1、车载网络系统的结构与检修车载网络系统的结构与检修v 知识目标：知识目标：v 1、了解ECU的基本功能；v 2、掌握ECU的基本结构及原理；v 3、了解ECU故障类型及特点；v 4、了解OBD-的特点；v 5、掌握OBD-的故障代码意义。v 能力目标：能力目标：v 1、能进行简单ECU故障的诊断与排除；v 2、能读取OBD-故障码。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修v 一、ECU的概述v ECU原来指的是engine control unit，即发动机控制单元，特指电喷发动机的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展，ECU的定义也发生了巨大的变化，变成了el
2、ectronic control unit即电子控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统，泛指汽车上各系统的ECU，而原来的发动机ECU有很多的公司称之为EMS，engine management system。随着汽车电子自动化程度的越来越高，汽车零部件中也出现了越来越多的ECU参与其中，线路之间复杂程度也急剧增加。为了使电路简单化，精细化，小型化，汽车电子中引进了CAN总线来解决这个问题。因为CAN总线能将车辆上多个ECU之间的信息传递形成一个局域网络。有效的解决线路信息传递所带来的复杂化问题。目前博世，德尔福，电装，大陆的VDO等都是汽车ECU行业的领导者。项目一项目一 汽车电子控制单元的结
3、构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成v 二、ECU的基本功能v 1、接收传感器或其他装置输入的信息，给传感器提供参考电压；将输入的信息转变为微机所能接受的信号。v 2、存储、计算、分析处理信息；计算出输出值所用的程序；存储该车型的特性参数；存储运算中的数据；存储故障信息。v 3、运算分析；根据信息参数求出执行命令值；将输出的信息与标准值对比，查出故障。v 4、输出执行命令；把弱信号变为强的执行命令；输出故障信息。v 5、自我修正功能。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成v 三、
4、ECU的基本组成项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成ECU的基本结构的基本结构v（一）电源电路v 汽车电源电路是ECU一个别不可少的组成部分。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成v（二）输入回路项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成v（三）微处理器项目一项目一
5、汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成v 2、存储器v 存储器是由许多具有记忆功能的存储电路构成的，每个记忆存储器电路存储蓄1个二进位信息（0或者说），称为存储器的存储位（BIT）每个记忆存储电路构成存储器的一个基本单位，存储8位二进制信息，称为存储字节（BYTE）。v 3、输入/输出（I/O）接口v 4、总线（BUS）v（四）输出回路v 输出回路是单片机与执行器之间的中继站，其功用是根据微机发出的指令，控制执行器动作。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 电控单元的组成电控单元的组成v
6、一、一、电控单元的故障特点v 1、电源电路故障v 2、输入/输出电路故障v 3、存储器故障v 4、特殊故障项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 二、ECU检修要点v 在ECU检修之前，必须注意几个要点:v（1）认真检查外电路，排除外电路故障，确认外电路正常之后方可对ECU进行检修；v（2）检查ECU外部是否有损伤痕迹，固定是否牢固，焊锡（胶粘）是否密封可靠；v（3）检查线插接通情况，特别是电源线和搭铁是否正常。v（4）确认系统采用的ECU型号。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务
7、二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 三、ECU的检测方法v ECU检修作业的关键，在于故障原因和故障部位的诊断，至于维修作业，主要是通过更换和电路焊接来处理。下面探讨几种故障诊断方法。v 1、直观检查法 5、替代检查法v 2、接触检查法 6、电压检查法v 3、故障再生法 7、电阻检查法v 4、参照检查法 8、波形检查法v 9、信号注入检测法项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 四、随车自诊断系统v 1、OBD的概念v OBD的英文全称为ON-BOARD DIAGNOSTIC，翻译成中文为：随车自我诊断。自上个世
8、纪80年代开始，国外各汽车制造厂开始在其生产的车辆上配备控制与诊断系统；这些新系统在车辆发生故障时，可以警示驾驶员并且维修工人在维修时可以经过由特定的方式读取故障码，以加快维修时间，汽车工业界称之为随车自我诊断系统（OBD）。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 2、OBD-的特点v（1）统一各车种诊断座形状为16脚，如图1-6所示。并装置在驾驶室，驾驶侧仪表板下方。v（2）具有数值分析资料传输功能（Data.Link.Connector简称DLC）。资料传输线有两个标准：v ISO标准（INTERNATION ST
9、ANDARDS ORGANIZATION 1941-2）利用7#，15#脚；SAE标准。（SAE-J1850）利用2#，10#脚。v（3）统一各车种相同故障代码及意义。v（4）具有行车记录器功能，能锁定记忆故障码时的数据流。v（5）具有重新显示记忆的故障码功能。v（6）具有可由仪器直接消除故障码功能。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测针脚序号 功用针 脚 序号功用1#由供制造厂应用9#提供制造厂应用2#SA
10、E-J 1850资料传输10#SAE-J 1850资料传输3#提供制造厂应用11#提供制造厂应用4#直接车身搭铁12#提供制造厂应用5#信号回馈搭铁13#提供制造厂应用6#提供制造厂应用14#提供制造厂应用7#ISO-9141资料传输K15#ISO-9141资料传输L8#提供制造厂应用16#直接蓄电池正电源v 3、OBD-统一故障代码标准v 一组OBD-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）。v 例如：福
11、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。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 4、OBD-故障码种类v（1）影响排放故障码v A类：发生一次就会点亮故障灯和记录故障码。v B类：两个连续行程中各发生一次，才会
12、点灯和记录故障码。v E类：三个连续行程中各发生一次，才会点灯和记录故障码。v OBD-要求任何影响排放的故障都必须在三个连续行程中诊断出，且点亮故障指示灯，记录故障码发生时的定格数据。v（2）不影响排放故障码v C类：故障发生时记录故障码，但不点亮故障指示灯。厂家可根据需要点亮另一个指示灯。v D类：故障发生时记录故障码但不点亮故障灯。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 5、OBD-故障检测和指示灯的熄灭v（1）故障检测v 1）对于绝大多数车型，不再提供手工（不用检测仪器）诊断闪烁码。v 2）对OBD-的故障检测
13、必须通过检测仪器和标准诊断接口（诊断座）。v 3）市面上普通的检测仪器只要具有OBD-（EOBD）功能就可以用于任何OBD-车型。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v（2）指示灯的熄灭v 1）强制熄灭：用检测仪器清零或者断开控制单元的电源可以暂时清除故障码和熄灭故障灯。如果问题没有被排除，OBD-会再次诊断出故障，1个或多个行程后还会点亮故障灯。多用于汽车维修服务后。v 2）自动熄灭：如果发生的故障自动消失，且通过了3次连续行程的自我诊断，故障灯会自动熄灭。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的
14、结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 6、故障检修步骤v（1）连接检测仪器到诊断接口，如图1-7所示。v（2）打开点火开关或起动发动机。v（3）读取故障码或数据流，分析故障原因。v（4）维修车辆，排除故障。v（5）清除故障码，验证故障是否排除。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 电控单元的检测电控单元的检测v 知识目标：知识目标：v 1、了解车载网络的发展；v 2、熟悉车载网络的特点；v 3、掌握车载网络分类；v 4、掌握车载网络的基本术语。v 能力目标：能力目标：v 1、会说出车载网络的基本名词术语；v 2、会对车载网络进行分
15、类；项目二项目二 车载网络系统基础知识车载网络系统基础知识v 一、车载网络系统的产生v 据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。传统布线方法的导线长度与连接插头数量如图2-1所示。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系
16、统概述车载网络系统概述图图2-1 传统布线方法的导线长度与连接插头数量传统布线方法的导线长度与连接插头数量v 二、车载网络的发展与趋势v（一）车载网络的发展v 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。v 19861989年间，在车身系统上装有了利用铜线的网络。1987年，作为集中型控制系统，日产公司的车门相关系统，GM公司的车灯控制系统已处于批量生产的阶段。v 在这段时期内，德国的Bosch公司提出了汽车车载局域网（LAN）的基本协
17、议，该协议即为控制器局域网（Controller Area Network)，简称为CAN。目前控制系统局域网中应用最广的标准就是CAN。接着，美国汽车工程师学会提出了J1850。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述v（二）车载网络的发展趋势v 1、网络控制技术向高速、实时和容错方向发展v 2、网络向多媒体、高带宽方向发展未来汽车网络将是一个多媒体、高带宽的网络。v 3、网络协议逐渐统一v 4、Telematics简介项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概
18、述车载网络系统概述v（1）Telematics概述 v 通常所说的Telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统。随着电脑和网络技术应用到汽车上，正在形成称之为Telematics的新的电脑市场。Telematics是无线通信技术、卫星导航系统、网络通信技术和车载电脑的综合产物，被认为是未来的汽车技术之星。汽车行驶当中出现故障时，通过无线通信连接服务中心，进行远程车辆诊断，内置在发动机上的计算机记录汽车主要部件的状态，并随时为维修人员提供准确的故障位置和原因。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述v（2）功
19、能特色 v Telematics特点在于大部分的应用系统位于网络上如通讯网路、卫星与广播等，而非汽车内，如图2-4所示。驾驶者可运用无线传输的方式，连结网络传输与接收资讯与服务，以及下载应用系统或更新软件等，所耗的成本较低，主要功能仍以行车安全与车辆保全为主，主要功能特色如下：项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述v 三、车载网络分类与应用v 1、SAE的分类项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽
20、车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述网络分类对象位传输速率应用场合A面向传感器/执行器控制的低速网络110Kbps主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。B面向独立模块间数据共享的中速网络10125Kbps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，以减少冗余传感器和其它电子部件。C面向高速、实时闭环控制的多路传输网125K1Mbps主要用于悬架控制、牵引控制、先进发动机控制、ABS 等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。v 2、按应用领域分类项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一
21、 车载网络系统概述车载网络系统概述v 3、按网络拓扑结构分类项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述v 四、车载网络的标准与协议v（一）A类总线协议标准项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述协议名称主要用户主要应用场合注释UARTGM多种场合正被逐步淘汰SinebusGMAudio/LIN许多厂商智能连接器和传感器由LIN协会开发I2CRenaultHVAC极少使用CCDChryslerHVAC，Audio等正被逐步淘汰ACPFordAudi
22、o/BEAN车身控制/J1708/J1587/J1922T&B多种场合正被逐步淘汰v 表2-2A类总线及其特征项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线及协议名称特性UARTSINEBUSE&CSAE J1708CCDACPBEANLIN所属机构GMDELCOGMTMC-ATACHRYSLERFORDTOYOTAMotorola用途通用诊断音频通用控制诊断通用诊断音频控制车身诊断智能传感器介质单根线单根线单根线双绞线单根线双绞线单根线单根线位编码NRZSAMPWMNRZNRZNRZNRZNRZ媒体访问主/从主/从竞争
23、主/从主/从主/从竞争主/从错误检查8位CS无奇偶效验 8位CS8位CS8位CS8位CRC8位CS头长度16位2位1112位 16位8位1224位25位2位数据长度085字节1018位18位5字节612字节111字节8字节位速率8192b/s66.6KH2001000b/S9600b/s7812.5b/s9600b/s10Kb/s20Kb/s总线长度10M20M40M40M节点数10106202016成本低低低中低低低低v(二)B类总线协议标准项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线名称用户应用时间备注ISO118
24、98欧洲1992+支持各种速率，从47.6500Kb/sISO11519欧洲2000+也称容错CANJ2284GM、Ford、DC2001+基于ISO11898，500 Kb/sGMLAN（low）GM2002+GM唯一用户，J2411，单线CANFordMSCANFORD2004+125 Kb/s，J2284DCXLSCANCluysler2004+125 Kb/s，ISO11519J1939T&B1994+替代J1708/1587/1922J1850GM、FORD、Cluysler至2002+正在淘汰每个节点2美元左右项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任
25、务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线协议及名称特性SWC（SINGLE-WIRE CAN）CAN2.0ISO11989ISO11519-2ISO11992J2284J1850ISO11519-4SAEJ1939所属机构SAE/ISOBOSCH/SAE/ISOGMFORDCHRYSLERTMC-ATA用途诊断控制 诊断通用 诊断控制 诊断介质单根线双绞线单根线双绞线单根线双绞线位编码NRZ-5NRZ-5VPWPWMVPWNRZ-5媒体访问竞争竞争竞争竞争竞争竞争错误检测CRCCRCCRCCRCCRCCRC头长度11位11位或29位32位32位8位29位数据长度08字节08字节08字节
26、08字节010字节8字节位速率33.33Kb/s83.33Kb/s10Kb/s1Mb/s10Kb/s41.6Kb/s10Kb/s250Kb/s总线长度30m40m典型35m35m35m40m节点数163232323230（STP）10(UTP)v（三）、C类总线协议标准 项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述名称用户应用时间备注GMLANGM2002500Kb/sCAMISO11898欧洲1992支持各种速率CANJ1939T&B1994250 Kb/sCAM每个节点2美元项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽
27、车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线及协议名称特性CAN2.0ISO11898SAEJ2284SAEJ1939所属机构BOSCH/ISOSAETMC-ATA用途控制 诊断控制 诊断控制 诊断介质双绞线双绞线双绞线位编码NRZ-5NRZ-5NRZ-5媒体访问竞争竞争竞争错误检测CRCCRCCRC头长度11位或29位11位或29位29位数据长度08字节08字节8字节位速率1Mb/s500Kb/s250Kb/s总线最大长度40m（典型）30m40m最大节点数321630（STP）、10（UTP）成本中中中v 1、CAN总线协议标准v 欧洲的汽车制造商基本上采用
28、高速CAN总线标准ISO11898。总线传输速率通常在125 kbps1 Mbps之间。据Strategy Analytics公司统计，2001年用在汽车上的CAN节点数目超过1亿个。然而，作为一种事件驱动型总线，CAN无法为下一代线控系统提供所需的容错功能或带宽，因为X-by-Wire系统实时性和可靠性要求都很高，必须采用时间触发的通信协议，如TTP/C或FlexRay等。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述v 2、安全总线和标准.表2-7安全系统总线使用情况项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制
29、单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述名称用户时间备注SafetyBusDelphi2002Delphi唯一使用BOTEBosch-Temic2002PlanetPhilips2002DSIMotorola/AMP2002ByteflightBMW2002ISIS（IntelligentSafetyIntegratedSystem）BSRSBreed-Siemens2002每个节点希望花费大概在1到2美元之间项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述特征名称SafetyBusBOTEPLANETD
30、SIByteflightBSRS所属机构德尔福博世飞利浦摩托罗拉宝马西门子使用年限2002年起2002年起2002年起2002年起2002年起2002年起传输媒体双绞线双绞线双绞线双绞线双绞线或三线双绞线或三线媒体访问主/从主/从主/从主/从主/从主/从检错方式CRC/头长度/B1/1/数据长度/B2439/0200位素率/(bit/s)500Kb/s31.25125Kb/s20250Kb/s5K10Mb/s250Kb/s最多节点/个64126416/v 3、X-by-wire总线协议标准项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网
31、络系统概述名称用户应用时间备注TTCANSAE2003TTPBMW2004U-ViennaByteFlightBMW2003BMW“5系列”FlexrayBMW&DC2003Motorola和Philips在2003年开发出产品芯片每个节点预计花费5美元左右v X-by-Wire系统总线标准和协议及其特性项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线及协议名称特性TTCANTTPByteflightFlexray所属机构SAEU-VIENNABMWBMW&DC用途X-by-WireX-by-WireX-by-WireX-
32、by-Wire介质2线单线或2线错误检测CRCCRCCRCCRC数据长度8字节16字节12字节12字节位速率1Mb/s10Mb/s5Mb/s节点数3264成本中中中中v 4、诊断系统总线和标准v 诊断系统协议标准的使用情况项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述名称用户应用时间备注J2480GM、FORD、DC2004美国基于CAN的乘用车诊断标准，满足OBD-ISO15765欧洲2000欧洲基于CAN诊断标准，满足E-OBDJ1850GM、FORD、DC1994满足OBD-，未被欧洲接受ISO9141欧洲1994基于
33、UART的诊断标准，满足OBD-ISO14230较为广泛2000也成Keyword2000，满足OBD-v 诊断系统总线标准和协议及其特性项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线及协议名称特性J2480ISO15765J1850ISO11519-4ISO9141KWP2000（ISO14230）所属机构SAEISOGMFORDCHRYSLER用途诊断诊断通用 诊断诊断诊断介质双绞线双绞线单根线双绞线单根线单根线单根线位编码NRZNRZVPWPWMVPWNRZNRZ媒体访问竞争竞争竞争竞争竞争TESTER/SLAVE
34、主从错误检测CRCCRCCRCCRCCRC奇偶校验CRC头长度11位或29位32位32位8位16位数据长度08字节08字节08字节010字节085字节位速率250Kb/s10.4Kb/s41.6Kb/s10.4Kb/s10.4Kb/s510.4 Kb/s总线长度40m35m35m35m节点数32323232成本低中低低低低低v（四）、D类总线协议标准项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述名称用户应用时间备注IDB-C许多OEM2002250 Kb/sCANMMLGM2004Delphi唯一使用D2BMercedes1
35、999MOSTGM、FORD、DC2002IEEE1394许多OEM2000也称FirewireBluetooh2005每个节点在5美元左右每个节点花费大概在10美元左右（使用光纤）项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务一任务一 车载网络系统概述车载网络系统概述总线及协议名称特性IBD-CIBD-MMOSTD2BCopperD2BOpticalMMLUSBIEEE1394所属机构SAESAEPHILIPSPHILIPSPHILIPSDELCOIEEE用途通讯娱乐通讯娱乐数据流控制数据流控制数据流控制数据流控制PC设备PC设备介质双绞线光纤光纤双绞线光纤光纤屏
36、蔽双绞线位编码NRZBiPhasePWMBiPhaseNRZNRZNRZ媒体访问TOKEN-SLOT主/从主/从主/从主/从竞争竞争错误检测CRCCRC奇偶校验CRCCRCCRCCRC头长度11位1字节数据长度8字节0200字节位速率250Kb/s400MKb/s25MKb/s29.8Kb/s12Mb/s110Mb/s12Mb/s98393Mb/s总线长度无限制150m无限制10m72m节点数162450241612716成本低高高高高高中中v 一、车载网络的功能v 1、多路传输功能v 2、失效保护功能v 3、故障自诊断功能v 4、“唤醒”和“休眠”功能 项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与
37、检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 二、车载网络的特点v 汽车网络信息传输系统信息传输方式为：利用数据总线将汽车上的各个功能模块连接起来，形成汽车网络信息传输系统。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形式发送到同一根数据总线上。接收数据和控制信号的功能模块通过解码获取相应的数据和命令。数据总线将各信息分时逐个传输（串行）。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 三、对汽车车载网络的要求 v 1、传输速度要求不用太高，性能必须稳定。v 2、操作简单
38、，使用方便，制造成本低。v 3、线路简单，与应用系统一体化，具有可扩展性。v 4、使用环境在40125。v 5、四耐：振动、干扰、高温、化学腐蚀。v 6、各个部件都有高可靠性，系统要有保护措施。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 四、车载网络的基本术语v 网络系统中有许多计算机专用术语，如数据总线、网络、数据传输、链路(数据传输介质)、通信协议、传输仲裁、架构、模块/节点和终端电路等。v（一）多路传输v 1、多路传输的基本原理v 由于总线式的网络结构是使用一条线路对多个信号进行传输，所以应当懂得多路传输技术
39、的原理，否则一旦汽车故障电脑诊断仪在检测车辆时不工作，你就会不知所措，或者即使你的故障扫描仪在工作，你却找不到本应该找到的故障。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 2、多路传输系统的应用v（1）电喷计算机系统中多路传输的应用v 除了负责给发动机喷油和点火外，电喷计算机还把它从传感器接收到的信息传输到网络中供其他计算机使用。电喷计算机通过多路传输网络接收到分配控制计算机所下的解除锁止的指令。v 电喷计算机同时还要向其他计算机通报发动机运行状况的信息。它把有关的信息都交与它们使用。此外它还通过一条专用线路与故障
40、诊断工具对话。v（2）多路传输系统在自动变速器中的应用v 自动变速器计算机需要了解来自发动机计算机的信息。除了它本身自动变速管理的功能外，自动变速器计算机要向发动机计算机通知挡位以及自动变速器油温度。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（二）局域网v 1、局域网的定义及特点项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识特特 性性一般局域网一般局域网高速局域网高速局域网计算机化分组交换机计算机化分组交换机传输媒体双绞线、同轴电缆、光纤CA
41、TV同轴电缆双绞线拓扑结构总线/树、环形总线星形传输速率/Mbit/s1-20509.6-64最大距离/km2511支持设备数100-100010100-1000连接费用中等高低v 2、局域网的拓扑结构v 所谓拓扑结构就是网络的物理连接方式。局域网的常用拓扑结构有三种：星型、环形、总线型。v（1）星形网络拓扑结构项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（2）总线型网络拓扑结构项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v(3）环形网络拓扑
42、结构项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（三）现场总线（Field Bus）v 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。该系统是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（四）CAN v CAN，全称为“Controller Area Network”，
43、即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN 被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速器控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN 控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82 C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。项目一项目一 汽车
44、电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（五）数据总线项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（六）模块/节点v 模块是一种电子装置，在计算机多路传输系统中的控制单元模块被称为节点。一般来说，普通传感器是不能作为多路传输系统的节点的，如果传感器要想成为一个模块布点，则该传感器必须具备支持多路传输功能的电控单元，如图2-18所示，如大众车系的转角传感器。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知
45、识车载网络的基本知识v（七）链路（传输媒体）v 链路指网络信息传输的媒体，分为无线和有线两种类型，目前车上使用的大多数都是有线网络，通常用于局域网的传输媒体有：光纤、同轴电缆和双绞线。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识媒 体信号类型最大数据传输速度/Mbit/s最大传输距离/km网络节点数双绞线数字1-20.1几十同轴电缆（50）数字10几百同轴电缆（75）数字501几十同轴电缆（75）FOM模拟2010几千同轴电缆（75）单通道模拟501几十光纤模拟1001几十v 1、双绞线v 双绞线是局域网中最普通的传输
46、媒体，如图2-19所示，一般用于低速传输，最大数据传输速率可达几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。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 2、同轴电缆v 同轴电缆可以满足较高性能的要求，与双绞线相比，它可以提供较高的吞吐量，连接较多的设备，跨越更大的距离。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 3、光纤v 光纤在电磁兼容性等方面有独特的优点，而且数据传输速度比较高
47、，传输距离远，在汽车网络上，尤其在一些要求传输速度高的车上网络（如车上信息与多媒体网络）上有很好的应用前景。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（1）光纤作为通信介质的优点v 光纤在多路传输系统应用方面的主要优点是：频带宽度较大和多路、尺寸小、质量轻；信号功率损失小、通过效率大、与频率的关系减弱；超高绝缘、不存在短路和接地问题；耐腐蚀、灵敏度高；能够双向传输信息、抗干扰性高（特别是对汽车车上电路的脉冲干扰）光纤允许有较高的数据传输速率和较高的信噪比 比-带宽积，可适用于发动机实时控制、车辆状态监测和通/断负载
48、的开关控制等要求。因此，光纤多路传输系统是汽车多路传输系统的发展方向，是汽车线束的发展方向。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（2）光纤多路传输系统的构成v 光纤多路传输系统主要由控制信号、光发射功能模块、光接收功能模块、三根总线电源线、系统地线、光纤信号、终端用电设备或执行器等组成。v（3）光纤传送信息的方法v 光纤传送信息的方法有3种方式：时分复用、波分复用、频分复用。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（4）光纤与C
49、AN网v 尽管CAN协议本身也支持光纤介质通信，但由CAN网是总线型，而光纤的信号传输是单向的，最适用的网络拓扑结构是环型,同时，CAN网MAC层的总线仲裁是具有优先级的非破坏性的CMSA,常用的环网MAC层仲裁技术是令牌传递。这其中主要问题是选用何种光纤耦合器、光收发器和光源，确定以何种网络拓扑来构成CAN总线，以保证光路的畅通、灵敏，并完全利用 CAN 硬件标准的优点。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v（八）传输协议v 1、协议的三要素为：v（1）语法：确定通信双方之间“如何讲”，即通信信息帧的格式。v
50、（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。v（3）定时规则：确定事件传输的顺序以及速度匹配项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车载网络的基本知识v 2、协议的功能v 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。具体说来，每个协议都是具有针对性的，用于特定的目的，所以各协议的功能是不一样的；但是还有一些公共的功能是大多数协议都具有的。这些功能包括以下四个方面。项目一项目一 汽车电子控制单元的结构与检修汽车电子控制单元的结构与检修任务二任务二 车载网络的基本知识车
