汽车网络技术课件-第1章-绪论.pptVIP

图1-28为在具有3个控制单元的系统中采用CAN数据总线进行信息传输的示意图，相应地，汽车内部的线束连接也变得简洁、清晰（图1-29），不再是一团乱麻。 图1-28 在具有3个控制单元的系统中采用 CAN数据总线进行信息传输 图1-29 汽车内部的电线（线束）数量（装备3个电子控制单元） 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45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） 3.采用汽车网络技术的优点 ①减轻整车自重。减少电线用量，耗铜量下降，整车自重得以降低。同时，全车线束变细，也为安装其它新的部件预留了空间。 ②降低生产成本。除了电线用量减少、耗铜量下降带来的成本降低之外，网络技术所秉持的“信息共享、一线多能”也充分发挥了每一条电线的作用，现实了“物尽其用”。 ③提高工作可靠性。电线数量的减少，也使汽车电气系统的线束插接器数量大大减少，由线束和插接器引发的断路、短路、接触不良等故障的发生率也大大降低，整车电气系统的工作可靠性得以提高。 ④便于后续开发。采用开放式的汽车网络技术，为后续技术的开发留有充分的余地。以后，随着技术的不断进步，新的电子控制系统可以很方便地融入到已有的系统之中，而不必对现有系统作太大的改动。 同时，也便于实现控制器与执行器的就近安装，甚至采用控制器与执行器的一体化安装，进一步节省了安装空间，提高了控制的实时性和控制精度，从而实现了良性循环。 图1-32 大众开迪（Caddy）、迈腾（Magotan）汽车的整体式ESP ECU 1.2.2现场总线与汽车网络 现场总线（Field bus）是一种工业数据通信总线，主要用于过程自动化控制（如钢铁冶金、啤酒酿造）、制造自动化控制（如机械加工）、楼宇自动化控制等领域，以解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。 目前汽车上广泛使用的控制局域网络（Controller Area Network，CAN）就可以归为现场总线类网络，但同时又有自身的一些特点。 汽车网络系统不仅有CAN总线和LIN总线这样的控制网络，还有多媒体影音娱乐信息网络，如MOST、DDB等。 目前，汽车电子系统控制中应用最广泛的是CAN总线。 1.现场总线 2.现场总线的组成 现场总线由两大部分组成，即数据传输线和节点。 图1-33 现场总线系统的基本组成 在总线系统中节点包括控制单元和总线辅助设备，控制单元由控制器、滤波器、收发器、两个数据传输终端组成。控制单元在硬件上多了专门的总线接口装置（如CAN总线接口），并有相应的软件即通信标准的支持。 图1-34 现场总线中的控制单元 在现场总线系统中，传统意义上的传感器、执行器称为总线辅助装置。同一现场的一个或多个辅助装置与控制器（控制单元）组合，构成节点（也称为总线模块）。 图1-35 现场总线中的节点 3.现场总线的工作原理 1）节点和单片机控制系统的区别 在现场总线中，节点信息的发布和获取是自由的和开放的。 2）节点的构成原则 传感器和执行器需要放在一个节点上，有两个最重要的原则： 其一，要求构成一个节点的传感器和执行器要安装在一起或距离很近，称为同一现场原则。 其二，要求传感器信号和执行单元的控制信号必须满足该控制系统实时控制的要求。如果实时时间很短，总线信息传输速度不能满足其要求，则传感器和执行器就必须与控制器放在一个节点内。 由于单片机技术和网络技术的高速发展，在现代汽车的CAN总线中，一个节点可以包括十几个传感器和执行器，即一个节点可以同时接收并发送十几个传感器信号，同时控制十几个执行器。 在大众速腾（SAGITAR）汽车的电源管理系统中，J519作为中央电器控制网络系统的一个节点，可以实现电源管理、车外灯控制、车内灯控制、仪表照明及光亮度调整、转向信号控制、接线柱控制、前/后风挡玻璃的雨刷控制、燃油泵电源接通、发电机励磁、后风窗加热等十几种功能，控制功能十分丰富。 图1-36 中央电器控制单元J519作为中央电器控制网络系统的一个节点存在 J519—中央电器控制单元；J527—转向柱控制单元 4.节点工作原理 现场总线是一个网络系统，每一个节点都可以向网络发送信息，同时也可以接收网络信息，节点可以根据这些信息决定控制策略，向执行器发送指令。各节点之间的关系是平等的，节点的信息（包括所有传感器信息和控制信息）是共享