第4章汽车资料

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1、四 奥迪A6轿车总线系统检修,4.1 CAN总线 4.2 LIN总线 4.3 MOST总线系统 4.4 奥迪A6轿车网络控制电气系统 4.5 故障案例,4.1 CAN总线,随着人们对车辆的操控性和舒适性要求越来越高，车上使用的电子部件越来越多，各个控制单元之间的数据传递就要求采用新的传送通道。但CAN数据总线系统不能完全满足数据传输性能的多样化要求，因此奥迪A6轿车采用多种新型的网络数据总线传输系统。例如，LIN, MOST, Bluetooth等新型总线传输系统，其网络拓扑见图4-1。图4-2, 4-3为奥迪A6轿车车载网络控制单元。 4.1.1驱动系统CAN总线 1.驱动系统CAN总线组成

2、 如图4-4所示，驱动系统CAN总线连接发动机控制单元、变速器控制单元、制动ESP控制单元、安全气囊控制单元、,下一页,返回,4.1 CAN总线,电子驻车制动控制单元、大灯照程调节系统控制单元等。 2.驱动系统CAN总线特点。 500 kbit/s特高速传输。 级别CAN/C。 双绞线:CAN-High线为橙色/黑色，CAN-Low线为橙色/棕色。 在一根线断路/短路时，所有功能都会停止。 4.1.2舒适系统CAN总线 1.舒适系统CAN总线组成 舒适系统CAN总线连接空调控制单元、停车辅助控制单元、挂车控制单元、蓄电池能量管理单元、车门控制单元、电子,上一页,下一页,返回,4.1 CAN总线

3、,转向柱锁控制单元、驻车加热控制单元、轮胎气压监控控制单元以及多功能方向盘、电子后座椅等控制单元，见图4-5。 2.舒适系统CAN总线特点 传输率100 knit/s 级别CAN/B。 双绞线:CAN-High线为橙色/绿色，CAN-Low线为橙色/棕色。,上一页,返回,4. 2 LIN总线,4. 2. 1概述 1. LIN总线的含义 LIN是Local Interconnect Network的缩写，它也被称为“局域网子系统”，即LIN总线是CAN总线网络下的子系统。车上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。奥迪A6轿车LIN总线组成，见图4-6。 2. LI

4、N总线传输特征 最大传输速率为19. 2 khit/s。 低成本基于通用UART接口，几乎所有微控制器都具备LIN必需的硬件。,下一页,返回,4. 2 LIN总线,只需要一根数据传输线。 单主控制器/多从控制器设备模式无须仲裁机制，通过单主/多从的原则保证系统安全，奥迪A6空调系统的LIN总线子系统，见图4-7。 从节点不需振荡器就能实现同步，节省了多从控制器部件的硬件成本。 保证信号传输的延迟时间。 不需要改变LIN节点上的硬件和软件就可以在网络上增加节点。 通常一个LIN网络上节点数目小于12个，共有64个标志符。,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,单线，基本色:紫色+标识色。

5、4. 2. 2 LIN总线组成和工作原理 1. LIN主控制单元 该控制单元连接在CAN数据总线上，它执行LIN的主功能。其主要作用: 监控数据传递和数据传递的速率，发送信息标题 该控制单元的软件内已经设定了一个周期，这个周期用于决定何时将哪些信息发送 到LIN数据总线上多少次。 该控制单元在LIN数据总线与CAN总线之间起“翻译”,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,作用，它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元。 通过LIN主控制单元进行LIN系统自诊断空调控制单元和大窗控制单元就是两个LIN主控制单元。前风窗加热器、鼓风机和两个温度传感器是空调控制单元(主控制单元)

6、中的从控制单元，大窗控制电机则是大窗控制单元(主控制单元)中的从控制单元，见图4-8。 2. LIN总线从控制器 LIN从控制单元的特点如下: 接收、传递或忽略与从主控制系统接收到的信息标题相关的数据 可以通过一个“叫醒”信号时，唤醒主系统。,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,检查对所接收数据的检查总量。 对所发送数据的检查总量进行计算。 同主系统的同步字节保持一致。 只能按照主系统的要求同其他子系统进行数据交换。 3.数据传递过程 一个LIN总线的子系统总是由主系统发送相应的信息标题要求时，它才向LIN总线发送数据。所发送的数据可供每个LIN数据总线控制单元接收，工作流程见图4-9

7、 ， LIN-信息1表示主系统要求子系统1提供数据;LIN-信息2表示主系统要求子系统2提供数据;LIN-信息3表示主系统为子系统发送数据，比如主系统向子系统2发送数据。,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,图4-10为奥迪A6轿车空调系统的LIN系统框图，数据传递过程如下: 带有子反馈的空调装置LIN信息传递流程，如图4-11所示。 空调装置在LIN总线系统上发送标题-查询制冷剂温度。 传感器6395读取标题，检修转换，然后将当时的制冷剂温度值放到LIN总线系统上。 制冷剂温度被空调装置识别。 带有主反馈的空调装置LIN信息传递流程，见图4-12。 空调装置在LIN总线系统上发送标题

8、-调节鼓风机的等级。 所发送的标题用于新鲜空气鼓风机等级的调节。,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,空调装置发送所希望的鼓风机等级。 新鲜空气鼓风机读取信息，相应地控制鼓风机。 4.信号 (1)信号电平 隐性电平:如果无信息发送到LIN数据总线上或者发送到LIN数据总线上的是一个隐性信号，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。 显性电平:为了将显性信号传到L1N数据总线上，发送控制单元内的收发器将数据总线导线接地，见图4-13。 (2)信号传递安全性 在隐性电平和显性电平收发时，通过预先设定公差值来保证,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,数据传输的稳定性。发送信号电压必须

9、满足隐性电平大于电源电压的80% ,显性电平小于电源电压的20 %，如图4-14 (a)所示。为了能在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号，允许接收的电压值范围要宽一些，隐性电平大于电源电压的60 % ,显性电平小于电源电压的40 %，如图4-14(b)所示，通过这种方式确保LIN总线信号传递的安全性。 5.信息格式 (1)信息标题的格式 信息标题的格式，如图4-15所示。 同步暂停区，同步分界区，同步区，确认区。 (2)信息内容的格式,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,信息内容的格式，见图4-16。在信息内容中，确认领域中确定的数据领域个数会被传输。 6. LIN总线系统的物理结构

10、 LIN总线系统的物理结构见图4-17。4个信号收发两用机的任何一个都可以接通所属的晶体管，由此将LIN总线与负极连接。在这种情况下，会由一个发送器传输一个主导位，如果晶体管都不导通，在LIN总线电路上为高电压。 7.奥迪A6轿车舒适系统LIN总线 (1)奥迪A6的LIN总线上的控制单元 车顶:湿度传感器、光敏传感器、信号灯控制、汽车顶篷等。 车门:车窗玻璃、中控锁、车窗玻璃开关、门窗提手等。,上一页,下一页,返回,4. 2 LIN总线,车头:传感器、小电动机、方向盘、方向控制开关、挡风玻璃上的擦拭装置、方向灯、无线电、空调、座椅、座椅控制电动机、转速传感器等。 (2)LIN总线控制实例 如图

11、4-18所示，雨刮器操纵信号控制流程如下: 驾驶员将雨刮器杆放到雨刮器间歇位置。 转向柱电子设备J257读取雨刮器杆的实际位置。 J257经由舒适性CAN向车载控制单元发送此信息。 车载控制单元J519通过L1N向雨刮器电动机J400发出指令，运行间歇位置模式。,上一页,返回,4. 3 MOST总线系统,MOST可以不需要额外的主控计算机系统，结构灵活、性能可靠和易于打一展。MOST网络光纤作为物理层的传输介质，可以连接视听设备、通信设备以及信息服务设备MOST网络支持“即插即用”方式，在网络上可以随时添加和去除设备。MOST具有以下优点: 保证低成本的条件下，可以达到24. 8 Mhit/s

12、的数据传输速度。 无论是否有主控计算机都可以工作。 使用POF(Plastic Optical Fiher)优化信息传送质量。 支持声音和压缩图像的实时处理。 支持数据的同步和异步传输。,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,发送/接收器嵌有虚拟网络管理系统。 支持多种网络连接方式，提供MOST设备标准，方便、简洁地应用系统界面。 通过采用MOST，不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、降低噪声，而且可以减轻系统开发技术人员的负担，最终在用户处实现各种设备的集中控制。 光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。 4. 3. 1奥迪A6轿车MOST数据总线系统 在奥迪A6轿车上信息娱乐系统的

13、数据传递采用MOST总线系统，见图4-19。 奥迪A6 MOST总线系统有三种工作模式:睡眠模式、待命模,上一页,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,式、工作模式。 (1)睡眠模式 MOST总线系统的睡眠模式，见图4-20。这时MOST总线内没有数据交换，所有装置处于待命状态，只能由系统管理器发出的光启动脉冲来激活，静态电流被降至最小值。睡眠模式的前提条件如下: 总线上的所有控制单元显示为准备进入睡眠模式。 其他总线系统不经过网关向MOST提出要求。 诊断不被激活。 (2)待命模式 MOST总线系统的待命模式，见图4-20。,上一页,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,待命模式的前

14、提条件如下: 由其他数据总线经由网关得以激活，比如驾驶座位旁车门打开/关闭时。 可以由总线上的一个控制单元得以激活，比如一个要接听的电话。 (3)工作模式 MOST总线系统的通电工作模式，如图4-20所示。控制单元完全接通，MOST总线上有数据交换，用户可使用所有功能。通电工作模式的前提条件如下: MOST总线处在待命模式。 由其他数据总线得以激活。,上一页,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,实现激活可以通过使用者的功能选择，通过多媒体E380的操纵单元。 4. 3. 2奥迪A6轿车MOST总线的控制单元和工作过程 1.控制单元的结构 如图4-21所示，MOST总线控制单元主要部件如下

15、: (1)光导纤维一光导插头光纤使用专门的光学插头与控制单元连接。插头上的一个信号方向箭头表明(至接收机的)输入端，插头外壳形成与控制单元的连接。光信号通过由光导纤维导线和光导插头进入控制单元或传往下一个总线用户，见图4-22。,上一页,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,(2)电气插头 该插头用于供电、环断裂自诊断以及输入/输出信号，见图4 -23。 (3)控制单元电源模块 由电气插头送入的电再由内部供电装置分送到各个部件，这样就可单独关闭控制单元内某一部件，从而降低了静态电流。、仪表显示。 (4)收发单元一光导发射器(FOT) 该装置由一个光电二极管和一个发光二极管构成，到达的光信号

16、由光电二极管转换成电压信号后传至MOST收发机。 (5)MOST收发器,上一页,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,MOST收发器由发射机和接收机两个部件组成。 (6)控制单元(ECU) 控制单元(ECU)的内部有一个微处理器，用于操纵控制单元的所有基本功能。 (7)专用部件 这些部件用于控制某些专用功能，如CD播放机和收音机调谐器。 2. MOST总线的控制单元工作过程 为了满足数据传输的各种不同要求，每一个MOST数据总线信息分为三部分，见图4-24。 同步数据(时基数据)。实时传送音频信号、视频信号等流动,上一页,下一页,返回,4. 3 MOST总线系统,型数据异步数据。传送访问网络及访问数据库等的数据包。 控制数据。传送控制报文及控制整个网络的数据。 3. MOST数据总线的环形结构 MOST总线系统的显著特点是它的环形结构，见图4-25。各控制单元之间通过一个环形数据总线连接，该总线只向一个方向传输数据，这意味着一个控制单元总是拥有2根光纤，一根用