汽车总线技术-钱强

舒适系统的信号图
10us
舒适系统的Canbus信号和驱 动系统有很大区别： CAN-High的高电平为：3.6V CAN-High的低电平为：0V CAN-Low 的高电平为：5V CAN-Low 的低电平为：1.4V 逻辑“1”：CAN-High=3.6V
CAN-Low=1.4V 逻辑“0”：CAN-High=0V
CD-转换器
特征 > 传输率 21.2 MB > 光纤传输 > 实现声音和图象数据的传输 > 环形结构 > 点火开关关断后要求
- 环路断路影响所有功能 -在环断路诊断和衰减仪的帮助 下进行故障查找
电话/ 紧急呼叫 MOST
要按照实际的环路描述
数字音 响处理
通讯盒 (收 音机， 语音
操作系统
带DVD 的导航
信息娱乐总线系统
收音机导航
显示界面
停车加热
网关
舒适总线系统
雨刷器控制器
电网管理电脑
转向柱开关
拖车电脑
仪表电脑
空调电脑
网关电脑
舒适总线系统 （接上页）
司机门控制单元
副司机门控制单元
舒适系统控制单元
CAN导线颜色
动力
CAN Low CAN High
舒适
信息
诊断
仪表
桔/棕 桔/黑
桔/棕 桔/绿
桔/棕 桔/紫
优先权判定
所有控制单元同时开始向CAN-BUS发射信 息避免数据碰撞，在12位的状态域中预先定 义数据的优先权
发射隐性电位的控制单元，若检测到一个显 性电压，那么该控制单元停止发射转为接收
ABS / ESP 发射 信号
发动机电脑 发射信号
自变箱电 脑发射信 号
变速箱控 制单元变 成接收
发动机控 制单元变 成接收
High 对LOW 短路，有接触电阻
信息娱乐系统 CAN
CAN-BUS线束的修理
总线线束修理
VAS 1978
数据总线修理注意事项
本地连接网络数据总线 (LIN)
轮胎气压监控 新鲜空气 鼓风机 防盗装 置喇叭
PTC- 加热
内部监控
座椅占用识别
空调 安全气囊
(USA)
轮胎气压监控天线
脚坑辅 助加热 ILM-后
R 收音机模块 J525 数字声音控制单元 J367 蓄电池监控控制单元
C 交流发电机
水平调节 J197 大灯照程调节 J431 轮胎压力监控 J502 前信息 J523 发动机电气 J623 右大灯功率模块 J668
高级钥匙 J723 CD 换碟机r R41 诊断接口 J533 供电 2 J520
(nicht bei C6)
LIN-Bus数据总线：主从控制器原理
LIN – Bus里的通讯只能借助主控制器!
从控制器
> 最多16个从控制器
> 接收或传送与主控制器的 查询或指定有关的数据
主控制器
> 控制总线和协议
> 控制，哪些信息在哪 个时间通过 总线被发 送
> 把LIN-BUS和CANBUS连接起来
low 对地短路
low 对正极 短路
舒适 / 便利功能系统 CAN
舒适系统CAN错误波形
High 对地短路
High 对正极短路
low 对地短路
Low 对正极短路
High 开路
High 对正极 短路，有接触电阻
High 对地 短路，有接触电阻
LOW 对正极 短路，有接触电阻
LOW 对地短路，有接触电阻
诊断总线
网关
诊断接口
针脚号 1 4 5 6 7 14 15 16
对应的线束 15号线 接地 接地 CANBUS(高） K线 CANBUS(低） L线 30号线
注：未标明的针脚号暂未使用。
网关J533
自动变速箱控制单元 J217 舒适系统中央控制 单元 J393
Control unit
仪表内的诊断接口 J285
= 图像处理系统（BVS）
Ast 3 B+ 25 rs B- 9 gn
Ast 4 B+ 26 rs B- 10 gn
GWA = 网关
NDR = 高度/减震器调节装置
SGR = 行驶动态调节传感电子装置 （SARA） LHI = 转向助力控制单元
媒体系统数据交换总线 - MOST
网关 主单元
带CD的导航
舒适系统（由30号线激活）：100 诊断系统（由30号线激活）：500 LIN: 20
CAN 诊断
CAN 信息
CAN 舒适
CAN 驱动 CAN 仪表
CAN 总线检测
驱动总线波形
K VK-36mz
驱动总线错误波形
High ，low 短路
High 对正极 短路
High 对地 短路
优先权
1 2 3
数据使用优先权
控制单元
信息传递
ABS/EDL 控制单元 发动机控制单元 自动箱控制单元
发动机制动控制
牵引力控制调整
发动机转速 节气门位置 爆振 冷却液温度 车速
档位信号 齿轮转速 发动机干预
二进制代码
CAN 以字符串定义单个信息
1比特信息
应用:压缩机状态 信号值
信息内容
0
off
压缩机关
LIN 防盗报 警装置
LIN - 安 全气囊
LIN - 轮胎 压力控制 (high Variante)
LIN - 空调
轮胎气压监控天线
CAN - Antrieb
雨刮控制
转向柱
ILM - 司机侧 开关模
CAN - Komfort
LIN块
多功能方向盘
LIN数据总线
特征 > 传输速率最大19,2 kBd > 一条线，主色为紫色+识别色 > 主-从控制管理 > 借助于CAN舒适总线通过主 控制单元进行LIN总线系统之 间的数据交换 >自诊断通过主控制单元的地 址码
空调控制单元
Data telegram
Gateway 的作用是使所有连接在 CAN总线上的控制单元实现数据 交换 驱动总线、舒适总线和显示总线 (信息娱乐总线)。 因为这几种总线的传输速度是不 同的，所以不能直接进行数据交 换。
网关第一种安装在： 安装在 仪表 内
网关第二种安装在： gateway 在汽车电气控制单元内
轮胎压力监控传感器 轮胎压力监控天线
左大灯功率模块 J667
辅助加热 J364 ABS 和 EDL J104 刮水电机 J400 轮胎压力监控传感器
CAN 驱动 CAN 舒适
组合仪表 J285 供电控制单元 J519
起动授权 J518
CAN 组合仪表 CAN 车距控制
收音机接收锁
止 J489
电话 R36 / J526
度anal.
0
0
0
0
0
0
0
0
0
00C
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0.50C
0
0
0
0
0
0
1
0
2
10C
…
…
…
1
0
0
0
1
0
1
0
138
690C
…
…
1
1
1
1
1
1
1
1
255
127.50C
仪表/底盘总线 诊断总线
舒适总线
驱动总线 网关控制单元
信息娱乐总线
驱动总线系统
发动机
制动系统
气囊
转向角传感器
电子转向助力
Gateway 总线控制单元
控制单元4 数据使用 数据检查 数据接收
4. 检查数据
收到信号的控制单元，评估该信 号是否与其功能有关。
CAN –BUS线
数据格式
CAN 每个信息由七个部分构成，这就是信息的基本框架称为数据域。
状态域（12位）
数据域（64位）
检验域（2位）
开始域（1位）
控制域（6位）
安全域（16位）
结束域（7位）
汽车电气控制单元
网关第三种安装在： 独立的控制单元
由于汽车不同控制器对CAN总线的性能要求不同，因此最新版本的CAN总线系 统人为设定为5个不同的区域，分别为驱动系统、舒适系统、信息系统、多功能 仪表、诊断总线等5个局域网。其速率分别为kbit/s（千位/秒）：
驱动系统（由15号线激活）：500 信息系统（由30号线激活）：100 仪表系统（由15号线激活）：500
5. 使用数据
如果接收到数据是相关的, 控制单 元接受并处理; 否则忽略.
2. 发射数据
CAN 收发器接收 CAN 控制器 传来的数据并转化为电信号传 递
3. 接收数据
CAN bus 网络中所有其它控制 单元，作为潜在的接收器
控制单元1
数据使用 数据检查 数据接收
控制单元2 数据
数据发射
控制单元3
数据检查 数据接收
司机侧门控单元 J386
辅助加热接受器 放大器 J525
转速传感器 J202
导航J401 TV 协调器 R78
LIN 门控单元 J388
收音机模块 R
MOST
子总线系统
声音输入 J507
CAN数据总线
安全、舒适及排放方面需求 电气元件的增加
更多控制单元间大量信息高速传递需求 实现减轻车身重量
网络中所有活动都是由事件的发生所引起的。
1
on
压缩机开
2比特信息 应用:舒适单元门的锁与开信号
信号值
信息内容
00
开门
01
安全锁（预警）
10
锁门
11
非安全锁（非预警）
8比特信息
水温传感器使用8比特信号的举例
一个8比特信息有256不同的值
27
26
25
24
23
22
21
20
对应 相对的数字
v对al应ue
的数 的温
128
64
32
16
8
4
2
1
字dec.
CAN-Low=5V
诊断总线
诊断总线是用于诊断仪器和相应控制单 元之间的信息交换，它被用来代替原来 的K线或者L线的功能（废气处理控制器 除外）。
随着诊断总线的使用，大众集团逐步淘 汰控制器上的K线存储器，而采用CAN线 作为诊断仪器和控制器之间的信息连接 线，我们称之为虚拟K线。
仪表总线 驱动总线 舒适总线 信息总线
> 承担完整的故障处理 及诊断
Flexray 车载网络, 拓扑结构
ARE
BVE
Hale Waihona Puke ARE_ 02LHI ESP
SGR
13
GWA
24
NDR ADI_HI
ARE ARE_02 ADI_HI
BVE
Ast 1 B+ 23 rs B- 7 gn
Ast 2 B+ 24 rs B- 8 gn
= 车距调节装置主单元（ARE） = 车距调节装置子单元 = 后车轴差速器（QCU）
CAN-Low=1.5V 逻辑“0”：CAN-High=2.5V
CAN-Low=2.5V
扰动补偿
绝对高位 3.5 V 基础/隐形电平 2.5 V
绝对低位 1.5 V
0V
CAN 高位
干扰
通道 A 2 V 通道 B
CAN 高位
轮胎气压监控
舒适CAN总线
车载控制单元 2 网关 (ILM –副司机侧)
控制器：接收在控制单元微处理器中传递的数据信号，然后传递它们到收发器；并能反向 传递。
收发器: 安装在控制器内部，同时兼具接受和发送的功能，将控制器传来的数据化为电信 号并将其送入数据传输线。
仪表
发动机
ABS
数据传递过程
1. 提供数据
相应控制单元向CAN控制器提 供须发送的数据
网络结构介绍内容
CAN 总线 LIN 总线 Flex Ray 总线 MOST 总线
J533 网关 E1 灯开关
J400 刮水器马达控制单元 J519 车载电网控制单元 J393 舒适系统控制单元 J527 转向柱控制单元 J386 驾驶员侧门控制单元 J623 发动机控制单元 J234 安全气囊控制单元 J791 驻车辅助控制单元 J255 空调控制单元 J104 ABS 控制单元 J500 转向辅助控制单元 J794 通讯设备控制单元
无CAN-BUS
每项信息通过独立的数据线进行交换。 缺点：线的数量和控制单元插脚增多
传感器和执行机构
中央控制单元
有CAN-BUS
各控制单元间的所有信息都通过两根数据线进行交换。
•CAN数据总线的数据传递类似于电话会议
•对这个数据感兴趣的用户就会利用该数据，而其他用户则选择忽 略
CAN 总线组成-控制器、收发器
多功能 方向盘
门控制单元
(TSG) 电子后座椅 停车辅助 挂车 (APS)
座椅记忆
中央模块舒适 系统 (ILM 后)
电瓶能量 管理者
空调
驻车加热
车载控制单元 (ILM-司机侧)
电子转向柱锁 转向柱开关
(ELV)
模块 (SMLS)
门控制单元 (TSG)
特征 > 传输率 100 kB > 双绞线
高线 – 橙/绿色 低线 – 橙/棕色 > 单线能力
桔/棕 桔/红
桔/棕 桔/兰
低位都是桔/棕
驱动CAN总线
大灯照程调节 网关
安全气囊
发动机
ESP
变速箱
转向柱电器
特征 > 传输率 500 kB > 双绞线
高线 – 橙/黑色 低线 – 橙/棕色 > 不能单线! 在一根线断路/短路时 ，所有功能关断
电子驻车制动
驱动系统的信号图
驱动系统的CAN信号和逻辑信号： CAN-High的高电平为：3.5V CAN-High的低电平为：2.5V CAN-Low 的高电平为：2.5V CAN-Low 的低电平为：1.5V 逻辑“1”：CAN-High=3.5V
电能管理 J644
副司机侧门控单元 J387
门控单元 J389
舒适系统 J393
全自动空调 J255 座椅调整
驻车 / 手刹 J540
J527 J453
安全气囊 J234
挂车识别 J345 声控停车系统 J446
车距调节 J428
车库门开关 J530 新鲜空气鼓风机 J126
使用和起动授权 E415