目前来说,微处理器重点应用于最佳点火时刻控制、最佳空燃比控制、怠速控制、废气再循环控制、安全系统、减振控制系统、操纵系统、信息交换和报警系统、汽车导航系统、语音系统等。图1.2并联连接图1.3负极搭铁⑤负极搭铁:采用单线制时,蓄电池的负极接到车架或车身上,称为负极搭铁,如图1.3所示。......
2025-09-30
汽车网络系统：基础与检修
【摘要】：CAN数据总线作为控制单元之间的一种数据传递形式,它将各个控制单元连接形成一个完整的系统,如图8.1所示。图8.1CAN数据总线汽车网络系统的类型1)按传输导线类型分类按传输导线的不同可分为单线、双线和无线。3)按网络传输速度分类目前,存在的多种汽车网络标准,它们的侧重点不同。该类网络主要用于动力系统等对实时控制及可靠性要求较高的场合。汽车上的信息高速公路实际是一条导线或两条导线。
（1）汽车网络系统的作用
由于现代汽车的技术水平大幅提高,要求能对更多的汽车运行参数进行控制,因而汽车控制器的数量在不断上升,从开始的几个发展到几十个甚至上百个控制单元。控制单元数量的增加,使得它们互相之间的信息交换也变得越来越密集。为此,德国Bosch公司开发了一种设计先进的解决方案——CAN数据总线。它提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间进行数据交换。
一般来说,一个控制单元从整个系统中获得的信息越多,该控制单元协调自身的功能会越好。CAN数据总线作为控制单元之间的一种数据传递形式,它将各个控制单元连接形成一个完整的系统,如图8.1所示。
图8.1 CAN数据总线
（2）汽车网络系统的类型
1)按传输导线类型分类
按传输导线的不同可分为单线、双线和无线。单线传输如LIN-Bus总线;在CAN系统中一般均采用双线传输;光纤总线(MOST)为环状信息传输。新款车型中,大多采用无线蓝牙传输数据,又称为Bluetooth Bus总线。
2)按网络传输形式分类
按控制单元之间的线路连接关系可将多路传输分为线性网络、星形网络、环形网络等几种形式,如图8.2所示。
3)按网络传输速度分类
目前,存在的多种汽车网络标准,它们的侧重点不同。为方便研究和设计应用,SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D等类型。
A类是面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输位速率常小于10 Kbit/s。该类网络主要应用于车身控制,如电动车窗、中控门锁、后视镜、座椅调节、灯光照明及早期的汽车故障诊断。
B类是面向独立模块间数据共享的中速网络,数据传输位速率一般为10～125 Kbit/s。该类网络主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等方面的控制。
图8.2 数据总线网络拓扑分类图
C类是面向高速、实时控制的多路传输网,数据传输位速率为1～125 Mbit/s。该类网络主要用于动力系统等对实时控制及可靠性要求较高的场合。
D类是智能数据总线,主要面向信息、多媒体系统等。该类网络主要面向乘员的安全系统,应用于车辆被动安全性领域,数据传输位速率为250～400 Mbit/s。
（3）汽车网络系统的常用术语(https://www.chuimin.cn)
1)网络系统信息传输
汽车网络系统的信息一般采用多路传输。多路传输是指在同一通道或线路上同时传输多条信息。事实上数据信息是依次传输的,但速度非常快,几乎就是同时传输。多路传输采用划分时间片的方法来轮流接收和处理数据。例如,对一个人来说,0.1 s算是非常快了,但对一台运算速度相对慢的计算机来说,0.1 s却是很长的时间。如果将0.1 s分成若干时间片,在每一时间片里传输一段数据信息,许多单个的数据都能被传输,即分时多路传输。目前汽车上用的是单线或双线分时多路传输系统。
从图8.3可以看出,常规线路要比多路传输线路简单得多,但是多路传输系统ECU之间所用导线比常规线路系统所用导线少得多。由于多路传输可以通过一根线(数据总线)执行多个指令,因此可以增加许多功能装置。
多路传输的优点是线束简单、质量小、成本低、连接器的数量少,可以进行设备之间的通信,功能丰富,能够通过信息共享减少传感器的数量。
2)数据总线
数据总线(BUS)是模块(如控制单元、智能传感器等)间运行数据的通道,即所谓的信息高速公路,如图8.4所示。如果一个控制单元可以通过数据总线发送数据,又可以从数据总线接收数据,则这样的数据总线就称为双向数据总线。汽车上的信息高速公路实际是一条导线或两条导线。
图8.3 常规线路与多路传输线路原理图
高速数据总线及网络容易产生电磁干扰,这种干扰会导致数据传输出错。数据总线有多种检错方法,如检测一段特定数据的长度,如果出错,数据将重新传输。为了抗电磁干扰,双线制数据总线的两条线是绞在一起的。
图8.4 多个计算机之间利用数据总线进行通信
3)网络
网络式控制单元和控制单元或诊断测试仪(读码器)组成的电子系统,这些控制单元之间或控制单元与诊断测试仪之间用一根导线连接。网络允许各个模块相互通信,为了区分不同的设备,需设置不同的地址。从物理意义上讲,汽车上许多模块和数据总线距离很近,因此称为LAN(局域网)。摩托罗拉公司设计的一种智能车身辅助装置网络,称为LIN(局域互联网)。
4)通信协议
通信协议是通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合,即指数据在总线上的传输规则。
5)网关
因为汽车上有很多总线和网络,所以必须用一种有特殊功能的计算机达到信息共享和不产生协议间的冲突,实现无差错数据传输,这种计算机称为网关,如图8.5所示。
图8.5 网关原理示意图
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