汽车电子控制技术第二章精选文档.ppt

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1、汽车电子控制技术第二章本讲稿第一页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议由于汽车电子控制系统的增加，汽车传感器的数量不断增多，增加的元由于汽车电子控制系统的增加，汽车传感器的数量不断增多，增加的元件和导线使汽车生产成本上升。例如，早期的汽车装备了三个发动机冷件和导线使汽车生产成本上升。例如，早期的汽车装备了三个发动机冷却剂温度传感器，一个传感器用于动力系统控制模块却剂温度传感器，一个传感器用于动力系统控制模块(PCM控制喷油和控制喷油和点火，一个用于冷却风扇模块控制散热器风扇的运行，第三个用于点火，一个用于冷却风扇模块控制散热器风扇的运行，第三个用于组合仪表指示发动机温度

2、。组合仪表指示发动机温度。下一页返回本讲稿第二页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议目前，很多汽车制造厂商采用了多路复用目前，很多汽车制造厂商采用了多路复用(MUX)系统，实现了不系统，实现了不同控制模块之间的数据共享。多路复用提供了使用单个电路，在同控制模块之间的数据共享。多路复用提供了使用单个电路，在几个控制模块之间发布并共享数据的能力。由于数据是通过单个几个控制模块之间发布并共享数据的能力。由于数据是通过单个电路传输的，因此，消除了数量庞大的线束。电路传输的，因此，消除了数量庞大的线束。MUX接线系统使用接线系统使用了现场总线数据链路，连接每个模块并允许数据从一个

3、模块传输到另一了现场总线数据链路，连接每个模块并允许数据从一个模块传输到另一个模块的。每个模块能在现场总线数据链路之上传输并接收数字信息。个模块的。每个模块能在现场总线数据链路之上传输并接收数字信息。每台连接到数据总线的计算机叫做一个节点。来自某传感器的信号输送每台连接到数据总线的计算机叫做一个节点。来自某传感器的信号输送到一个模块后，能被其他的模块所使用。到一个模块后，能被其他的模块所使用。上一页下一页返回本讲稿第三页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议 MUX系统和非多路复用系统之间的主要差异是数据采集和处理系统和非多路复用系统之间的主要差异是数据采集和处理的方法。

4、在非多路复用系统中，来自传感器的模拟信号经一根专的方法。在非多路复用系统中，来自传感器的模拟信号经一根专用导线传送到计算机。在计算机内，模拟信号转换成数字信号。用导线传送到计算机。在计算机内，模拟信号转换成数字信号。由于每个传感器要求有自己的专用导线，因此传感器和执行器所由于每个传感器要求有自己的专用导线，因此传感器和执行器所必需的导线数量是很大的。必需的导线数量是很大的。在一个在一个MUX系统中，来自传感器的模拟信号被发送到一台计算机，转系统中，来自传感器的模拟信号被发送到一台计算机，转换成数字信号，并由计算机发布到一条公共的数据总线上。由于任何系换成数字信号，并由计算机发布到一条公共的数据

5、总线上。由于任何系统的计算机或控制模块在一个时刻只处理一个输入，所以它在需要的时统的计算机或控制模块在一个时刻只处理一个输入，所以它在需要的时候调用这些数据信号。通过把从传感器到控制模块的数据分时传输，就候调用这些数据信号。通过把从传感器到控制模块的数据分时传输，就能使用单个数据电路了。能使用单个数据电路了。上一页下一页返回本讲稿第四页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议协议是计算机用来在数据总线之上与另一台进行通信的语言。协协议是计算机用来在数据总线之上与另一台进行通信的语言。协议可在波特率和传送方法上不同。例如，有些制造厂商使用了脉议可在波特率和传送方法上不同。例如

6、，有些制造厂商使用了脉宽调制，而有些则使用了可变的脉宽。美国汽车工程师学会宽调制，而有些则使用了可变的脉宽。美国汽车工程师学会(SAE)根据通信速度根据通信速度(波特率波特率)定义了不同种类的协议。定义了不同种类的协议。(1)A类，通用异步收发类，通用异步收发(UART)低速协议，波特率低于低速协议，波特率低于10 kb/s，异步协，异步协议是指在节点之间的通信只在需要时才进行而不是连续地进行议是指在节点之间的通信只在需要时才进行而不是连续地进行;(2)B类，中速协议，波特率为类，中速协议，波特率为10-125 kb/s;(3)C类，高速协议，波特率为类，高速协议，波特率为125-1 000

7、kb/s上一页下一页返回本讲稿第五页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议一、一、ISO 9141-2协议协议国际标准化组织国际标准化组织ISO 9141-2协议，波特率为协议，波特率为10.4 kb/s，属于，属于B类系类系统，是统，是用于车载计算机模块和用于车载计算机模块和OBD II故障诊断仪之间通信的协议。如故障诊断仪之间通信的协议。如图图2-1所示，所示，该系统是一个双线故障诊断总线，包括一根该系统是一个双线故障诊断总线，包括一根K线和一根线和一根L线。线。K线用于把线用于把数据从模块传输到故障诊断仪，数据从模块传输到故障诊断仪，L线用于把数据从故障诊断仪传输到

8、线用于把数据从故障诊断仪传输到模块。模块。上一页下一页返回本讲稿第六页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议 ISO-K总线是另外一种采用总线是另外一种采用ISO 9141-2协议的故障诊断总线，允许在单协议的故障诊断总线，允许在单根接线上进行双向通信。使用根接线上进行双向通信。使用ISO-K总线的汽车要求故障诊断仪为总总线的汽车要求故障诊断仪为总线系统提供线系统提供12 V电源。在总线上数据以数字信号的形式进行传送，如电源。在总线上数据以数字信号的形式进行传送，如图图2-2所示。所示。上一页下一页返回本讲稿第七页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协

9、议二、二、ISO 14230-4协议协议 ISO 14230-4协议采用单根双向数据传输线，在故障诊断仪和模块协议采用单根双向数据传输线，在故障诊断仪和模块之间进行通信。欧洲的汽车制造商多使用这种系统，用做故障诊断之间进行通信。欧洲的汽车制造商多使用这种系统，用做故障诊断总线。通信系统要求有一个主模块，收发信息的原理与总线。通信系统要求有一个主模块，收发信息的原理与UART系统相系统相似，主模块轮流询问从模块，然后等待响应，进而控制消息的传输。无通似，主模块轮流询问从模块，然后等待响应，进而控制消息的传输。无通信信号时，传输线上的电压保持信信号时，传输线上的电压保持5 V;通信时传输线上的电压

10、降低，形成通信时传输线上的电压降低，形成具有固定脉宽的数据流。具有固定脉宽的数据流。上一页下一页返回本讲稿第八页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议三、三、J1850协议协议J1850总线系统是总线系统是OBD-II的的B类标准，该总线有两个不同的版本。第一类标准，该总线有两个不同的版本。第一个版本支持个版本支持41.6 kb/s的传输速率，福特采用了该协议并称为的传输速率，福特采用了该协议并称为SCP协议，协议，系统使用双绞线传输脉宽调制系统使用双绞线传输脉宽调制(P1V M)信号。第二个版本支持信号。第二个版本支持10.4 kb/s的传输速率，通用汽车和戴姆勒克莱斯

11、勒应用了这种协议，通的传输速率，通用汽车和戴姆勒克莱斯勒应用了这种协议，通用汽车称为二类系统，而戴姆勒克莱斯勒称为可编程通信接口用汽车称为二类系统，而戴姆勒克莱斯勒称为可编程通信接口(PCI)，系统采用单线传输的可变脉宽调制，系统采用单线传输的可变脉宽调制(VPWM)数据总线。数据总线。上一页下一页返回本讲稿第九页，共八十三页课题课题2.1 多路复用通信协议多路复用通信协议四、四、J2284协议协议 J2284总线协议属于总线协议属于C类标准，又称为控制器局域网类标准，又称为控制器局域网(CAN)CAN网络能支持高达网络能支持高达1 Mb/s的传输速率，用于系统的实时控制。罗伯的传输速率，用于

12、系统的实时控制。罗伯特特博施在博施在20世纪世纪80年代早期开发了年代早期开发了CAN，目前，在欧洲应用十分广，目前，在欧洲应用十分广泛。大部分装备泛。大部分装备CAN总线的汽车只把总线的汽车只把CAN总线用在模块间的通信，总线用在模块间的通信，与故障诊断仪的通信常采用与故障诊断仪的通信常采用ISO-K总线。总线。美国美国SAE已经要求把已经要求把CAN C网络作为故障诊断仪与网络作为故障诊断仪与PC M通信的协议。通信的协议。上一页返回本讲稿第十页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统一、一、A类数据总线网络类数据总线网络1988年，克莱斯勒开发了一种多路复用系统，并用到年，克

13、莱斯勒开发了一种多路复用系统，并用到2003年份的车型上，年份的车型上，该系统被称为克莱斯勒冲突检测该系统被称为克莱斯勒冲突检测(CCD)，是典型的，是典型的A类总线，如图类总线，如图2-3所示。所示。CCD系统的应用，显示出很多优点系统的应用，显示出很多优点:接线减少接线减少;计算机中的驭动器减计算机中的驭动器减少少;传感器的载荷减少传感器的载荷减少;诊断功能增强。诊断功能增强。CCD系统利用双绞线以数字形式传输数据。其中一根接线称为系统利用双绞线以数字形式传输数据。其中一根接线称为总线总线(+)，另一根称为总线，另一根称为总线(-)。所有连接到。所有连接到CCD总线系统的模块安装总线系统的

14、模块安装有一块专门的有一块专门的CCD芯片。在大多数汽车中，车身控制模块芯片。在大多数汽车中，车身控制模块(BCM)是总线系统的主模块，其他模块是从模块。主模块提供偏压是总线系统的主模块，其他模块是从模块。主模块提供偏压给总线电路供电，总线供电电路如给总线电路供电，总线供电电路如图图2-4所示。所示。下一页返回本讲稿第十一页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统 在没有数据传输时，总线在没有数据传输时，总线(+)和总线和总线(-)电路上的偏压是电路上的偏压是2.50 V。如。如图图2-5所示，所示，5 V稳压电源经一个稳压电源经一个13 k的电阻器把电流传送到总线的电阻器把电流传

15、送到总线(-)电路，电路，然后电流经过两个并联的然后电流经过两个并联的120的电阻器进入总线的电阻器进入总线(+)电路，最后电流经电路，最后电流经第二个第二个13 k的电阻器到接地。两个的电阻器到接地。两个120 的电阻器称为端接电阻，的电阻器称为端接电阻，用于抑制感应电压。其中一个端接电阻在用于抑制感应电压。其中一个端接电阻在BCM内部，而另一个位于动力内部，而另一个位于动力系统控制模块系统控制模块(PCM)中。中。上一页下一页返回本讲稿第十二页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统如图如图2-6所示，在所示，在CCD芯片中的比较器相当于一个电压表，正表笔芯片中的比较器相当于一

16、个电压表，正表笔连接到总线连接到总线(+)电路，负表笔连接到总线电路，负表笔连接到总线(-)电路，电压表会测出电电路，电压表会测出电路之间的电压差路之间的电压差)总线无数据传输时，电压差接近总线无数据传输时，电压差接近0V(实际为实际为0.02 V)当一个模块需要发送一个数据时，微处理器利用当一个模块需要发送一个数据时，微处理器利用“与非与非”门同时操纵两个门同时操纵两个驭动器，不断的接通和切断，来回转换。驭动器，不断的接通和切断，来回转换。上一页下一页返回本讲稿第十三页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统当两个驭动器接通时，总线当两个驭动器接通时，总线(+)的电压被拉高到接近

17、的电压被拉高到接近5 V，总线，总线(-)被拉被拉低到接近低到接近0 V,电压差接近电压差接近5 V，比特值为，比特值为0;当两个驭动器切断时，总线当两个驭动器切断时，总线(+)的电压恢复为的电压恢复为2.49 V，总线，总线(-)恢复为恢复为2.51 V,电压差接近电压差接近0V，比特，比特值为值为1。由于驭动器以。由于驭动器以7 812.5次次/秒的速率来回切换秒的速率来回切换(接通和切断接通和切断)，因，因此，总线此，总线(+)上的电压不会升到满上的电压不会升到满5 V，总线，总线(-)上的电压也不会降到上的电压也不会降到0V，只要比较器测量到一个大于，只要比较器测量到一个大于0.06

18、V的电压差，计算机就会分辨出的电压差，计算机就会分辨出一个比特值的改变一个比特值的改变(由由1变为变为0)，从而达到传输数据的目的。，从而达到传输数据的目的。上一页下一页返回本讲稿第十四页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统二、二、B类数据总线网络类数据总线网络J1850协议规定协议规定r$类数据总线网络。从类数据总线网络。从1998年开始，戴姆勒克莱斯勒逐年开始，戴姆勒克莱斯勒逐渐取消渐取消CCD总线系统，并以新的可编程通信接口总线系统，并以新的可编程通信接口(PCI)总线系统代替。总线系统代替。PCI系统是一种单线、双向通信总线，系统的模块是并联的，系统中的系统是一种单线、

19、双向通信总线，系统的模块是并联的，系统中的每个模块为自己提供偏压，并接有端接电阻每个模块为自己提供偏压，并接有端接电阻(图图2-7)。模块向总线发送。模块向总线发送数据时，一个可变的脉宽调制信号数据时，一个可变的脉宽调制信号(VPIWM)在在07.75 V切换，用来表切换，用来表示示1和和0比特位比特位(图图2-8)上一页下一页返回本讲稿第十五页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统电压变化呈梯形状，向上或向下倾斜，这样可以抑制电磁感应。电压变化呈梯形状，向上或向下倾斜，这样可以抑制电磁感应。VPIWM电压的高低和长度决定了比特值是电压的高低和长度决定了比特值是1还是还是0。典型

20、的。典型的PCI总总线数据包括如下信息线数据包括如下信息(图图2-9)(1)数据头数据头(HGADGR):13个字节，包含数据类型、长度、优先级、个字节，包含数据类型、长度、优先级、目标模块、发送模块的信息目标模块、发送模块的信息;(2)数据数据(DATA)字节字节:正在被发送的消息，长度最大为正在被发送的消息，长度最大为8个字节个字节;(3)循环冗余码校验循环冗余码校验(aRa)字节字节:检测数据是否已被损坏，是否有其他检测数据是否已被损坏，是否有其他错误错误;(4)帧内响应帧内响应(IFR)字节字节:如果发送模块要求一个来自目标模块的应答，如果发送模块要求一个来自目标模块的应答，会带有此信

21、息。会带有此信息。上一页下一页返回本讲稿第十六页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统三、控制器局域网三、控制器局域网 第一辆使用控制器局域网第一辆使用控制器局域网(CAN总线总线)的汽车是的汽车是1991年的梅赛德斯年的梅赛德斯5_Class，总线遵循，总线遵循J2284协议。根据传输速度不同，协议。根据传输速度不同，CAN总线系统分总线系统分为为CAN B和和CAN C两类。两类。CAN B是中速系统，传输速率低于是中速系统，传输速率低于125 kb/s，用于座椅、车窗、收音机、仪表板等车身电器的控制用于座椅、车窗、收音机、仪表板等车身电器的控制;CAN C总线的总线的速度高

22、达速度高达500 kb/s，用于发动机管理、制动防抱死等系统的实时控制。，用于发动机管理、制动防抱死等系统的实时控制。目前，汽车上出现了一种新的诊断用目前，汽车上出现了一种新的诊断用CANC总线，专用于连接故障诊断总线，专用于连接故障诊断仪。一辆汽车可以同时配备多种总线网络。仪。一辆汽车可以同时配备多种总线网络。上一页下一页返回本讲稿第十七页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统CAN总线电路由一对双绞线组成，总线电路由一对双绞线组成，CAN C(+)和和CAN C(-)。数据同时。数据同时在两条线上传输，传输的信号相同，但两条线上的信号电压正好相反，即在两条线上传输，传输的信号

23、相同，但两条线上的信号电压正好相反，即在同一时刻一条导线上是高电位，则另一条导线上是低电位，在同一时刻一条导线上是高电位，则另一条导线上是低电位，CAN总线总线将两条导线拧在一起，以减少电磁干扰。在布线时，总线尽力避开将两条导线拧在一起，以减少电磁干扰。在布线时，总线尽力避开与大电流导线平行的路径，比如点火开关驭动电路、电动机和大电与大电流导线平行的路径，比如点火开关驭动电路、电动机和大电流流PG M电路。电路。上一页下一页返回本讲稿第十八页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统在所有在所有CAN总线系统中，每个模块都为自己提供偏压，当某个模块与总线系统中，每个模块都为自己提供偏

24、压，当某个模块与总线断路，其他模块组之间仍旧可以通信。不同的总线断路，其他模块组之间仍旧可以通信。不同的CAN总线系统也各总线系统也各有优缺点。例如，高速有优缺点。例如，高速CAN C总线只在点火开关打开时才工作，总线只在点火开关打开时才工作，CAN B总线能在点火开关关掉时保持激活状态。控制模块根据自身需总线能在点火开关关掉时保持激活状态。控制模块根据自身需求，决定它应该连接到哪个总线系统。求，决定它应该连接到哪个总线系统。上一页下一页返回本讲稿第十九页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统在同一辆汽车上使用两个分开的总线网络，给制造厂商提供了每在同一辆汽车上使用两个分开的总线

25、网络，给制造厂商提供了每个系统最适宜的特性。实时交换数据的汽车系统应采用个系统最适宜的特性。实时交换数据的汽车系统应采用CAN C。其他可能需要在点火开关关掉时传输数据的模块会被连接到其他可能需要在点火开关关掉时传输数据的模块会被连接到CAN B总总线上。线上。在点火开关打开后在点火开关打开后CAN C总线被激活，总线偏压为总线被激活，总线偏压为2.5 V。当。当CAN C(+)和和CAN C(-)两者电位相等时，总线是隐性的，比特值两者电位相等时，总线是隐性的，比特值“1”被传输。被传输。当当CANC(+)电位拉高以及电位拉高以及CAN C(-)电位拉低时，总线是显性的，比特电位拉低时，总线

26、是显性的，比特值值+0;被传输被传输(图图2-10)CAN C总线中有两个端接电阻，分别位于两总线中有两个端接电阻，分别位于两个相隔最远的个相隔最远的CAN C模块中，每个端接电阻为模块中，每个端接电阻为120，由于模块是，由于模块是并联的，因此总电阻是并联的，因此总电阻是60。上一页下一页返回本讲稿第二十页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统无论点火开关是断开或接通，无论点火开关是断开或接通，CAN B总线总是处于激活状态。当总线总是处于激活状态。当CAN B(+)为为00.2 V,CAN B(-)为为4.85.0 V时，总线是隐性的，逻辑时，总线是隐性的，逻辑值为值为+1;

27、。当。当CAN B(+)电位拉到电位拉到3.65.0 V,CAN B(-)电位拉低到电位拉低到1.40V时，总线是显性，逻辑值为时，总线是显性，逻辑值为“0(图图2-11)。当。当CAN B(+)大约为大约为0 V,CAN B(-)接近蓄电池电压时，总线处于休眠状态。接近蓄电池电压时，总线处于休眠状态。上一页下一页返回本讲稿第二十一页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统在在CAN B总线中，每个模块都有自己的端接电阻，全部总线端接电阻由安总线中，每个模块都有自己的端接电阻，全部总线端接电阻由安装在汽车上的模块数决定。装在汽车上的模块数决定。CAN B模块内部有两个端接电阻，端接

28、电阻把模块内部有两个端接电阻，端接电阻把CAN B(+)和和CAN B(-)分别连接到各自的收发器插头终端分别连接到各自的收发器插头终端(图图2-12)。为了提供端接和偏压，收发器内部把为了提供端接和偏压，收发器内部把CAN B(+)电阻器接地，把电阻器接地，把CAN B(-)电阻器连到了一个电阻器连到了一个5 V电源。当该电源。当该CAN B总线进入休眠模式，连到总线进入休眠模式，连到CAN B(-)插头终端的插头终端的5 V电压切换成蓄电池电压。电压切换成蓄电池电压。上一页下一页返回本讲稿第二十二页，共八十三页课题课题2.2 多路复用系统多路复用系统中控网关模块中控网关模块(CGW)用于连

29、接三个用于连接三个CAN总线网络总线网络(CAN B,CAN C和和诊断用诊断用CAN C)。与计算机网络中的路由器相似，该模块允许不同。与计算机网络中的路由器相似，该模块允许不同总线之间的数据交换。总线之间的数据交换。CGW从一个总线读取数据，然后把该数据转从一个总线读取数据，然后把该数据转移到其他的总线。如果有几个数据正在同时发送，这些数据会被存入一移到其他的总线。如果有几个数据正在同时发送，这些数据会被存入一个缓冲区，并按优先级依次发送。个缓冲区，并按优先级依次发送。CGW也监测也监测CAN网络是否失效，网络是否失效，当检测到故障时，储存相应的网络故障码当检测到故障时，储存相应的网络故障

30、码(U码码)。CGW也是故障也是故障诊断仪连接到诊断仪连接到CAN网络的网关。故障诊断仪通过诊断用网络的网关。故障诊断仪通过诊断用CAN C总线总线连接到该网关。连接到该网关。上一页返回本讲稿第二十三页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络没有任何一个数据总线能同时满足汽车计算机的全部控制需求，因没有任何一个数据总线能同时满足汽车计算机的全部控制需求，因此，除主要的总线网络之外，汽车上还应用其他一些的总线网络。此，除主要的总线网络之外，汽车上还应用其他一些的总线网络。一、本地互联网数据总线一、本地互联网数据总线本地互联网络本地互联网络(LIN)总线是一种通用异步收发总线是

31、一种通用异步收发(UART)低速网络，有一个低速网络，有一个主模块、多个从模块。主模块、多个从模块。LIN主模块连接到主模块连接到CAN总线并控制数据的传输总线并控制数据的传输速率。主模块在从模块和速率。主模块在从模块和CAN总线之间翻译数据总线之间翻译数据(如图如图2-13所示所示)，对，对从模块的诊断需通过主模块进行。从模块的诊断需通过主模块进行。下一页返回本讲稿第二十四页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络LIN总线系统的主模块能支持多达总线系统的主模块能支持多达15个从模块，主模块的端接电阻是个从模块，主模块的端接电阻是1 k,从模块使用从模块使用30 k的端接

32、电阻。从模块可以是控制模块、传感的端接电阻。从模块可以是控制模块、传感器或执行器。智能传感器可以在器或执行器。智能传感器可以在LIN总线发送数字消息，智能执行总线发送数字消息，智能执行器可以接收器可以接收LI N总线上的数字信号命令。主模块或从模块都能发总线上的数字信号命令。主模块或从模块都能发送数据，数据在一根导线之上传输，传输速率为送数据，数据在一根导线之上传输，传输速率为120 kb/s)上一页下一页返回本讲稿第二十五页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络二、媒体定向系统传输数据总线二、媒体定向系统传输数据总线媒体定向系统传输媒体定向系统传输(MOST)数据总线系

33、统是一个专为音频和视频数据数据总线系统是一个专为音频和视频数据传输而设计的数据系统。传输而设计的数据系统。MOST总线通过光纤利用没有任何电磁干扰总线通过光纤利用没有任何电磁干扰的光波来传输数据，传输速率为的光波来传输数据，传输速率为25 Mb/s。传统的视频和音频是利。传统的视频和音频是利用模拟信号进行传输的，使用光纤数据总线的用模拟信号进行传输的，使用光纤数据总线的MOST系统，其数据系统，其数据通信是数字的。通信是数字的。在在MOST数据总线上的模块利用数据总线上的模块利用LED、光电二极管和、光电二极管和MOST收发器来收发器来与光信号通信与光信号通信(图图2-14)上一页下一页返回本

34、讲稿第二十六页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络LED和光电二极管是光纤收发器的重要组成部分，和光电二极管是光纤收发器的重要组成部分，LE D把来自把来自MOST收收发器的电压信号转换成光信号，送入光缆发器的电压信号转换成光信号，送入光缆;光电二极管把光缆上的光光电二极管把光缆上的光信号变成电压信号，然后送到信号变成电压信号，然后送到MOST收发器。收发器。微处理器指令微处理器指令MOST收发器以电压信号把消息发送到光纤收发器，收发器以电压信号把消息发送到光纤收发器，MOST收发器也把来自光纤收发器的电压信号发送到微处理器。收发器也把来自光纤收发器的电压信号发送到微处

35、理器。上一页下一页返回本讲稿第二十七页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络总线上的模块通过光纤电缆连成一个环形总线上的模块通过光纤电缆连成一个环形(图图2-15)，数据只在一个方向发送，数据只在一个方向发送，通常由主模块开始。由主模块发出的数据被送到环中的下一个模块，该模通常由主模块开始。由主模块发出的数据被送到环中的下一个模块，该模块接受后继续发送给它的下一个模块，直到发送模块接收到了它自己的消块接受后继续发送给它的下一个模块，直到发送模块接收到了它自己的消息为止。如果某模块接收到了一个它不需要的数据，数据由息为止。如果某模块接收到了一个它不需要的数据，数据由MOST

36、收发器收发器接受后直接返回光纤收发器，不会送入微处理器。接受后直接返回光纤收发器，不会送入微处理器。上一页下一页返回本讲稿第二十八页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络光纤电缆结构如光纤电缆结构如图图2-16所示，光纤内环由聚甲基丙烯酸甲醋所示，光纤内环由聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)组成，电缆内环被一种光学透明的反射膜包裹。电缆的外壳组成，电缆内环被一种光学透明的反射膜包裹。电缆的外壳由聚酞胺制成，使内环与外部光隔绝。外罩通常涂有醒目的颜色，以便由聚酞胺制成，使内环与外部光隔绝。外罩通常涂有醒目的颜色，以便与导线区分，同时也保护了电缆免于破坏和高温。与导线区分，同时也保

37、护了电缆免于破坏和高温。如果电缆被直着放置，则有些光会以直线穿过内环。然而，大部分如果电缆被直着放置，则有些光会以直线穿过内环。然而，大部分的光波基于全反射原理穿过电缆内环，以的光波基于全反射原理穿过电缆内环，以“之之”字形路径传输字形路径传输(图图2-17)上一页下一页返回本讲稿第二十九页，共八十三页课题课题2.3 其他数据总线网络其他数据总线网络三、无线总线网三、无线总线网无线网无需使用物理接线就能把模块连接在一起以传输信息。例如，车无线网无需使用物理接线就能把模块连接在一起以传输信息。例如，车胎压力信息能从车胎中的传感器直接传输到汽车上的控制模块，而不使胎压力信息能从车胎中的传感器直接传

38、输到汽车上的控制模块，而不使用导线。实现无线通信的技术有多种，蓝牙技术最常见。蓝牙技术利用用导线。实现无线通信的技术有多种，蓝牙技术最常见。蓝牙技术利用一个标准化的无线传输协议将各个控制模块相互连起来。在汽车内，笔一个标准化的无线传输协议将各个控制模块相互连起来。在汽车内，笔记本电脑、非手持式移动电话都可以通过蓝牙实现与外界的通信。记本电脑、非手持式移动电话都可以通过蓝牙实现与外界的通信。上一页返回本讲稿第三十页，共八十三页课题课题2.4 汽车多路复用系统诊断基汽车多路复用系统诊断基础础如果汽车的多路复用系统失效，症状可能表现为单个功能如果汽车的多路复用系统失效，症状可能表现为单个功能(如仪表

39、如仪表)不工作，或多个功能的失效。总线系统的失效包括电路的断开、短不工作，或多个功能的失效。总线系统的失效包括电路的断开、短路、高电阻和元件的失效。如果某模块不工作，不要立即判定是总路、高电阻和元件的失效。如果某模块不工作，不要立即判定是总线系统问题，可能是由于系统失去了蓄电池供电或接地不良而导致线系统问题，可能是由于系统失去了蓄电池供电或接地不良而导致的。的。下一页返回本讲稿第三十一页，共八十三页课题课题2.4 汽车多路复用系统诊断基汽车多路复用系统诊断基础础大部分总线系统都通过数据链路连接器大部分总线系统都通过数据链路连接器(DLL)与故障诊断仪进行通信，与故障诊断仪进行通信，可以采用可以

40、采用J1962中断箱中断箱(BOB)辅助数据系统的检测，如辅助数据系统的检测，如图图2-18所示。所示。J1962BOB是是OBD-II的的DLL检测工具，可用于任何具有检测工具，可用于任何具有OBD-II的汽车。的汽车。BOB串联在串联在DLL和故障诊断仪之间，提供了和故障诊断仪之间，提供了DLL端子的所有测试点，端子的所有测试点，用来检测有关用来检测有关DLL电路的电压和电阻。电路的电压和电阻。分配给汽车的通信网络的分配给汽车的通信网络的诊断故障码称为诊断故障码称为U码，与用于动力系统故障的码，与用于动力系统故障的P码、车身系统故障的码、车身系统故障的B码遵循同一个码遵循同一个SAE标准。

41、前缀标准。前缀+U;表示故障是与网络通信相关的。表示故障是与网络通信相关的。如果总线上的两个模块出现通信故障，需要接收信号的模块可能同如果总线上的两个模块出现通信故障，需要接收信号的模块可能同时设置两个故障码，即一个时设置两个故障码，即一个U码和一个码和一个B码，码，U码表示与第二个模块的码表示与第二个模块的通信故障，通信故障，B码表示系统没有执行某功能。码表示系统没有执行某功能。上一页下一页返回本讲稿第三十二页，共八十三页课题课题2.4 汽车多路复用系统诊断基汽车多路复用系统诊断基础础在总线网络中，模块能检测与一个或多个模块的通信故障，有些模在总线网络中，模块能检测与一个或多个模块的通信故障

42、，有些模块还能够监测总线电路上的电压，当出现总线电压过高、过低，总块还能够监测总线电路上的电压，当出现总线电压过高、过低，总线短路或断路等异常情况时，设置线短路或断路等异常情况时，设置U码，并显示故障码的状态。如果码，并显示故障码的状态。如果故障情况目前依然存在，则该故障码会显示为硬码故障情况目前依然存在，则该故障码会显示为硬码;如果故障情况不存如果故障情况不存在了，则故障码显示为间歇码。在了，则故障码显示为间歇码。上一页返回本讲稿第三十三页，共八十三页课题课题2.5 A类总线系统诊断类总线系统诊断A类总线系统是一种慢速总线，包含一个主模块和若干个从模块。类总线系统是一种慢速总线，包含一个主模

43、块和若干个从模块。主模块给总线系统供偏压。如果主模块失效，则所有总线通信都主模块给总线系统供偏压。如果主模块失效，则所有总线通信都会中断。在会中断。在CCD总线系统中，主模块通常是总线系统中，主模块通常是BCM，总线由双绞线，总线由双绞线CCD(+)和和CCD(-)组成，并利用两根接线之间的电压差来传输数据。组成，并利用两根接线之间的电压差来传输数据。CCD总线故障会导致汽车电气系统工作异常，利用故障诊断仪尝试与汽车总线故障会导致汽车电气系统工作异常，利用故障诊断仪尝试与汽车上所有的模块进行通信，从而确定故障是全部总线失效还是部分总线失效。上所有的模块进行通信，从而确定故障是全部总线失效还是部

44、分总线失效。如果故障诊断仪能够与汽车上的某个模块进行通信，则把其作为一个部分如果故障诊断仪能够与汽车上的某个模块进行通信，则把其作为一个部分总线失效进行诊断。如果任何模块都不能与故障诊断仪进行通信，则按照总线失效进行诊断。如果任何模块都不能与故障诊断仪进行通信，则按照全部总线失效进行诊断。全部总线失效进行诊断。下一页返回本讲稿第三十四页，共八十三页课题课题2.5 A类总线系统诊断类总线系统诊断如果初步测试表明是全部总线失效，失效的故障原因包括如果初步测试表明是全部总线失效，失效的故障原因包括:主模主模块有故障块有故障;主模块的电源或接地电路有故障主模块的电源或接地电路有故障;来自主模块的总线电

45、路来自主模块的总线电路有断路有断路;总线电路对地短路总线电路对地短路;总线电路对电源短路总线电路对电源短路;两根总线接线短路。两根总线接线短路。在进一步确定故障类型时，将在进一步确定故障类型时，将J1962 BOB连接到连接到DLL，测量，测量CCD总线电路电压，其中总线电路电压，其中DLL端子端子3为为CCD(+)，端子，端子11为为CCD(-)。在点。在点火开关处于运行挡时，火开关处于运行挡时，CCD(+)应有应有2.49 V的电压，而的电压，而CCD(-)应有应有2.51 V的电压的电压;关闭点火开关后，两根总线的正常电压是关闭点火开关后，两根总线的正常电压是0 V上一页下一页返回本讲稿

46、第三十五页，共八十三页课题课题2.5 A类总线系统诊断类总线系统诊断如果电压表指示总线电压为如果电压表指示总线电压为12 V，则说明该电路对蓄电池短路。关闭点，则说明该电路对蓄电池短路。关闭点火开关，观察电压表读数，如果电压下降，则说明短路部位在点火开关供火开关，观察电压表读数，如果电压下降，则说明短路部位在点火开关供电电路。逐一拆下电路中的熔断器和继电器，同时观察电压表。如果在某电电路。逐一拆下电路中的熔断器和继电器，同时观察电压表。如果在某个熔断器或继电器拔出后电压下降到了正常水平，标识该熔断器或继电器，个熔断器或继电器拔出后电压下降到了正常水平，标识该熔断器或继电器，利用维修手册确定是什

47、么电路和元件，由那个熔断器保护或由那个继电器利用维修手册确定是什么电路和元件，由那个熔断器保护或由那个继电器所控制。根据手册进一步确定故障点是元件，还是元件所在的电路接线。所控制。根据手册进一步确定故障点是元件，还是元件所在的电路接线。上一页下一页返回本讲稿第三十六页，共八十三页课题课题2.5 A类总线系统诊断类总线系统诊断如果电压表指示总线电压为如果电压表指示总线电压为0V，则说明总线电路可能断路或对地的短路。，则说明总线电路可能断路或对地的短路。在确定故障的类型时，断开蓄电池，将欧姆表的表笔插进在确定故障的类型时，断开蓄电池，将欧姆表的表笔插进DLL端子端子3和和端子端子11中，测量总线系

48、统的端接电阻。通常中，测量总线系统的端接电阻。通常CCD总线系统有两个总线系统有两个120的的端接电阻，分别位于端接电阻，分别位于PCM和和BCM之中，由于两个电阻在总线系统是并联之中，由于两个电阻在总线系统是并联连接，因此欧姆表的正确读数应为连接，因此欧姆表的正确读数应为60。如果电阻值不正确，断开。如果电阻值不正确，断开PCM和和BCM，分别检查两个模块中的端接电阻是否良好，检查总线电，分别检查两个模块中的端接电阻是否良好，检查总线电路本身是否有断路或对地短路。如果端接电阻正常，总线电路也没有任路本身是否有断路或对地短路。如果端接电阻正常，总线电路也没有任何对地短路的迹象，则可能是主模块何

49、对地短路的迹象，则可能是主模块BCM的供电电路故障，不能为总线的供电电路故障，不能为总线提供偏压，在更换提供偏压，在更换BCM之前，核实电源和接地电路是完好的。之前，核实电源和接地电路是完好的。上一页下一页返回本讲稿第三十七页，共八十三页课题课题2.5 A类总线系统诊断类总线系统诊断如果初步测试表明是部分的总线失效，设法确定没有通信的模块。如果初步测试表明是部分的总线失效，设法确定没有通信的模块。如果存在多个模块没有通信，则查找汽车的接线图，确定在受影如果存在多个模块没有通信，则查找汽车的接线图，确定在受影响的模块之间是否有公共的节点，例如，共有的连接器、共有的响的模块之间是否有公共的节点，例

50、如，共有的连接器、共有的接线、共有的电源线或者共有的接地。检测这些公共的节点，核接线、共有的电源线或者共有的接地。检测这些公共的节点，核实其是否工作正常，并进行维修。实其是否工作正常，并进行维修。上一页返回本讲稿第三十八页，共八十三页课题课题2.6 B类总线系统诊断类总线系统诊断一、一、ISO 9141-2总线系统诊断总线系统诊断ISO 9141-2是一种诊断用总线，它提供了在故障诊断仪和模块之间是一种诊断用总线，它提供了在故障诊断仪和模块之间的通信链路。许多的通信链路。许多OBD II汽车会使用这种协议与动力系控制模块汽车会使用这种协议与动力系控制模块(PC M)通信，也有些制造了家会使用该