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1、汽车总线控制技术,主讲 刘国新 河北交通职业技术学院 2012年8月15日,第6章 典型汽车网络系统,6.1 奥迪车系汽车网络系统,6.1.1 奥迪A6网络系统概览,图6-1 AUDI A6的汽车网络系统,1.控制单元的安装位置,图6-2 AUDI A6L乘用车控制单元的安装位置,2.熔断器和继电器的安装位置,图6-3 熔断器（保险丝）和继电器安装位置,3.AUDI A6网络系统构成,图6-4 AUDI A6乘用车网络系统构成,6.1.2 奥迪A6网络子系统,1. AUDI A6乘用车舒适总线系统,Audi A6舒适总线系统的数据传输速率最大为100kbit/s，属于CAN/B级别。舒适CAN
2、总线采用双绞线进行数据传输，CANHigh导线为橙/绿色，CANLow导线为橙/棕色，具有单线工作能力。,图6-5 AUDI A6乘用车舒适总线系统的构成,图6-6 AUDI A6乘用车舒适总线系统控制单元的安装位置,2. AUDI A6乘用车驱动总线系统,Audi A6驱动总线系统的数据传输速率最大为500kbit/s，属于CAN/C级别。驱动CAN总线采用双绞线进行数据传输，CANHigh导线为橙/黑色，CANLow导线为橙/棕色。,图6-7 AUDI A6乘用车驱动总线系统控制单元的安装位置,3. AUDI A6乘用车信息娱乐系统,Audi A6信息娱乐系统采用光学总线进行数据传输，数据
3、传输速率最大为21.2Mbit/s。光学总线采用光导纤维（光纤，亦称光缆）进行语音和图象数据的传输，总线结构为环形。,图6-8 AUDI A6乘用车信息娱乐系统控制单元的安装位置,4. AUDI A6乘用车LIN总线系统,AUDI A6乘用车LIN总线系统主要控制空调系统、防盗报警系统、轮胎压力监控系统、安全气囊系统的座椅占用识别等。各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN总线实现的。,图6-9 AUDI A6乘用车LIN总线系统控制单元的安装位置,5. AUDI A6乘用车子总线系统,AUDI A6乘用车子总线系统的最大数据传输速率为500 kbit/s（自适应灯光系统），负责
4、不同领域的各个子总线系统没有定义统一的传输标准，可以采用不同的数据协议和信号形式进行数据传输，通过主控制器的自诊断功能来完成故障诊断工作。,图6-10 AUDI A6乘用车子总线系统控制单元的安装位置,6. AUDI A6乘用车网关（诊断接口）,作为全车网络系统的核心控制单元，AUDI A6乘用车网关既是整车不同总线之间的接口，也是汽车故障诊断仪与全车各个控制单元之间的接口。同时，作为诊断总线的主控制单元，网关还负责进行MOST环路断开诊断、总线系统的休眠/唤醒以及电控元件保护等工作。,图6-11 AUDI A6乘用车网关（诊断接口）安装在手套箱后面的模块架上,6.2 宝马车系汽车网络系统,6
5、.2.1宝马车系网络系统概览,1.宝马车系网络系统的发展,作为推动和开发汽车网络技术应用的主要汽车制造商之一，宝马汽车集团早在1989年就开始在其生产的E31型汽车上使用网络技术（I总线技术）。,在2008年推出的新款BMW F01/F02型汽车上，又采用了以太网（用作快速编程接口）、FlexRay（用于控制行驶动态管理系统的综合性主总线系统）以及具有系统扩展功能的LIN总线。可以说，宝马车系的汽车网络技术一直处于业界前列。,2.宝马车系网络系统的基本构成,按照控制能力和数据传输速率的不同，宝马车系网络系统原则上分为两大类，即主总线系统和子总线系统。,主总线系统负责跨系统的数据交换，数据交换量
6、大，且数据传输速率差别很大，参差不齐。,子总线系统负责系统内的数据交换，用于交换特定系统内数据量相对较少的数据。,网关用作多个网络之间的接口，即使各总线系统的传输速率不同，网关也可以进行数据交换。,表6-2 宝马车系主总线系统,表6-3 宝马车系子总线系统,表6-4 宝马车系的网关,6.2.2 宝马车系的K总线,1.K总线的特性,K总线(车身总线)用于将普通车辆电气系统、信息和通信系统及安全系统的组件联网。其他具有通信功能并相互交换数据的控制单元也连接到K总线上。,K总线采用半双工模式传输数据。K总线的数据传输速率为9.6kbit/s。,利用K总线传输信息时，总线电平为0 V和12 V。 总线
7、电平由低变高时为逻辑1，总线电平由高变低时为逻辑 0。,图6-12 K总线的电平,2.K总线的控制系统,K总线用于控制空调、收音机、CD换碟机、中央信息显示屏、电子禁起动防盗锁以及驻车距离报警等系统。,图6-13 BMW E85车型中的K总线,6.2.3 宝马车系的K-CAN,1.K-CAN的应用,宝马车系将其车身控制器局域网称为K-CAN。K-CAN用于传输车身控制系统的信息，将舒适和车身电子系统组件（车灯控制、座椅调节和空调器等）联网。,K-CAN采用线形拓扑结构，以铜质双绞线作为传输介质，其数据传输速率为100 kbit/s。,K-CAN是一个多主控总线，连接到该总线上的每个控制单元都可
8、以发送信息。由于K-CAN的数据传输速率比K总线快得多，因此，目前在宝马车系中，K-CAN已经取代了K总线。,如图6-14所示，在BMW E65/66中，K-CAN又分为 K-CAN系统（K-CAN S）和 K-CAN外围设备（K-CAN P）两个部分。,图6-14 E65的K-CAN系统/外围设备,在BMW E65/66中，K-CAN又分为 K-CAN系统（K-CAN S）和 K-CAN外围设备（K-CAN P）两个部分。,宝马汽车集团将其汽车底盘控制器局域网称为F-CAN。F-CAN的构造和功能与K-CAN完全相同，但F-CAN专门用于传输底盘控制系统的数据，如动态稳定控制系统、主动转向系
9、统等。,图6-15 E60的F-CAN 1DSC传感器1； 2DSC传感器2； 3主动转向系统伺服电机； 4转向柱开关中心； 5动态稳定控制系统DSC； 6主动转向系统AFS,2.K-CAN的电平,图6-16 K-CAN的理论电压波形,图6-17 K-CAN的实际电压波形,3.K-CAN的终端电阻,在K-CAN中，基本控制单元上的终端电阻阻值为820，其他控制单元上的终端电阻阻值为120。,4.K-CAN的唤醒功能,在BMW E65/66中，唤醒信号直接由K-CAN传输，不再使用以前的总线端15（15号接线端子）唤醒导线功能。,5.K-CAN的应急工作特性,表6-5 K-CAN总线的工作状态,
10、6.2.4 宝马车系的PT-CAN,1.PT-CAN的特性,宝马车系将其动力传动系统的控制器局域网称为PT-CAN。PT-CAN采用线形总线结构，其数据传输速率为500 kbit/s。PT-CAN将所有属于动力传动系统的控制单元和模块连接在一起，所有总线设备均以并联方式连接。,PT-CAN的特点是使用了三根导线（CAN-H导线、CAN-L导线、CAN-WUP导线），而不是其他车系的两根导线（CAN-H导线与CAN-L导线）。,其中，CAN-WUP导线作为唤醒导线使用，与PT-CAN的数据传输功能无关。唤醒导线可使控制单元从休眠状态（节电模式）进入正常工作状态。,2.PT-CAN的应用,在宝马车
11、系中，由E60开始使用PT-CAN。PT-CAN用于将动力传动和底盘系统的控制单元连成网络。,图6-19 BMW车系(E60、E65、E83、E85、E87车型中 )的PT -CAN,3.PT-CAN的电平,图6-20 PT-CAN的电平 1PT-CAN处于隐性状态；CAN-HCAN高导线信号；CAN-LCAN低导线信号,4.PT-CAN的终端电阻,PT-CAN的终端电阻安装在距离最远的两个控制单元上。两个120的终端电阻并联连接得到总电阻60。可在CAN-H导线和CAN-L导线之间的总线上测到该电阻。,6.3 大众车系汽车网络系统,6.3.1大众车系网络系统概览,1.大众车系网络技术发展历程
12、,表6-6 大众车系网络技术发展历程,2.大众车系CAN网络的类型,目前大众车系的CAN总线系统划分为驱动系统、舒适系统、信息系统、仪表系统、诊断系统五个局域网，通过网关构成一个完整的汽车网络体系。,图6-22 大众车系的CAN网络体系,3.驱动系统CAN总线,4.舒适系统CAN总线,图6-24 大众车系舒适系统CAN总线的组成,图6-23 驱动系统CAN总线的组成,5.网关,依车型不同，有采用组合仪表作为网关的（如2002年型Golf /Bora乘用车），也有采用专用控制单元作为网关的（如迈腾、速腾、速派、途安等）。,6.诊断总线,图6-25 诊断总线通过网关连接各控制单元,6.LIN总线,
13、目前，大众车系的LIN总线多用于空调系统的控制。,8.电源管理,9.内部故障管理,6.3.2大众迈腾汽车网络系统,1.迈腾汽车网 络系统概览,图6-26 大众迈腾汽车网络系统概览,2.驱动CAN总线网络,图6-27 驱动CAN总线网络系统的总体布置,图6-28 驱动CAN总线网络系统控制单元的安装位置,3.舒适CAN总线网络,图6-29 舒适CAN总线网络系统的总体布置,图6-30 舒适CAN总线网络系统各个控制单元的安装位置,4.信息娱乐CAN总线网络,图6-31 信息娱乐CAN总线网络系统的总体布置,J533-网关； J503/R-导航控制单元（收音机）； J412-电话准备系统控制单元；
14、 J525-数字音响控制单元； J364-驻车加热控制单元； J738-电话控制单元,图6-32 信息娱乐CAN总线网络系统各个控制单元的安装位置,1导航控制单元（收音机）J503/R；2电话控制单元J738；3仪表控制单元J285；4数字音响控制单元J525；5网关J533；6故障诊断接口T16；7驻车加热控制单元J364；8电话准备系统控制单元J412,5.LIN总线网络,图6-33 LIN总线网络系统的总体布置,图6-34 LIN总线网络系统各个控制单元的安装位置,6.电子机械驻车制动CAN总线（子总线）,电子机械驻车制动CAN总线（子总线）系统的总体布置及控制单元的安装位置如图6-35
15、所示。电子驻车制动CAN总线的数据传输速率为500Kbit/s，不支持单线工作模式。,图6-35 电子机械驻车制动CAN总线系统的总体布置及控制单元的安装位置 J104ABS控制单元；J533网关；J540电子机械驻车制动控制单元,7.智能大灯CAN总线（子总线）,智能大灯CAN总线（子总线）系统的总体布置及控制单元的安装位置如图6-36所示。智能大灯CAN总线的数据传输速率为500Kbit/s，不支持单线工作模式。,图6-36 智能大灯CAN总线系统的总体布置及控制单元的安装位置 J667左侧大灯模块；J668右侧大灯模块； J745智能大灯控制单元；J533网关控制单元,8.位串行数据接口
16、总线BSD,位串行数据接口总线BSD的总体布置及控制单元的安装位置如图6-37所示。位串行数据接口总线BSD的数据传输速率为9.8 Kbit/s，与LIN总线相比，应用位串行数据接口总线增强了防盗功能。,图6-37 位串行数据接口总线BSD的总体布置及控制单元的安装位置 J764电子转向柱锁；J393舒适系统中央控制单元；J533网关,9.仪表与诊断CAN总线,图6-38 仪表与诊断CAN总线 T16故障诊断接口；J533网关；J285仪表控制单元,6.4 法国车系汽车网络系统,6.4.1 汽车局域网VAN,1.VAN总线,法国车系汽车网络系统使用的是VAN网络。VAN的全称是Vehicle Area Network，即汽车局域网。VAN是由法国雷诺汽车公司和标致-雪铁龙汽车集团联合开发的。,VAN数据总线系统协议是一种只需要中等通信速率的通信协议，适用于车身功能和车辆舒适性功能的管理，1994年成为国际标准。VAN的数据
