汽车内部总线结构

汽车内部总线结构 1车用总线背景 1，车上电子设备不断增加，使电子线路迅速膨胀，线束越来越复杂，布线越来越困难(减少线束是必须解决的问题，而点到点的并行连接方式无能为力，基于串行信息传输的总线是一种必然的选择)。 2，随着汽车电子化的深入，以网络通信为基础的线控技术将在车上普遍应用(用电子信息的传送取代机械的或液压的或气动的系统连接的传动部分)。 3，计算机网络的广泛应用和智能交通系统的应用，使汽车成为互联网上的终端(汽车具有接收和提供相关信息的功能，如接收定位信号、提供地理信息服务、接收管理信息、发送本车状态信息、进行安全服务请求等)。 2车用总线特点 1，汽车网络系统要求可靠、廉价，与系统一体化、线路简单和实时性好。 2，汽车网络系统的特点是范围小、节点数少，多数应用要求的传输速度不高。 3，车辆引入总线技术有如下优点: 1)减少了线束的数量和体积，提高了电子系统的可靠性，维修容易、安装简便; 2)由于采用了通用传感器，通过网络进行数据通信，可以达到消除冗余传感器并实现 数据共享的目的; 3)改善了车辆系统设计和配置的灵活性，实现车辆各个装置的模块化; 4)使用网络将车辆各个电子装置连接起来，让车辆真正成为系统控制的整体对象，利 于车辆动力性、排放性、操纵性、经济性和安全性的改进。 3车用总线分类和发展概述 3.1车用总线分类 美国汽车 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师协会(SAE)将汽车数据传输网络划分为四类，如 D 面向多媒体设备、高速数据>2000 多媒体设备，如视频、 流传输的高性能网络 音频等 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 3.1所示。 类别 对象 传输速度kb/s 应用范围 A 面向传感器/执行器控制的<10 灯光照明、电动门窗、 低速网络 座椅调节等系统 B 面向独立模块间数据共享的10~125 车辆电子信息中心、 中速网络 安全气囊、故障诊断、 仪表显示等系统 C 面向高速、实时闭环控制的125 ~1000 牵引控制、先进发动 高速传输网 机控制、悬架控制、 ABS控制等系统 D 面向多媒体设备、高速数据>2000 多媒体设备，如视频、 流传输的高性能网络 音频等 表 3.1 数据传输网络分类 3.2车用总线发展概况 1，四类网络应用范围不同，且采用不同的协议。 2，尽管新开发出的总线网络通信速度越来越高，但是还没有一个通信网络可以完全满足未来汽车的所有成本和性能要求;因此，在车辆的各功能模块中采用多种协议以实现未来车辆上的联网。 3.3汽车常用总线通信技术 1，LIN总线通信，常用于A类数据传输网络 局部互连网络LIN(Local Interconnect Network)是一种将简单控制设备连接起来的串行通信网络，主要用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN 总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合，比如智能传感器和其他装置之间的通信，使用LIN 总线可大大节省成本。 2，CAN总线通信 由于其良好的性能及独特的设计，是车辆领域中应用最广泛的一种。 分为低速和高度两类: 1)通信速度为125Kbps以下的CAN低速通信标准，ISO11519，常用于B类数据传输 网络; 2)通信速度为125Kbps-1Mbps的CAN高速通信标准，ISO11898，常用于C类数据传 输网络。 4汽车内部总线通信原理 图 4.1为汽车总线网络系统示意图，分为高速总线、中速总线和低速总线三部分，三种速率的总线分别和相应的控制单元(ECU)连接，不同速率的总线之间通过网关相连。 ECU:Electronic Control Unit，电子控制单元，图 4.1中与总线相连的模块都是ECU。其功用是根据其内存的程序和数据，对各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后 输出指令，进行控制操作。 网关的作用:网关是各种不同的总线系统的接口，也就是说在不同总线系统上的控制单元之间进行信息交换。 从控制原理来看，汽车的电控系统可以简化为传感器、ECU和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件，功用是向ECU提供汽车运行状况和发动机工况等。ECU接收来自传感器的信息，经信息处理后发出相应的控制指令给执行器。执行器即执行元件，其功用是执行ECU的专项指令，从而完成控制目的。 图 4.1 汽车网络总线示意图 ABS:Anti-locked Braking System ，防抱死刹车系统。 ASR:Acceleration Slip Regulation ，驱动(轮)防滑系统。 图 4.2为车身网络结构图。 蓝色为CAN总线，红色为LIN总线。对于低速或者简单的控制设备，通过使用LIN总线可降低成本。 图 4.2 车身网络结构图 图 4.3为图4.2对应的原理图。 CAN 后视镜模块 LIN 门锁模块 右前门模块 门锁模块 右前门模块 控制面板 控制面板 行李箱模块 座椅加热 右座椅模块 座椅调节 仪表模块 后灯模块 座椅加热 操作面板 中央控制模块 后保险箱 座椅调节 内灯模块 天窗模块 空调模块 后刮水器 操作面板 座椅加热 照明模块 后灯模块 左座椅模块 左座椅模块 座椅调节 操作面板 后视镜模块 门锁模块 左前门模块 门锁模块 右前门模块 控制面板 控制面板 图 4.3 车身网络原理图 5汽车无线通信原理 无线遥控功能是指不用把钥匙键插入锁孔中就可以远距离开门和锁门。遥控的基本原理是:从车主身边发出微弱的电波，由汽车天线接收该电波信号，经电子控制器ECU识别信号代码，再由该系统的执行器(电动机或电磁经理圈)执行启/闭锁的动作。该系统主要由发射机和接收机两在部分组成。 1，发射机 发射机由发射开关、发射天线(键板)、集成电路等组成。在键板上与信号发送电路组成一体。从识别代码存储回路到FSK调制回路，由于采用单芯片集成电路而使何种小型化，在电路的相反一侧装有揿钮型的锂电池。发射频率按照使用国的电波善进行选择，一般可使用27、40、62MHz频带。发射开关每按揿钮一次进行一次信号发送。 2，接收机 发射机利用FM调制发出识别代码，通过汽车的FM天线进行接收，并利用分配器进入接收机ECU的FM高频增幅处理器进行解调，与被解调节器的识别代码进行比较;如果是正确的代码，就输入控制电路并使执行器工作。 门锁遥控系统通常由1个便携式发射器机和1个车内接收机组成，从发射机发出的可识别信号由接收机接收并解码，驱动门锁打开或锁止，其主要作用是方便驾驶员锁门或开门。 用户可以通过设置门锁遥控ECU的开锁密码实现对自己汽车的保护，并在出现非法打开车门时进行报警。目前的系统大都采用无线电波或红外线作为识别信号的传授媒介，有持钥匙型和整体型两中。 当中近代锁接收到正确的代码信号，控制波接收电路就被触发至接收时间加0.5s，然后再恢复到待机状态。如输入的代码信号不符，将不能触发接收电路。基在10min内有多于10个代码信号输入不符，该锁就认为有人企图窃车，于是停止接收任何信号，包括接收正确的代码信号，遇到这种情况必须由车主用钥匙机械地插入门锁孔才能开启车门。信号接收的恢复，通过钥匙点火启动以及把遥控门锁系统主开关关掉再打开即可，如果用遥控机构把车门开锁后30s内不开门，则车门将自动锁上。 6无线信号和现场总线的连接 驾驶员通过钥匙上的无线发射、接收装置，与车门、后备箱中的无线设备进行信息交互，车门、后备箱在收到对应的请求信号后，如果可以直接执行，则驱动执行器，进行开关操作。如果信号需要进一步确认或者需要整合其他ECU的信号才能做出判断，则通过CAN总线和车载其他控制设备进行连接。 图6.1为汽车钥匙(无线设备)和车门、后备箱等车载无线收发器(ECU)，以及CAN总线之间的通信示意图。 CAN总线 汽车钥匙 无线设备 车门ECU 其他ECU 无线信号 后备箱车载控制 ECU 设备ECU 图 6.1 无线和现场总线通信示意图