车载网络基本知识

CAN
总线结构
控制器
汽车电脑
汽车电脑
基于CAN总线的汽车电器网络结构
发动机 自动变 ABS/TCS 安全气 电控悬 巡航控 动力转 电机控 电池管
ECU 速器ECU ECU
囊ECU 架ECU 制ECU 向ECU 制ECU 理ECU
高速总线
E整EC整CU车U（车（控网控网制关制关器）器）
低速总线
系 （3）逻辑：指定实现交流的规则
（4）过程：描述通信的过程
3、协议要素及其功能
协议三要素：语法，语义，定时规则
功能： ①差错检测和纠正 ②分块和重装 ③排序 ④流量控制
4、车载网络的协议标准
按系统的复杂程度、信息量、必要的动作反应速 度、可靠性要求等将多路传输系统分为低速 （A）、中速（B）、高速（C）三类。
制单元)） 安全系统（安全气囊） 信息（娱乐、ITS）系统：容量大，通信速度非常
高
典型的现代汽车车载网络
四、车载网络系统的通信协议
1、通信协议的内容
2、接口与实体：是为两个系统，设备或部件之间连 接服务的数据流穿越的界面。 有多少针脚 实体就是能够发送或接收信息的东西
四个方面的内容 （1）物理：多少个针脚 （2）电气：电路信号的电压、宽度及他们的时间关
• 2、CAN：控制器局域网（Controller Area Network ）国际上应用最广泛的现场总线之一， 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率。
• 3、局域网：
常用术语
• 4、多路传输：同一通道或线路上同时传输多条信 息。
• 5、模块/节点:就是电子装置。简单的如温度和压 力传感器，复杂的如计算机。
（做一个大电脑把它们管理起 来）
解决方案
2、开发设计新的总线系统(即车载网络) 把众多的电控单元连成网络，其信号通过数据总 线的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。 什么是数据总线
（利用联网共享资源）
数据总线
数据总线：是电脑间运送数据的通道，即所谓的 信息高速公路。数据总线可以实现在一条数据线 上传递的信号可以被多个电脑（控制单元）共享， 从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有 限的资源。数据总线实际是一条导线，或着是两 条导线。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线是绞 在一起的。
车载网络的意义
解决了线束和插接器增多带来的问题； 提高了汽车综合控制的准确性，当电控单元共享
输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。
2、车载网络系统的发展史
• 1986年2月bosch公司在美国汽车工程师协会 （SAE）汽车工程协会大会上介绍了一种新型的 串行总线---CAN控制器局域网，CAN全称 Controller Area Network
1、数据总线：是电脑间运行数据的通道，即所谓的 信息高速公路。数据总线可以实现在一条数据线 上传递的信号可以被多个电脑（控制单元）共享， 从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有 限的资源。数据总线实际是一条导线，或许是两 条导线。 为了抗电子干扰，双线制数据总线的两条线是绞 在一起的。
总线结构
1、汽车对通信网络的要求
❖ 组网
❖ 通信：连接到车载网络的各个ECU按需要从总线 上接收最新的信息以操纵各个系统。如发动机转 速、车轮转速、油门踏板位置等。
在汽车上的应用
2、车载网络系统在汽车上的应用例子 动力传动系统（发动机，ABS/EDL，自动变速器，
安全气囊，四轮驱动和组合仪表） 车身系统（舒适CAN(中央控制单元及4个车门控
下面，以宝来（BORA） 汽车的驾驶员侧车门控 制单元为例，进一步说 明这一问题。
图1-30 采用传统的布线方式 （9个线束插接器，共4Байду номын сангаас根电线）
图1-31 采用数据总线进行信息传输（只需2个线束插接器，17根电线）
网络传输
CAN数据总线的构成
AUDI A6L乘用车控制单元的安装位置
五、典型车载网络系统的结构和组成
• 6、网络
常用术语
• 7、网关
常用术语
8、通信协议 9、帧 10、传输速率
常用术语
11、总线负荷：总线占用时间与较长探测时间的比 值，这种负荷以%的形式表示。
12、反应时间：总线上发出信息请求的瞬间和该信 息实际发出的瞬间的总和。 总线占用—等待 同时请求—优先级
三、车载网络系统的应用形式
故障诊断 ECU
灯光控 刮雨洗涤 电动座 门锁防 电动车 后视镜 气候控 警告信 仪表显 制ECU 控制ECU 椅ECU 盗ECU 窗ECU 喇叭ECU 制ECU 号ECU 示ECU
表1-1 主要车载网络基本情况
几种车载网络的成本比例及通信速度比较
作业
1、车载网络的意义？
二、车载网络系统的常用术语
传统式信息传递
随之产生的问题
线束和插接件的增加 ①线束的布置和装配越来越困难 ②增加了车身重量 ③增加了故障诊断和维修的难度
线束与插接件
整车线束布置
问题？
提出的解决方案
1、传感器信息共享和执行器资源共享的控制系统 例如：发动机集成管理系统可以包括喷油、点火、 怠速、尾气排放、进气增压、冷却管理和故障自 诊断等功能
五、典型车载网络系统的结构和组成
第一章 车载网络系统的基础知识
图1-22 汽车上的电子控制系统越来越多
一、车载网络系统的应用背景和发展史
1、车载网络系统的应用背景 汽车的功能要求越来越多，而这些功能的实现
大多是基于电脑控制的； 每个电脑需要与多个传感器、执行器之间发生
通信，而每一个输入、输出信号又可能与多个电 脑之间发生通信。