)-模塊（1）輔助防護安全氣囊系統(tǒng)（SRS，SupplementalRestraintSystemAirBag）。（2）安全帶收緊系統(tǒng)（SRTS，Seat-BeltEmergencyRetractingTriggering）。（3）座椅位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)（SAM，SeatAdjustmentPositionMemorySystem）。（4）中央門鎖控制系統(tǒng)（CLC，CentralLockingControlSystem）。（5）防盜報警系統(tǒng)（GATA，GuardAgainstTheftandAlarmSystem）。（6）前照燈控制與清洗系統(tǒng)（HAW，HeadlampAdjustmentandWash）。（7）擋風玻璃刮水與清洗控制系統(tǒng)（WWC，Wash/WipeControlSystem）。（8）自動采暖通風與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)（AHVC，AutomaticHeatingVentilatingAir-ConditioningSystem）。3.1.3局域網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)技能標準1-1.汽車動力與驅(qū)動系統(tǒng)綜合分析技術(shù)-模塊1-2.汽車轉(zhuǎn)向懸掛與制動安全系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-3.汽車電子電器與空調(diào)舒適系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-4.汽車全車網(wǎng)關(guān)控制與娛樂系統(tǒng)技術(shù)-模塊（1）車載局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）。（2）汽車局部互聯(lián)網(wǎng)（LIN，LocalInterconnectNetwork）。（3）控制器局域網(wǎng)（CAN，ControllerAreaNetwork）。（4）汽車局域網(wǎng)（VehicleAreaNetwork）。（5）多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)（MOST，MediaOrientedSystemTransport）。（6）光纜總線音頻網(wǎng)（D2B/Optical，DomesticDigitalBus/Optical）等。3.1.3局域網(wǎng)技術(shù)與職業(yè)技能標準1-1.汽車動力與驅(qū)動系統(tǒng)綜合分析技術(shù)-模塊1-2.汽車轉(zhuǎn)向懸掛與制動安全系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-3.汽車電子電器與空調(diào)舒適系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-4.汽車全車網(wǎng)關(guān)控制與娛樂系統(tǒng)技術(shù)-模塊1-5.汽車I/M檢測與排放控制治理技術(shù)-模塊（1）車載故障自診斷系統(tǒng)（OBD，OnBoardSelf-DiagnosisSystem）。（2）維修周期顯示系統(tǒng)（LSID，Load-DependentServiceIntervalDisplay）。（3）燃油蒸氣回收系統(tǒng)（FEC，F(xiàn)uelEvaporativeEmissionControlSystem）。（4）電控廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR，ElectronicControlExhaustGasRecirculation（5）空燃比反饋控制系統(tǒng)（AFC，AirFuelRatioFeedbackControlSystem）。（6）發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)（ISC，IdleSpeedControlSystem）。（7）發(fā)動機斷油控制系統(tǒng)（SFI，SeverFuelInjectionSystem）。3.1.4車載局域網(wǎng)技術(shù)的應用1.車載局域網(wǎng)在汽車內(nèi)部的應用——車內(nèi)網(wǎng)局域網(wǎng)縮寫（協(xié)議名稱）核心內(nèi)容通信速率時間開發(fā)與推行單位應用情況車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)CAN：ControllerAreaNetwork（控制器局域網(wǎng)協(xié)議）動力傳動與車身系統(tǒng)控制用局域網(wǎng)協(xié)議1Mb/s1986Bosch公司、ISO歐洲汽車VAN：VehicleAreaNetwork（汽車局域網(wǎng)協(xié)議）車身系統(tǒng)控制用局域網(wǎng)協(xié)議1Mb/s1988國際標準化組織ISO美國汽車LIN：LocalInterconnectNetwork（汽車局部互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）車身系統(tǒng)控制用局域網(wǎng)協(xié)議，液壓控制組件用局域網(wǎng)協(xié)議20kb/s1999LIN協(xié)會歐洲汽車SAEJ1850協(xié)議車身系統(tǒng)控制用局域網(wǎng)協(xié)議10.4kb/s1994SAE美國汽車TTP：TimeTriggeredProtocolonCAN（CAN時間觸發(fā)協(xié)議）重視安全、按用途分類控制用局域網(wǎng)協(xié)議2Mb/s2000計算機技術(shù)公司TTT—TTCAN：TimeTriggeredCAN（CAN時間觸發(fā)通信協(xié)議）重視安全、按用途分類控制用局域網(wǎng)協(xié)議1Mb/s2000Bosch公司—Byteflight（通用時分多路復用協(xié)議）重視安全、按用途分類控制用局域網(wǎng)協(xié)議10Mb/s2000BMW公司—FlexRay（光纜總線局域網(wǎng)協(xié)議）重視安全、按用途分類控制用局域網(wǎng)協(xié)議5Mb/s-Chrysler和BMW公司—3.1.4車載局域網(wǎng)技術(shù)的應用2.車載局域網(wǎng)在汽車外部的應用——車外網(wǎng)局域網(wǎng)縮寫（協(xié)議名稱）核心內(nèi)容通信速率時間開發(fā)與推行單位應用情況車外網(wǎng)絡(luò)D2B/Optical：DomesticDigitalBus/Optical（光纜總線音頻協(xié)議）音頻系統(tǒng)通信協(xié)議5.6Mb/s1986Chrysler公司美國、日本及歐洲MOST：MediaOrientedSystemTransport（多媒體定向傳輸網(wǎng)協(xié)議）信息系統(tǒng)通信協(xié)議22.5Mb/s1988DaimierChrysler和BMW公司寶馬BMW7系列IEEEl394：InstituteofElectricalandElectronicsEngineers（電氣與電子工程師學會信息系統(tǒng)網(wǎng)協(xié)議）信息系統(tǒng)通信協(xié)議100Mb/s—電氣與電子工程師學會—第3章車載局域網(wǎng)技術(shù)教學要求——這是一個全新的知識領(lǐng)域，也是當今智能時代必需熟悉的領(lǐng)域?。?）了解車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展概況；（2）熟悉車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與分類方法；（3）掌握控制器局域網(wǎng)CAN的構(gòu)成、特性、應用與通信速率設(shè)定。第一次工業(yè)革命：1784~1870（86年）→英國，蒸汽機為基礎(chǔ)的機器革命第二次工業(yè)革命：1870~1969（99年）→美國，電力為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)革命第三次工業(yè)革命：1969~2019（50年）→美國，計算機互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)信息技術(shù)革命第四次工業(yè)革命：2019→中國、美國，大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)人工智能基礎(chǔ)的工業(yè)革命課程小結(jié)（1）這次課主要介紹了：（1）汽車采用局域網(wǎng)技術(shù)的目的（2）車載局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展概況（3）車載局域網(wǎng)技術(shù)的應用概況以及職業(yè)技能標準相關(guān)內(nèi)容這一講是網(wǎng)絡(luò)知識概述內(nèi)容。希望同學們認真復習，為后續(xù)學習和使用維修打好基礎(chǔ)。接下來請同學們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。同學們，下次課再會！第2講汽車車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用主講：舒華教授

第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)

VehicleLocalAreaNetworkTechnology3.2汽車車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用一、教學內(nèi)容（1）車載局域網(wǎng)的控制模塊與數(shù)據(jù)總線（2）車載局域網(wǎng)的通信協(xié)議與網(wǎng)關(guān)二、教學要求（1）熟悉車載局域網(wǎng)控制模塊與數(shù)據(jù)總線的含義和特點（2）掌握車載局域網(wǎng)通信協(xié)議與網(wǎng)關(guān)的含義與特點3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成——豐田雷克薩斯LS430型轎車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

控制模塊：29個模塊

數(shù)據(jù)總線：

通信協(xié)議：

網(wǎng)關(guān)GW：Gate-way局域網(wǎng)構(gòu)成3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成——豐田雷克薩斯LS430型轎車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制模塊：29個模塊數(shù)據(jù)總線：5條總線通信協(xié)議：控制軟件網(wǎng)關(guān)GW：Gate-way——5條數(shù)據(jù)總線將模塊連接成5個局域網(wǎng)，各局域網(wǎng)之間通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)信息交換。局域網(wǎng)構(gòu)成3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成1.控制模塊：硬件=節(jié)點具有獨立工作和通信能力的電子裝置或控制系統(tǒng)。簡單模塊：——電子裝置。如傳感器；——儀表盤、控制開關(guān)等。復雜模塊：——單片機CPU、——電控燃油噴射系統(tǒng)等。局域網(wǎng)構(gòu)成3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成1.控制模塊：硬件安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點——車載局域網(wǎng)：把單個分散的控制設(shè)備（模塊）變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，以數(shù)據(jù)總線為紐帶，將其連接成可以相互溝通信息、共同完成各自控制任務的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或控制系統(tǒng)。被動安全局域網(wǎng)3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成1.控制模塊：硬件2.數(shù)據(jù)總線：硬件模塊之間傳輸數(shù)據(jù)和信息的通道?！靶畔⒏咚俟贰?。功用：——傳輸（發(fā)送和接收）數(shù)據(jù)和信息?？偩€形式：——一根導線：雙向數(shù)據(jù)總線?！獌筛鶎Ь€：雙絞線數(shù)據(jù)總線——普遍采用。雙絞線數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳遞是基于兩條線的電位差，可以有效抑制電磁干擾信號，大大提高數(shù)據(jù)傳輸效率?？巳R斯勒CCID局域網(wǎng)3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成1.控制模塊：硬件2.數(shù)據(jù)總線：硬件3.通信協(xié)議：軟件——人與人之間直接交談時，必須使用相同語言才能進行成功交流?！诰钟蚓W(wǎng)的實體（模塊）之間進行通信，也必須使用“相同語言”才能成功交流，并按約定的控制法則來保證相互配合——這種“相同語言”就是通信協(xié)議。

在車載局域網(wǎng)的實體（模塊）之間，為了達到共享硬件、軟件和信息等資源的目的而制定的、控制信息交換的一系列規(guī)則?！獡Q句話說，通信內(nèi)容（傳輸什么數(shù)據(jù)）、通信方法（怎樣傳輸數(shù)據(jù)）和通信時間（何時傳輸數(shù)據(jù)）等，都是各個實體可以接收且必須遵從的“條約”。通信協(xié)議3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.通信協(xié)議：軟件通信協(xié)議猶如交通規(guī)則，包括“交通標志”的制定方法。通信協(xié)議的標準（“條約”）蘊含“喚醒訪問”和“握手”。“喚醒訪問”指發(fā)給一個模塊信號。為了減少功耗，模塊是處于休眠狀態(tài)。

指工作模塊之間相互確認兼容（表示“歡迎光臨”）。——汽車維修人員并不關(guān)心通信協(xié)議本身，只關(guān)心協(xié)議對汽車維修診斷的影響?！獮槭裁锤髌囍圃鞆S家都制定通信協(xié)議呢？——∵通信協(xié)議本身取決于車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要傳輸多少數(shù)據(jù)，要用多少模塊，數(shù)據(jù)總線的傳輸速率要多快。大多數(shù)通信協(xié)議以及使用該協(xié)議的數(shù)據(jù)總線和網(wǎng)絡(luò)都是專用的。——∴維修診斷時必須使用專門的軟件或測試儀器。喚醒訪問握手3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用4.網(wǎng)關(guān)GW：Gate-way——硬件——眾所周知：從一個房間走到另一個房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個網(wǎng)絡(luò)向另一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)(GW),就是一個網(wǎng)絡(luò)連接到另一個網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”?！贚S430車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，5個局域網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)模塊就相當于5道“關(guān)口”。

為不同體系結(jié)構(gòu)或通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換、路由選擇等網(wǎng)絡(luò)兼容功能的設(shè)備。（1）汽車網(wǎng)關(guān)既是網(wǎng)間插接器，又是協(xié)議轉(zhuǎn)換器。汽車網(wǎng)關(guān)是一種連接不同類型的車載局域網(wǎng)，并將信息從一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換到另一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必不可少的計算機系統(tǒng)或智能服務器（接口設(shè)備）。網(wǎng)關(guān)定義網(wǎng)關(guān)特點（1）3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成4.網(wǎng)關(guān)GW：Gate-way——硬件

（2）網(wǎng)關(guān)也是一種語言轉(zhuǎn)換器或翻譯器。在人與人之間進行交談時，如果交談雙方使用的語言不同，就需要翻譯人員進行翻譯。在不同類型的車載局域網(wǎng)使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言時，就需要網(wǎng)關(guān)來進行轉(zhuǎn)換或翻譯?！咂嚲W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由若干個局域網(wǎng)組成，由于不同車載局域網(wǎng)的速率和識別代碼各不相同。當信號從一個局域網(wǎng)進入另一個局域網(wǎng)時，其速率和識別代碼必須改變，才能被另一條數(shù)據(jù)總線接收（識別和處理），網(wǎng)關(guān)擔此重任。

（3）改變信息的優(yōu)先級別。碰撞時，SRSECU向整車網(wǎng)絡(luò)發(fā)出信號→

動力系統(tǒng)局域網(wǎng)時→調(diào)高優(yōu)先級→控制切斷動力→防止造成更大傷害；

舒適系統(tǒng)網(wǎng)局域時→調(diào)低優(yōu)先級→控制車門和車燈開啟→安全逃生。網(wǎng)關(guān)特點（2）網(wǎng)關(guān)特點（3）3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與應用3.2.1車載局域網(wǎng)的構(gòu)成4.網(wǎng)關(guān)GW：Gate-way上海大眾途安（TOURAN）CAN網(wǎng)關(guān)模塊：J5335個局域網(wǎng)：5條總線：——動力系統(tǒng)總線（AntriebCAN-Datenbus）、——舒適系統(tǒng)總線（KomfortCAN-Datenbus）、——娛樂信息系統(tǒng)總線（InfotainmentCAN-Datenbus）、——儀表系統(tǒng)總線（KombiCAN-Datenbus）——診斷總線（DiagnoseCAN-Datenbus）利用1個網(wǎng)關(guān)模塊J533將5個局域網(wǎng)連接成為一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。途安CAN課程小結(jié)（2）這次課主要介紹了：1.車載局域網(wǎng)的構(gòu)成（控制模塊、數(shù)據(jù)總線、通信協(xié)議、網(wǎng)關(guān)GW）2.車載局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)GW的特點這一講的內(nèi)容抽象、理解較難。希望同學們熟悉定義、掌握特點，為后續(xù)學習奠定基礎(chǔ)。接下來請同學們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。同學們，下次課再會！第3講車載局域網(wǎng)的分類與特點主講：舒華教授

第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)

VehicleLocalAreaNetworkTechnology3.2車載局域網(wǎng)的分類與特點一、教學內(nèi)容（1）車載局域網(wǎng)的分類及應用（2）汽車局部互聯(lián)網(wǎng)LIN的特點（3）多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)MOST的特點二、教學要求（1）了解局部互聯(lián)網(wǎng)LIN和多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)MOST的特點；（2）熟悉車載局域網(wǎng)的分類方法和車載局域網(wǎng)的優(yōu)點；（3）掌握車載局域網(wǎng)按功能分類的方法與應用對象和范圍。3.2車載局域網(wǎng)的分類3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用按用途、應用范圍和功能分類。1.按用途分類信息系統(tǒng)局域網(wǎng)：動力與傳動局域網(wǎng)：安全系統(tǒng)局域網(wǎng)：車身系統(tǒng)局域網(wǎng)：2.按應用范圍分類車內(nèi)網(wǎng)：CAN：ControllerAreaNetwork——控制器局域網(wǎng)

LIN：LocalInterconnectNetwork——汽車局部互聯(lián)網(wǎng)車外網(wǎng)：MOST：MediaOrientedSystemTransport——多媒體定向傳輸網(wǎng)

D2B/Optical：DomesticDigitalBus/Optical——光纜總線音頻協(xié)議按用途分類3.2車載局域網(wǎng)的分類3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用1.按用途分類2.按應用范圍分類3.按功能分類SocietyofAutomotiveEngineers，SAE的車輛網(wǎng)絡(luò)委員會劃分為A、B、C三類按功能分類網(wǎng)絡(luò)類別應用對象數(shù)據(jù)傳輸速率應用范圍備

注A類控制傳感器與執(zhí)行器的低速網(wǎng)1~10kb/s電動車窗、電動座椅、燈光照明和后視鏡等控制

B類獨立模塊之間信息共享的中速網(wǎng)10~125kb/s車輛信息中心、故障診斷、電動車門、車頂天窗和組合儀表顯示等控制相當于車身系統(tǒng)局域網(wǎng)C類實時控制的多路傳輸高速網(wǎng)125kb/s~1Mb/s發(fā)動機控制EEC、防抱死控制ABS、牽引力控制ASR、懸架控制EMS等領(lǐng)域相當于動力與傳動系統(tǒng)局域網(wǎng)和安全系統(tǒng)局域網(wǎng)3.2車載局域網(wǎng)的分類3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用1.按用途分類2.按應用范圍分類3.按功能分類（1）A類局域網(wǎng)。低速網(wǎng)：速率1~10kb/s電動車窗、電動座椅、燈光照明、后視鏡等。

圖3-7汽車防盜報警系統(tǒng)局域網(wǎng)

車門開關(guān)及行李艙開關(guān)等信號僅在一定的情況下產(chǎn)生，正常時沒有信號，對數(shù)據(jù)傳輸速率要求極低，低速A類局域網(wǎng)就能充分滿足系統(tǒng)要求?！嚿砭€束大大減少，設(shè)計更為簡單方便。A類低速網(wǎng)3.2車載局域網(wǎng)的分類3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用3.按功能分類（1）A類局域網(wǎng)。（2）B類局域網(wǎng)。中速網(wǎng)：速率10~125kb/s車輛信息中心、故障診斷、中控門鎖、車頂天窗、組合儀表顯示等控制。

圖3-8基于CAN的B類局域網(wǎng)——無須單獨設(shè)置檢測發(fā)動機冷卻液溫度、機油壓力、燃油液位高度、車燈偏轉(zhuǎn)角度和檢測汽車碰撞等信號的傳感器以及車門開關(guān)，這些信息ECU可從控制器局域網(wǎng)總線上直接獲?。ü蚕硇畔ⅲ?/p>

減少傳感器、控制開關(guān)和電子器件數(shù)量，節(jié)約線束和安裝空間，降低成本。B類中速網(wǎng)3.2車載局域網(wǎng)的分類3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用3.按功能分類（3）C類局域網(wǎng)。高速網(wǎng)：速率125kb/s~1Mb/s發(fā)動機控制、自動變速控制、防抱死控制、安全氣囊控制、防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)、懸架控制、巡航控制等。圖3-9基于CAN的整車局域網(wǎng)——各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換量很大，直接影響整車性能——需要實時控制?！嗦穫鬏斂偩€設(shè)計，圖3-9所示，2條CAN總線相互獨立。信息傳輸速率要求很低：低速CAN總線；信息傳輸實時性要求高：高速CAN總線；中央控制器（網(wǎng)關(guān)服務器）CEM：控制高、低速網(wǎng)間數(shù)據(jù)交換和資源共享。C類高速網(wǎng)3.2車載局域網(wǎng)的分類3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用3.按功能分類SAE分類的特點：從控制功能出發(fā)。A類網(wǎng)絡(luò)：面向低水平的傳感器和執(zhí)行器；B類網(wǎng)絡(luò)：側(cè)重于信息共享；C類網(wǎng)絡(luò)：面向?qū)崟r控制。A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)的功能均向上涵蓋：

B類網(wǎng)支持A類網(wǎng)的功能；

C類網(wǎng)能同時實現(xiàn)B類網(wǎng)和A類網(wǎng)功能?！刂破骶钟蚓W(wǎng)CAN能夠滿足C類網(wǎng)絡(luò)標準的要求。C類高速網(wǎng)SAE分類特點3.2車載局域網(wǎng)的分類與特點3.2.2車載局域網(wǎng)的分類及應用3.2.3汽車局部互聯(lián)網(wǎng)LIN的特點LIN：LocalInterconnectNetwork。1999年提出，2003年投入使用。1.用途：控制開關(guān)與操作系統(tǒng)局域網(wǎng)：車門模塊、車頂模塊、座椅模塊、空調(diào)模塊、組合儀表模塊、車燈模塊等。2.目的：降低車載局域網(wǎng)成本。——低速CAN總線用于車身控制網(wǎng)絡(luò)成本太高。LIN應用3.2車載局域網(wǎng)的分類與特點3.2.3汽車局部互聯(lián)網(wǎng)LIN的特點1.用途：2.目的：3.LIN協(xié)議的特點：LIN是車身低端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。（1）節(jié)約材料、降低成本?！狶IN協(xié)議與低速CAN協(xié)議相比，數(shù)據(jù)傳輸線從2根減少至1根，可以節(jié)省大量導線；副節(jié)點的振蕩器由石英或陶瓷振蕩器改為電阻式振蕩器；收發(fā)器由差動放大式改為比較式；通信軟件減少。因此，網(wǎng)絡(luò)成本約為采用低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)的一半。（2）網(wǎng)絡(luò)擴展方便?！贚IN中，無須改變?nèi)魏胃惫?jié)點的軟件或硬件，就可直接添加節(jié)點。LIN連接3.2車載局域網(wǎng)的分類與特點3.2.4多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)MOST的特點MOST：MediaOrientedSystemTransport?！獙⒁繇懷b置、車載電視、全球定位系統(tǒng)及車載電話等設(shè)備互連組成的局域網(wǎng)。實例：寶馬BMW7系列轎車，ECU有70多個，用8種網(wǎng)絡(luò)按ECU的作用連接?！渲?，連接多媒體裝置的網(wǎng)絡(luò)就選用了MOST。（1）可傳輸三種數(shù)據(jù)。MOST協(xié)議用一個低價光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)：

同步數(shù)據(jù)——實時傳送音頻信號、視頻信號等流動型數(shù)據(jù)；

非同步數(shù)據(jù)——傳送訪問網(wǎng)絡(luò)及訪問數(shù)據(jù)庫等的數(shù)據(jù)包；

控制數(shù)據(jù)——傳送控制信息以及控制整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。（2）抗干擾能力強。光纖傳輸信息，不受電磁輻射干擾和搭鐵點位置的影響。（3）連接多媒體設(shè)備多。一根光纖傳輸信息，最多可以同時傳送15個頻道CD音質(zhì)的非壓縮音頻數(shù)據(jù)。在一個局域網(wǎng)上，最多可以連接64個節(jié)點（電子裝置）。MOST傳輸數(shù)據(jù)3.2車載局域網(wǎng)的分類與特點3.2.5車載局域網(wǎng)的優(yōu)點（1）提高控制系統(tǒng)的可靠性。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決了汽車上一直存在的集中控制與分散控制的矛盾。分散控制：一個部件如點火器、噴油器或電磁閥等，分別用一只CPU控制；完全集中控制：一只CPU控制發(fā)動機點火與爆燃、超速報警、車輪防抱死制動、牽引力控制、自動門鎖和防盜系統(tǒng)等——通用公司分級集中控制：一只CPU控制其余4只CPU，分別控制發(fā)動機燃油噴射、點火與爆燃、車輪防抱死制動以及數(shù)據(jù)傳輸——日產(chǎn)公司分布集中控制：分塊控制，對發(fā)動機、底盤、信息、顯示和報警等分別控制。五十鈴I-TEC系統(tǒng)，對點火、燃油噴射、怠速轉(zhuǎn)速以及廢氣再循環(huán)分別控制。網(wǎng)絡(luò)控制：共用所有傳感器，共享信息資源。在幾只或幾十只CPU中，一兩只出現(xiàn)問題時整車仍然可以正常運行——功能增加、可靠性提高。3.2車載局域網(wǎng)的分類與特點3.2.5車載局域網(wǎng)的優(yōu)點（1）提高控制系統(tǒng)的可靠性。（2）網(wǎng)絡(luò)組成靈活方便。

針對不同電子設(shè)備配置情況，無須進行重新設(shè)計就可組合構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)并投入使用，且擴展容易。汽車局域網(wǎng)使用流行的軟件和硬件，易于開發(fā)和升級。（3）降低生產(chǎn)成本。

局域網(wǎng)的硬件、軟件和信息等資源可以共享，因此所需傳感器、線束及插接器減少，使得生產(chǎn)成本降低。（4）擴充功能方便。

系統(tǒng)的硬件和信息資源共享，在不增加硬件的情況下，通過修改軟件即可提高、擴充子系統(tǒng)的控制功能。課程小結(jié)（3）這次課主要介紹了：（1）車載局域網(wǎng)的分類及應用（SAE：A、B、C三類傳輸速率、應用對象）（2）汽車局部互聯(lián)網(wǎng)LIN的特點（3）多媒體定向系統(tǒng)傳輸網(wǎng)MOST的特點這一講重點是車載局域網(wǎng)的分類方法、應用范圍與特點。希望同學們好好復習、掌握重點，為后續(xù)控制器局域網(wǎng)CAN學習奠定基礎(chǔ)。接下來請同學們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。同學們，下次課再會！第4講控制器局域網(wǎng)CAN技術(shù)主講：舒華教授

第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)

VehicleLocalAreaNetworkTechnology3.3控制器局域網(wǎng)CAN技術(shù)一、教學內(nèi)容（1）控制器局域網(wǎng)CAN的構(gòu)成與連接方法（2）控制器局域網(wǎng)CAN總線的特點（3）控制器局域網(wǎng)CAN通信速率的設(shè)定二、教學要求（1）了解控制器局域網(wǎng)CAN的構(gòu)成與連接方法；（2）熟悉控制器局域網(wǎng)CAN的通信速率的設(shè)定方法；（3）掌握控制器局域網(wǎng)CAN總線的特點。3.3控制器局域網(wǎng)CAN技術(shù)3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成應用情況：車內(nèi)網(wǎng)：CAN：ControllerAreaNetwork——動力與傳動系統(tǒng)——應用最多

LIN：LocalInterconnectNetwork——車身控制系統(tǒng)車外網(wǎng)：MOST：MediaOrientedSystemTransport——音頻視頻系統(tǒng)CAN定義：——分布在汽車上的多個ECU在物理上互連，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（CAN協(xié)議）相互通信，以共享硬件、軟件和信息等資源的控制器系統(tǒng)。CAN應用3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成1.CAN示意圖：中央控制組件CEM：網(wǎng)關(guān)CAN總線：ECU：若干個圖3-12動力及傳動系統(tǒng)和車身系統(tǒng)部分ECU組成的CANEEC—發(fā)動機電子控制系統(tǒng)ECU；ECT—電子控制自動變速ECU；CEM—中央控制組件；ABS—防抱死制動ECU；CCS—巡航控制ECU；SPC—座位調(diào)節(jié)ECU；CLC—中控門鎖ECU；HAW—前照燈控制與

清洗ECU；TWC—車頂天窗控制ECU；LSID—維修周期顯示ECU；WWCS—刮水器與清洗器ECU；ACS—自動空調(diào)ECU；PDC—乘員門鎖ECU；RDC—后門ECU；VESS—車輛保安ECUCAN構(gòu)成動力及傳動系統(tǒng)車身系統(tǒng)3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成1.CAN示意圖：2.中央控制組件CEM：CEM構(gòu)成：

微處理器CPUCAN控制器CAN收發(fā)器

圖3-13CEM與CAN總線之間的電路連接CEM的功用：協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換、路由選擇——整車網(wǎng)絡(luò)控制中心——CEM是具有通信功能的芯片，也是高速網(wǎng)與低速網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)服務器；CEM正常工作電壓：10.5~15.0V。CEM構(gòu)成CEM構(gòu)成3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成3.3.1控制器局域網(wǎng)CAN構(gòu)成2.中央控制組件CEM：3.CAN控制器與收發(fā)器：SJA1000、PCA82C200、PCA82C250（收發(fā)器）、

圖3-14CAN控制器SJA1000內(nèi)部邏輯及外部接口連接P8XC591P8XC592等芯片

CAN控制器CAN控制器的應用3.3.2控制器局域網(wǎng)CAN總線的特點3.3.2CAN總線的特點汽車電控系統(tǒng)（控制和監(jiān)測功能）↑→傳感器↑/控制器↑，必然要求→

簡化物理布線（電器線路分布）——理想方案：CAN總線

提高數(shù)據(jù)傳輸速率————————理想方案：CAN總線CAN總線：由物理層和數(shù)據(jù)鏈路層構(gòu)成。數(shù)據(jù)鏈路層：定義了不同信息類型、總線訪問仲裁規(guī)則、錯誤檢測與處理方式?！e誤的檢測與處理、信息的傳輸與接收等都是由CAN控制器硬件完成的，因此，用戶組建兩線CAN總線僅需極少的軟件開發(fā)。（1）所有節(jié)點均可發(fā)送和接收信息。——CAN總線是一種共享信息的通信總線，即總線上所有的節(jié)點都可發(fā)送和接收傳輸?shù)男畔ⅲㄋ泄?jié)點都能接收全部信息，因此，信息不能送達某個指定節(jié)點）。設(shè)計要求3.3.2控制器局域網(wǎng)CAN總線的特點3.3.2CAN總線的特點（1）所有節(jié)點均可發(fā)送和接收信息。（2）信息發(fā)送按信息優(yōu)先級進行。——連接總線的所有節(jié)點都可發(fā)送信息，發(fā)送信息的節(jié)點通過改變所連總線的電平就可將信息發(fā)送至接收節(jié)點。——在兩個以上節(jié)點同時開始發(fā)送信息的情況下，信息優(yōu)先級最高的節(jié)點獲得發(fā)送權(quán)，其他所有節(jié)點轉(zhuǎn)為信息接收狀態(tài)。（3）通信速率高?！狢AN總線采用兩線（雙絞線）差分傳輸數(shù)據(jù)，可支持高達1Mb/s的通信速率。3.3.2控制器局域網(wǎng)CAN總線的特點3.3.2CAN總線的特點（1）所有節(jié)點均可發(fā)送和接收信息。（2）信息發(fā)送按信息優(yōu)先級進行。（3）通信速率高。（4）通信距離遠?！狢AN總線上任意兩個節(jié)點之間的最大允許傳輸距離與其信息傳輸速率有關(guān)?！?Mb/s速率下，CAN總線通信距離可達40m；——在10kb/s速率下，通信距離可達6700m；——在5kb/s速率下，通信距離可達10000m?！郈AN總線既可連接動力及其傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，也可連接車身控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。信息傳輸速率通信距離信息傳輸速率通信距離1Mb/s40m50kb/s1300m500kb/s130m20kb/s2200m250kb/s270m10kb/s6700m125kb/s530m5kb/s10000m100kb/s620m

通信距離3.3.3控制器局域網(wǎng)CAN總線的連接3.3.3CAN總線的連接CAN總線：兩根線(雙絞線)構(gòu)成。數(shù)據(jù)線CAN-H（CAN-High或CAN﹢）數(shù)據(jù)線CAN-L（CAN-Low或CAN﹣）。高速CAN總線低速CAN總線第3條CAN總線：衛(wèi)星導航和智能通信。高速CAN總線：連接動力與傳動系統(tǒng)的控制器，數(shù)據(jù)傳輸速率可達1Mb/s→實現(xiàn)高速實時控制；低速CAN總線：連接車身控制系統(tǒng)的控制器，數(shù)據(jù)傳輸速率可達125kb/s。在CEM中，CAN控制器具有雙通道CAN接口，經(jīng)CAN收發(fā)器與CAN總線連接。——CAN控制器根據(jù)兩根總線的電位差來判定總線電平高低。CAN總線CAN總線3.3.4控制器局域網(wǎng)通信速率的設(shè)定1.動力及其傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信速率的設(shè)定發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、電控自動變速系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)、電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)、驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、電控制動力分配系統(tǒng)、電子控制制動輔助系統(tǒng)、汽車自動制動系統(tǒng)、車身穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)等。

與汽車行駛直接相關(guān)，并與發(fā)動機轉(zhuǎn)速或汽車行駛速度同步→

CAN高速總線連接，數(shù)據(jù)傳輸速率可達1Mb/s。

實現(xiàn)高速實時控制。CANCAN通信速率3.3.4控制器局域網(wǎng)通信速率的設(shè)定1.動力及其傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信速率的設(shè)定2.車身控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信速率的設(shè)定SPC—座位調(diào)節(jié)ECU；CLC—中控門鎖ECU；HAW—前照燈控制與清洗ECU；TWC—車頂天窗控制ECU；LSID—維修周期顯示ECU；WWCS—刮水器與清洗器ECU；ACS—自動空調(diào)ECU；PDC—乘員門鎖ECU；

低速CAN總線，數(shù)據(jù)傳輸速率為125kb/s。CANCAN通信速率課程小結(jié)（4）這次課主要介紹了：（1）控制器局域網(wǎng)CAN的構(gòu)成與連接方法（2）控制器局域網(wǎng)CAN總線的特點（3）控制器局域網(wǎng)CAN通信速率的設(shè)定這一講是本章車載局域網(wǎng)技術(shù)的重點內(nèi)容。希望同學們認真復習、融會貫通，為控制器局域網(wǎng)CAN應用與檢修打好基礎(chǔ)。接下來請同學們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。同學們，下次課再會！第5講控制器局域網(wǎng)CAN的應用主講：舒華教授

第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)

VehicleLocalAreaNetworkTechnology3.4控制器局域網(wǎng)CAN的應用一、教學內(nèi)容（1）大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN的組成與控制器件的功能（2）大眾轎車動力與傳動系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)CAN的特性（3）大眾轎車車身系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)CAN的特性二、教學要求（1）了解大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN控制器件的功能；（2）熟悉大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN的構(gòu)成；（3）掌握大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN的特性。3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用1.大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN的組成兩個控制器局域網(wǎng)CAN＋CEM：（1）動力與傳動系統(tǒng)CAN：發(fā)動機ECU防抱死制動與電子差速鎖ABS/EDLECU自動變速ECU（2）車身系統(tǒng)CAN：圖3-16控制器件安裝位置四只車門ECU：四個車門電控系統(tǒng)——中央控制器CEM：中央電子控制組件CAN應用3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用1.大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN的組成結(jié)構(gòu)特點：ECU內(nèi)設(shè)CAN控制器和CAN收發(fā)器；ECU外連兩根數(shù)據(jù)總線(CAN總線)；兩個CAN（動力與傳動CAN和車身CAN）終端的兩只ECU內(nèi)部，設(shè)有一個數(shù)據(jù)傳輸終端（數(shù)據(jù)傳輸終端有時安裝在ECU外部）——R＝120Ω。CAN外部結(jié)構(gòu)CAN內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用1.大眾轎車CAN的組成2.動力與傳動系統(tǒng)CAN的特性（1）CAN總線為雙絞線。——雙向數(shù)據(jù)傳輸線；兩條線電位相反，電位差＝5V；

圖3-17動力與傳動CAN外部連接目的：防止電磁輻射干擾；高電平數(shù)據(jù)線CAN-High

（CAN-H或CAN﹢）低電平數(shù)據(jù)線CAN-Low

（CAN-L或CAN﹣）

圖3-19CAN總線結(jié)構(gòu)及其電位總線結(jié)構(gòu)3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用2.動力與傳動系統(tǒng)CAN的特性（1）CAN總線為雙絞線。（2）總線數(shù)據(jù)傳輸速率為500kb/s。（3）一幀數(shù)據(jù)的傳輸時間約0.25ms。數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。由幀頭、數(shù)據(jù)和幀尾3個部分組成。幀頭和幀尾：含必要的控制信息，如同步信息、地址信息、差錯控制信息等；數(shù)據(jù)部分：包含網(wǎng)絡(luò)層傳來數(shù)據(jù)，如IP(InternetProtocol網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)數(shù)據(jù)包。在發(fā)送端，數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層傳來的數(shù)據(jù)封裝成幀，再發(fā)送到鏈路上去；在接收端，數(shù)據(jù)鏈路層把收到的幀中的數(shù)據(jù)取出并傳送給網(wǎng)絡(luò)層?！煌臄?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議對應著不同的幀，因此，幀有多種，如PPP幀、MAC幀等，其具體格式也不盡相同。3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用2.動力與傳動系統(tǒng)CAN的特性（1）CAN總線為雙絞線。（2）總線數(shù)據(jù)傳輸速率為500kb/s。（3）一幀數(shù)據(jù)的傳輸時間約0.25ms。（4）各電控單元ECU每隔7~20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。（5）優(yōu)先級順序依次為：——防抱死制動與電子差速鎖ABS/EDLECU→發(fā)動機ECU→自動變速ECU。（6）總線傳輸?shù)男畔〝?shù)據(jù)、工作狀態(tài)和操作請求指令?！诎l(fā)動機電控系統(tǒng)中，為了計算點火控制參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸時間間隔必須小于兩次點火之間的時間間隔，因此，該采用500kb/s的高速CAN總線。

優(yōu)先級順序與傳輸信息優(yōu)先級發(fā)送單元發(fā)送的信息1ABS/EDLECU發(fā)動機制動控制（EBC）請求牽引力控制（TCS）請求2發(fā)動機ECU發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度3發(fā)動機ECU冷卻液溫度、車速4自動變速ECU變速器擋位、變速桿位置、液力變矩器狀態(tài)3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.3.6控制器局域網(wǎng)CAN的應用1.大眾轎車CAN的組成2.動力與傳動系統(tǒng)CAN的特性3.車身系統(tǒng)CAN的特性J386：駕駛席車門ECU。J387：副駕駛席車門ECU。J388：后排左側(cè)乘員席車門ECU。J389：后排右側(cè)乘員席車門ECU。J393：中央控制器CEM。車身CAN3.3.6

CAN的應用3.車身系統(tǒng)CAN的特性（1）數(shù)據(jù)總線為雙絞線。（2）數(shù)據(jù)傳輸速率為62.5kb/s。（3）節(jié)點發(fā)送信息的時間間隔為20ms。（4）優(yōu)先級順序依次為：——中央控制模塊CEM→駕駛席車門ECU→前排乘員席車門ECU→后排左側(cè)乘員席車門ECU→后排右側(cè)乘員席車門ECU。（5）總線傳輸?shù)男畔ǎ好總€ECU的控制對象（門鎖、車窗等）的狀態(tài)、各車門ECU的工作狀態(tài)、遙控器信號以及故障狀態(tài)信息等?！{駛席車門ECU發(fā)送的數(shù)據(jù)信息表3-7，其他電控單元傳送的信息與此類似?！绠旕{駛席車門ECU發(fā)送的數(shù)據(jù)信息為01110時，表示中央門鎖處于打開狀態(tài)，車窗玻璃停在半開狀態(tài)。駕駛席車門ECU控制對象狀態(tài)信息數(shù)

據(jù)D4D3D2D1D0中央門鎖基本狀態(tài)

000安全狀態(tài)

001上

鎖

010門鎖已開

011門鎖已鎖

100開

鎖

101傳感器故障

110狀態(tài)故障

111電動車窗運動狀態(tài)00

靜止狀態(tài)01

半開狀態(tài)10

全關(guān)狀態(tài)11

3.3.6

CAN的應用4.控制器件的功能——CAN控制器、CAN收發(fā)器（發(fā)送器和接收器）、數(shù)據(jù)傳輸終端和CAN數(shù)據(jù)總線等網(wǎng)絡(luò)控制器件功能如下：（1）CAN控制器?！邮崭鞣N電子控制系統(tǒng)ECU的微處理器（CPU）發(fā)出的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理后再傳遞給CAN收發(fā)器。與此同時，CAN控制器也接收CAN收發(fā)器傳來的數(shù)據(jù)，并進行處理后傳遞給各種電子控制系統(tǒng)ECU的微處理器（CPU）?！狢AN控制器相當于各種電控系統(tǒng)ECU（CPU）與CAN收發(fā)器之間的中繼站。（2）CAN收發(fā)器——信號發(fā)送器和信號接收器組合而成——將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電信號并發(fā)送至CAN總線上；與此同時，CAN收發(fā)器也接收CAN總線上的數(shù)據(jù)信息，并將其傳輸至CAN控制器。——CAN收發(fā)器相當于CAN控制器與CAN總線之間的中繼站。3.3.6

CAN的應用4.控制器件的功能（1）CAN控制器。（2）CAN收發(fā)器。（3）數(shù)據(jù)傳輸終端。——一只電阻器，連在CAN總線的末端（兩端），R＝120Ω（I≈42mA）。

避免數(shù)據(jù)信號傳輸終了時再反射回CAN總線上，防止產(chǎn)生反射電磁波而導致CAN總線上的其他數(shù)據(jù)受到干擾或破壞。（4）CAN數(shù)據(jù)總線——CAN總線——功用是傳輸數(shù)據(jù)。CAN總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)設(shè)有指定的接收器（CAN收發(fā)器）進行接收，接收器接收CAN總線上的數(shù)據(jù)信息并由發(fā)送器傳輸至CAN控制器進行處理，再傳遞給各種電控系統(tǒng)的ECU，用于ECU控制執(zhí)行器實現(xiàn)控制功能；——CAN總線也接收各ECU經(jīng)CAN控制器和發(fā)送器（CAN收發(fā)器）傳來的數(shù)據(jù)。功用課程小結(jié)（5）這次課主要介紹了：（1）大眾轎車控制器局域網(wǎng)CAN的組成與控制器件的功能（2）大眾轎車動力與傳動系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)CAN的特性（3）大眾轎車車身系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)CAN的特性這一講通過大眾轎車CAN的應用實例，使同學們加深對車載局域網(wǎng)技術(shù)的理解。希望大家認真復習、融會貫通，為CAN的應用與檢修打好基礎(chǔ)。接下來請同學們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。同學們，下次課再會！第6講車載局域網(wǎng)故障狀態(tài)與案例主講：舒華教授

第3章汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)

VehicleLocalAreaNetworkTechnology3.1車載局域網(wǎng)的應用與發(fā)展3.汽車車載局域網(wǎng)技術(shù)3.2車載局域網(wǎng)的構(gòu)成與分類3.3控制器局域網(wǎng)CAN技術(shù)3.4控制器局域網(wǎng)CAN的應用3.5車載局域網(wǎng)故障診斷與排除3.4車載局域網(wǎng)故障診斷與排除一、教學內(nèi)容（1）車載局域網(wǎng)的故障狀態(tài)（2）車載局域網(wǎng)的故障原因（3）車載局域網(wǎng)（電源導致和節(jié)點）故障的診斷與排除方法二、教學要求（1）了解車載局域網(wǎng)的故障狀態(tài)；（2）熟悉車載局域網(wǎng)的故障原因；（3）掌握車載局域網(wǎng)故障的診斷與排除方法。3.4.1車載局域網(wǎng)故障的狀態(tài)3.4.1車載局域網(wǎng)的故障狀態(tài)——車載局域網(wǎng)LAN技術(shù)屬于計算機領(lǐng)域的高新技術(shù)。其故障狀態(tài)、表現(xiàn)形式與普通汽車電器電子設(shè)備有所不同。故障狀態(tài)分為：錯誤激活、錯誤認可和總線關(guān)閉。（1）錯誤激活狀態(tài)：——指可以參與總線通信的狀態(tài)。處于錯誤激活狀態(tài)的電控單元ECU檢測到錯誤時，將輸出錯誤激活的標志。

圖3-21ECU錯誤狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換條件——當在總線上檢測出某電控單元連續(xù)128次11位隱性電平時，該電控單元ECU就處于錯誤激活狀態(tài)。3.4.1車載局域網(wǎng)故障的狀態(tài)3.4.1車載局域網(wǎng)的故障狀態(tài)錯誤激活、錯誤認可和總線關(guān)閉。（1）錯誤激活狀態(tài)：（2）錯誤認可狀態(tài)：——指容易出現(xiàn)錯誤的狀態(tài)。處于錯誤認可狀態(tài)的控制組件可以參與總線通信。但在接收信息時，為了不妨礙其他控制組件通信，處于錯誤認可狀態(tài)的控制組件不能發(fā)出錯誤激活通知。當處于錯誤認可狀態(tài)的組件檢測到錯誤時，就會輸出錯誤認可的標志。但是，如其余處于錯誤激活狀態(tài)的組件沒有檢測到錯誤，則判定為整個總線沒有錯誤。處于錯誤認可狀態(tài)的組件在發(fā)出信號之后不能立刻又開始發(fā)信（連續(xù)）。在開始再次發(fā)信之前，在幀間間隔處要插入8位的隱性電平，即暫緩發(fā)送。3.4.1車載局域網(wǎng)故障的狀態(tài)3.4.1車載局域網(wǎng)的故障狀態(tài)錯誤激活、錯誤認可和總線關(guān)閉。（1）錯誤激活狀態(tài)：（2）錯誤認可狀態(tài)：（3）總線關(guān)閉狀態(tài)：——不能參與總線通信的狀態(tài)。

圖3-21ECU錯誤狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換條件——在總線關(guān)閉狀態(tài)下，所有的信息發(fā)送與接收動作均被禁止。狀態(tài)管理與界定：計數(shù)器的計數(shù)值對錯誤狀態(tài)進行分類與界定。發(fā)送錯誤計數(shù)器TEC：TransmitErrorCounter接收錯誤計數(shù)器REC：ReceiveErrorCounter計數(shù)值隨條件變化而轉(zhuǎn)變，ECU錯誤狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變條件如圖3-21所示。3.4.2車載局域網(wǎng)故障的原因3.4.1車載局域網(wǎng)的故障狀態(tài)3.4.2車載局域網(wǎng)的故障原因一是汽車電源系統(tǒng)引起的故障；二是車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的鏈路（或通信線路）故障；三是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的節(jié)點故障。3.4.3車載局域網(wǎng)故障的診斷與排除方法1.汽車電源系統(tǒng)故障導致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障——汽車電源系統(tǒng)的正常工作電壓為14.25~14.75V（14.5±0.25V）。——如果電源系統(tǒng)提供的工作電壓過低，就會影響中央電控模塊（CEM）正常工作，從而導致整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)通信短時中斷的現(xiàn)象。3.4.3局域網(wǎng)故障診斷與排除方法1.電源故障導致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障【應用案例】別克轎車（1）故障現(xiàn)象行駛中，經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)速表、里程表、燃油表和水溫表指示為零的現(xiàn)象。（2）故障檢測過程用故障檢測儀TECH2讀取故障碼，各個電控模塊中均無當前故障碼，但存在多個歷史故障碼。——在安全氣囊診斷模塊SDM（SupplementalRestraintDiagnosisModel）出現(xiàn)：U1040——失去與ABS控制模塊的對話；U1000——二級功能失效；U1064——失去多重對話；Ul016——失去與動力控制模塊PCM（PowerControlModel）對話。3.4.3局域網(wǎng)故障診斷與排除方法3.4.3車載局域網(wǎng)故障的診斷與排除1.電源故障導致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障——在儀表控制模塊IPC（InstrumentPlateControlModel）中出現(xiàn)：Ul016——失去與動力控制模塊（PCM）對話?！谲嚿砜刂颇KBCM（VehicleBodyControlModel）中出現(xiàn)：U1000——二級功能失效。（3）故障分析與排除——網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)存在故障∵OBD-Ⅱ規(guī)定：“U”字頭的故障碼為車載網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)故障碼OnBoardDiagnosisSystem–Ⅱ——第二代車載故障自診斷系統(tǒng)?！ㄟ^查閱該轎車電源系統(tǒng)電路圖3-22所示，電控模塊共用一根電源線