车载网络系统的研究

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1、随着汽车技术日新月异的发展，以及电子技术和控制技术在汽车上的大量应用，汽车上采用的电了控制模块越来越多。rti原来的几块发展到现在的几十块，显然传统的数据传输方式已不能满足模块间数据传输的要求。新型汽车的控制系统屮采用了一种新型的数据传输网络，英文缩写为CAN（ControllorAreaNetwork）,其目的是使汽车控制系统的数据传输实现高速化。CAN数据传输系统的组成CAN数据传输系统将传统的多线传输系统改变为双线（总线）传输系统（如图1所示）。这样一辆汽车不论有多少控制模块，也不管其信息容量有多大，每个控制模块都只需引出

2、两条线接在两个节点上，这两条导线称为数拥总线。自动变速器控制单元（3）多线数据传输系统（b）双线（总线）数据传输系统图1数据传辅系统发动机控制单元这两条数据总线：一条用于驱动系统的高速CAN,速率一般口J达到500kb/s,最高可达1000kb/s；另一条用于车身系统低速CAN,速率是1OOkb/so驱动系统CAN（CAN-High,也称动力主线）主要连接对象是发动机控制器（ECU）、ABS控制器、安全气囊控制器等，它们的基本特征都是控制与汽车行驶直接相关的系统。车身系统CAN（CAN-Low,也称舒适总线）主要连接和控制汽车内

3、外部照明、灯光信号、空调、刮水电机、中央门锁与防盗控制开关、故障诊断系统、组合仪表及其它辅助电器等。有些高档车辆还有第3条CAN总线，即信息娱乐总线，主要用于一卫星导航及智能通讯系统。当两条CAN总线（CAN-High和CAN-Low）其中一条线断路吋，整个动力系统将无法正常工作，即不能进行单线传输，只有CAN-Low线出现对地断路吋还能正常工作。而由于舒适和信息娱乐总线都设有位于系统内各个控制单元中不同阻值的传输终端，因此可实现单线传输。其整车管理系统的总体结构示意图CAN数据传输系统中的每个控制单元内部都含有一个CAN控制器

4、和一个CAN收发器。每个控制单元之间都通过两条数据总线连接。在数据总线两端都装有数据传输终端。由此不难看出，CAN数据传输系统由以卞四部分组成：（1）CAN控制器CAN控制器的作用是接收控制单元中微处理器发出的数拥，处理数据并传给CAN收发器。同时，CAN控制器也接收CAN收发器收到的数据，处理数据并传给微处理器。（2）CAN收发器CAN收发器绘一个发送器和接收器的结合，它将CAN控制器提供的数据转化为电信号并通过数据总线发送岀去；同时，它也接收CAN总线数据，并将数据传输给CAN控制器。⑶数据传输终端数据传输终端实际上是一个电

5、阻器，其作用是保护数据，避免数据传输到终端被反射回来而产生反射波。⑷CAN数据总线CAN数据总线是传输数据的双向数据线，分为高位数据线和低位数据线。为了防止外界电磁波干扰和向外幅射，CAN数据总线通常缠绕在一起。这两条线上的电位和是恒定的，如果一条线上的电压是5V,则另一条线上的电压为OoCAN数据总线的发展汽车总线系统的研究与发展可以分为三个阶段：研究汽车的基本控制系统（也称舒适总线），如照明、电动车窗、中央集控锁等；研究汽车的主要控制系统（也称动力主线）,如电喷ECU控制系统、ABS系统、自动变速器等；研究汽车各屯子控制系统

6、之间的综合、实时控制和信息反馈。利用CAN总线构建一个车内网络，需要解决的关键技术包括：总线传输信息的速率、容量、优先等级、节点容量等技术问题；高电磁干扰环境下的口J靠数据传输；确定最大传输时的延时大小；网络的容错技术;网络的监控和故障诊断功能。车载网络系统的应用实例、2002款POLO车载网络系统的各个控制单元在车上的位置。左后车门控制单元驾驶呵個车口控制单元慢I关的车载网转向辅助植制草元自动变速誥控制单元舒适怎统中央控制単元发动机控制单元12002款波罗车载网络系统各个控制单元在车上的位置flrfl!.W18W20W14W6

7、W19WW13cw»$CANrAWflTO开吳击曰1「有砂口越点开关沖0事驶英侧集密门谀关丹匸力话•笙出乞fN、•＞二戈，：牟*Jt网络系鈍控制離元时邯车内灯鬆矽加座衆嘗阳:W伯左行李箱療朝灯W10驾驶员侧閒诙灯W2Q,肅照明的化妆念（驾驶灵®8）2八；.・•、•.一・亠八：亠・「,・g—,二・■；—亠■;：图6车内灯控制的电路图如果前部和后部车内灯开关都位于车门触点位置，如图7、图8所示。通过车载网络系统控制单元J519可以确保在车辆停止而车门未关闭状态下，车内灯lOmin后自动关闭，这样可以避免蓄电池不必要的放电。如果解除车

8、辆联锁或打开点火开关后车内灯立即关闭,车内灯在撞车吋自动接通。车内灯控制的另一个作用是：在点火开关关闭约30min,自动关闭由手动打开的（车内灯、前后阅读灯、行李箱照明灯、杂物箱照明灯和化妆镜）。该功能同样有利于保持蓄电池电量。前部车内灯图7前部车门触点位置后部