文檔汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

第一章?概述?2025/5/2712025/5/2722025/5/273〔1〕Volvo汽車線束長度的增加線束的增加不但占據(jù)了車內(nèi)的有效空間，增加了裝配和維修的難度，提高了整車本錢，而且阻礙了整車可靠性的提高。2025/5/274〔2〕2001-2004年中國汽車電子應(yīng)用比例與全球平均水平情況比照2001年2002年2003年2004全球平均每輛新車汽車電子支出〔美元〕1800185420252123全球每輛新車平均汽車電子應(yīng)用比例23.10%23.9%26.2%27.5%全球每輛新車平均汽車電子應(yīng)用比例的增長速度3.5%9.6%5.0%中國平均每輛新車汽車電子支出〔美元〕7547908851024中國每輛新車平均汽車電子應(yīng)用比例3.40%4.2%4.8%5.8%中國每輛新車平均汽車電子應(yīng)用比例的增長速度23.5%14.3%20.8%2025/5/2752025/5/276目前，在汽車上應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸形式有兩種：形式1〔傳統(tǒng)方式—不是網(wǎng)絡(luò)傳遞〕每項(xiàng)信息均通過各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換〔4〕數(shù)據(jù)傳遞的形式2025/5/277發(fā)動(dòng)機(jī)

ECU變速器

ECUABS--

ECUSRS—

ECU傳統(tǒng)式信息傳遞2025/5/278圖1傳統(tǒng)式信息傳遞在該例中，共需要5條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞也就是說，每項(xiàng)信息都需要一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)線2025/5/279圖2傳統(tǒng)式信息傳遞無CAN總線：車門控制單元完成其全部控制功能需要：45根線和9個(gè)插頭withoutCAN2025/5/2710隨著汽車控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，所需傳輸?shù)男畔⒘恳苍絹碓酱?/p>

因此數(shù)據(jù)線數(shù)量、控制單元數(shù)和控制單元的端口也會(huì)相應(yīng)增加

所以傳統(tǒng)式數(shù)據(jù)傳遞形式只適用于有限信息量的數(shù)據(jù)交換和傳輸2025/5/2711各控制單元之間的所有信息都通過兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換——CAN數(shù)據(jù)總線形式2—網(wǎng)絡(luò)傳輸2025/5/2712圖4網(wǎng)絡(luò)信息傳遞22025/5/2713圖5網(wǎng)絡(luò)信息傳遞3利用CAN總線：車門控制單元完成其全部控制功能只需：最多17根線，2個(gè)插頭即可Dataexchange

withCANdatabus(lowspeedCAN)

(2datawires)withCAN2025/5/27142025/5/2715常見汽車車載網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)年份、采用廠家與發(fā)表年份：

2025/5/2716主要汽車車載局域網(wǎng)的根本情況：2025/5/2717幾種車載網(wǎng)絡(luò)的本錢比例及通信速度比較2025/5/2718汽車車載網(wǎng)絡(luò)的分類A類：面向執(zhí)行器、傳感器的低速網(wǎng)絡(luò)B類：面向模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)C類：面向多路、實(shí)時(shí)閉環(huán)的高速網(wǎng)絡(luò)D類：面向信息、多媒體系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)E類：面向乘員的平安系統(tǒng)分類依據(jù)：功能和速率2025/5/2719車載網(wǎng)絡(luò)傳輸速度：2025/5/2720典型的現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)2025/5/2721VehicleLAN〔車載局域網(wǎng)〕2025/5/2722A類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特點(diǎn)A類網(wǎng)絡(luò)主要面向傳感器、執(zhí)行器控制；位速率一般小于10Kbps；適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，主要應(yīng)用于電動(dòng)門窗、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。2025/5/2723名稱主要用戶主要應(yīng)用場(chǎng)合注釋UARTGM多種場(chǎng)合正被逐步淘汰SinebusGMAudio/LIN許多廠商智能連接器和傳感器由LIN協(xié)會(huì)開發(fā)I2CRenaultHVAC極少使用CCDChryslerHVAC，Audio等正被逐步淘汰ACPFordAudio/BEANToyota車身控制/J1708/J1587/J1922T&B多種場(chǎng)合正被逐步淘汰現(xiàn)有A類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其應(yīng)用情況2025/5/2724A類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之LIN協(xié)議能提高汽車上分層、多路復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的性能，降低汽車電子控制裝置開發(fā)、生產(chǎn)以及診斷效勞的本錢；預(yù)計(jì)到2003年，全世界新生產(chǎn)的汽車平均每輛會(huì)有3~10個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)。2025/5/2725A類網(wǎng)絡(luò)的主流協(xié)議根據(jù)這些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議目前開展和使用的狀況，不難得出結(jié)論，將來A類網(wǎng)的主流協(xié)議將是LIN。盡管LIN目前正處于開展階段，但是它已經(jīng)廣泛地被世界上的大多數(shù)汽車公司以及零配件廠商所接受，它有望成為A類網(wǎng)絡(luò)的世界標(biāo)準(zhǔn)。2025/5/2726LIN協(xié)議的軟硬件支持目前，Motorola是全球最主要的LIN協(xié)議芯片及其相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序提供商，提供硬件開發(fā)工具及相應(yīng)的軟件包、LIN物理層接口等。2025/5/2727車身控制A類網(wǎng)絡(luò)總線結(jié)構(gòu)圖2025/5/2728圖2025/5/2729B類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特點(diǎn)B類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要面向獨(dú)立模塊間的數(shù)據(jù)共享，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，以減少冗余的電子部件；位速率一般在10~125Kbps；主要應(yīng)用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示等方面的控制。2025/5/2730現(xiàn)有B類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其應(yīng)用情況名稱主要用戶應(yīng)用場(chǎng)合注釋GMLAN(SWC)GM多種場(chǎng)合GM是唯一用戶ISO11898-3(Fault-TolCAN)歐洲多種場(chǎng)合也稱容錯(cuò)CANJ2248GM,Ford,DC多種場(chǎng)合基于ISO11898VANRenault&PSA控制應(yīng)用基于ISO11519-3J1850GM,Ford,Chrysler多種場(chǎng)合有VPM，PWM兩種調(diào)制方式2025/5/2731ISO11898-3、VAN、J1850性能比較比較內(nèi)容ISO11898-3VANSAEJ1850應(yīng)用場(chǎng)合控制、診斷控制、診斷通用、診斷傳輸介質(zhì)雙絞線雙絞線、扁平線單線雙絞線位編碼方式NRZManchesterVPWPWM介質(zhì)訪問方式競(jìng)爭競(jìng)爭競(jìng)爭位速率10K~1Mbps125Kbps10.4Kbps41.6Kbps數(shù)據(jù)長度0~8個(gè)字節(jié)28個(gè)字節(jié)0~8個(gè)字節(jié)節(jié)點(diǎn)成本中低低2025/5/2732B類網(wǎng)絡(luò)的主流協(xié)議2025/5/2733C類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特點(diǎn)主要面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路控制多路傳輸網(wǎng)；位速率可達(dá)1Mbps，X-By-Wire系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)10Mbps以上；主要用于動(dòng)力系統(tǒng)等對(duì)實(shí)時(shí)控制及可靠性要求較高的場(chǎng)合。2025/5/2734C類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及應(yīng)用情況名稱主要用戶應(yīng)用場(chǎng)合注釋ISO11898-2(高速CAN)GM，歐洲實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合TTPTM/CTTTech實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合(X-By-Wire)最初由Vienna技術(shù)大學(xué)制定FlexRayBMW,Motorola,DaimlerChrysler實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合(X-By-Wire)/2025/5/2735ISO11898-2、TTPTM/C、FlexRay性能比較比較內(nèi)容ISO11898-2FlexRayTTPTM/C應(yīng)用場(chǎng)合汽車，自動(dòng)化領(lǐng)域，航空x-by-wire對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的系統(tǒng)(x-by-wire)消息傳輸異步異步或同步同步位編碼方式NRZNRZ頻率調(diào)制介質(zhì)訪問方式CSMA/CRTDMA和FTDMATDMA最大波特率1Mbps10Mbps25Mbps每幀的數(shù)據(jù)字節(jié)0~80~2460~2362025/5/2736X-by-Wire系統(tǒng)2025/5/2737C類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主流協(xié)議目前，C類網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用于動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)控制與通訊的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為：ISO11898-2未來應(yīng)用于X-By-Wire系統(tǒng)的主要協(xié)議為：TTPTM/C(Time-TriggeredProtocol)FlexRay

2025/5/2738D類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特點(diǎn)及分類該類網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱智能數(shù)據(jù)總線(IntelligentDataBus)主要面向信息、多媒體系統(tǒng)等。2025/5/2739根據(jù)SAE分類：IDB-C(低速)、IDB-M(高速)和IDB-Wireless(無線通訊)。D類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的位速率在250Kbps~400Mbps之間。IDB-C：SAEJ2366IDB-M：D2B、MOST、IDB1394等IDB-Wireless：Bluetooth(藍(lán)牙)2025/5/2740D類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的比較比較內(nèi)容IDB-CD2BMOSTIDB-1394CopperOptical應(yīng)用場(chǎng)合通訊娛樂數(shù)據(jù)流控制數(shù)據(jù)流控制數(shù)據(jù)流控制PC設(shè)備傳輸介質(zhì)雙絞線雙絞線光纖光纖屏蔽雙絞線位編碼方式NRZPWMBiPhaseBiPhaseNRZ位速率250Kbps29.8Kbps12Mbps25Mbps98~393Mbps成本低中高高中2025/5/2741E類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及使用情況E類網(wǎng)絡(luò)主要面向乘員的平安系統(tǒng)，應(yīng)用于車輛被動(dòng)平安性領(lǐng)域。名稱主要開發(fā)商注釋SafetyBusDelphiDelphi是唯一用戶BOTEBosch-Temic/PlanetPhilips/DSIMotorola/