项目三大众轿车CAN-BUS系统及总线装置-电子工程系--烟台汽车优秀PPT.ppt
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1、烟台汽车工程职业学院烟台汽车工程职业学院课课程名称:程名称:车载车载网网络络技技术术时时 间间:2013年年11月月8日日项目三:大众轿车项目三:大众轿车CAN-BUS系统及总线装置系统及总线装置 项目目标项目目标知识目标知识目标能力目标能力目标素质目标素质目标驾驭驾驭大众汽大众汽车车CAN网网络络系系统统的的组组成;成;驱动驱动CAN、舒适、舒适CAN、网关和、网关和诊诊断断总线总线的的结结构和功能;构和功能;驾驭驱动驾驭驱动CAN总线总线各各总线总线模模块块的的组组成及工作原理;成及工作原理;驾驭驾驭舒适舒适CAN网网络总线络总线各各总线总线模模块块的的组组成及工作原理;成及工作原理;培育
2、同学培育同学们们的分析的分析问题问题和解决和解决实际问题实际问题的的综综合合实实力。力。培育同学勤于培育同学勤于动脑动脑、动动手、擅手、擅长长分析与分析与总结总结的的习惯习惯;培育同学培育同学们们的的团队团队合作精神和沟通合作合作精神和沟通合作实实力。力。项目任务项目任务 大众轿车大众轿车CAN系统与网关系统与网关1 驱动系统驱动系统CANCAN-BUS-BUS及总线设备及总线设备2 舒适系统舒适系统CAN-BUSCAN-BUS及总线设备及总线设备 3 引言引言 一般比较高档的汽车都装有几十个微机限制器、上百个传感器和执行装置,不但线束极为困难,而且始终存在的集中限制和分散限制的冲突。为此,德
3、国博世BOSCH公司开发了一种设计先进的解决方案CAN现场总线(Controller Area Network),并已取得国际标准化组织(ISO11898)认证,同时,国际上一些大的半导体厂商也主动开发出支持CAN总线的专用芯片,促进了CAN总线技术在轿车中的广泛应用。通过CAN总线,传感器、限制器和执行器由串行数据线连接起来,其通信协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层,网络可依据协议探测和订正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较简洁,允许任何节点之间干脆进行通信,而无需将全部数据全部汇总到主计算机后再行处理。由于CAN的突出优势,目前CAN总线为现代汽车网
4、络广泛接受。学习任务一学习任务一 大众轿车大众轿车CAN总线系统与网关总线系统与网关1 大众大众CAN网络系统的组成网络系统的组成 大众大众SAGITAR全车全车CAN总线节点总线节点 序号序号控制控制单单元元节节点(控制模点(控制模块块)名称)名称子网子网络络名称名称1J533网关网关网关网关诊诊断网断网络络2J210发动发动机控制机控制驱动驱动CAN3J217自自动变动变速器控速器控制制4J104ABS控制控制5J431大灯照程控制大灯照程控制6J500转转向助力控制向助力控制7J234安全气囊控制安全气囊控制8J527转转向柱开关向柱开关驱动驱动CAN舒适舒适CAN9J221防盗防盗报报
5、警警Lin网网络络 10J519中央中央电电器控制器控制舒适舒适CAN11J393舒适中央控制舒适中央控制12J255自自动动空空调调控制控制13J136座椅控制座椅控制14J446倒倒车车警警报报控制控制15J386车门车门控制控制116J387车门车门控制控制217J388车门车门控制控制318J389车门车门控制控制419J400雨刷控制雨刷控制Lin网网络络20G397雨滴、光雨滴、光强强智能智能传传感器感器21J503导导航系航系统统控制控制信息信息娱乐娱乐CAN22J525数字式数字式组组合音响合音响控制控制23J603CD转转化控制化控制24J285组组合合仪仪表控制表控制仪仪表
6、表CAN25J334仪仪表控制表控制 2 大众大众CAN网络网关网络网关 网关的作用:由于车控网络功能日益强大,须要大量的数据信息在不同的数据总线之进行有效的传递;网关可以将不同的总线连接在一起,同时使相互传递成为可能。网关类型:(1)集成在组合仪表或汽车电气限制单元内部的网关。(2)单独的网关 大众SAGITAR接受的网关为单独网关J533 J533网关的作用:网关的作用:(1)网关作用诊断网关作用,在不变更数据的状况下,将驱动总线、舒适总线、信息消遣总线以及仪表总线的诊断信息传递到自诊断接口。数据网关作用,使连接在不同的数据总线上的限制单元之间交换数据。全部限制单元在网关上必需注册,才能够
7、进行正常的通讯。(2)睡眠和唤醒模式的监控当舒适和信息消遣总线处于空闲状态时,限制单元发送出睡眠吩咐,当网关监控到全部总线都有睡眠的要求时,进入睡眠模式。假如动力总线仍处于信息传递过程中,舒适和消遣信息总线是不允许进而睡眠状态,当舒适总线处于信息传递的过程中,消遣和信息总线也不愿进入睡眠模式。当某一个信息激活相应的总线后,限制单元会激活其它的总线系统。学习任务二学习任务二 驱动系统驱动系统CAN总线系统总线系统大众驱动CAN总线组成如图3-4所示,驱动CAN共有7个节点,包括:转向柱开关节点,限制单元转向柱开关节点,限制单元J527(转向柱开关限制单元)(转向柱开关限制单元)发动机节点,限制单
8、元发动机节点,限制单元J220(发动机限制单元)(发动机限制单元)自动变速器节点,限制单元自动变速器节点,限制单元J217(自动变速器限制单元)(自动变速器限制单元)ABS节点,限制单元节点,限制单元J104(ABS限制单元)限制单元)转向助力节点,限制单元转向助力节点,限制单元J500(助力转向限制单元)(助力转向限制单元)平安气囊节点,限制单元平安气囊节点,限制单元J234(平安气囊限制单元)(平安气囊限制单元)大灯(氙气灯)照程节点,限制单元大灯(氙气灯)照程节点,限制单元J431(大灯照程限制单元)(大灯照程限制单元)1转向柱开关节点转向柱开关节点 转向柱开关节点的位置转向柱开关节点的
9、位置 转向柱开关节点工作原理转向柱开关节点工作原理 CAN网络信息共享 执行装置限制原理 CAN网络信息共享 大众SAGITAR全车电源的形成 CAN网络信息共享 大众SAGITAR巡航开关信号 CAN网络信息共享 大众SAGITAR轿车转向柱开关节点电路图 其余信号均通过其余信号均通过CAN实现共享实现共享 执行装置限制原理 点火开关锁止电磁铁N376电路 2 发动机节点发动机节点 2 发动机节点发动机节点1个限制单元J220(发动机限制单元)。22个传感器,分别是:空气流量计G70进气歧管压力传感器 G71进气温度传感器 G42发动机转速传感器 G28霍尔传感器 G40节气门位置传感器G1
10、87、G188(经节流阀体限制单元J338输出信号)油门踏板位置传感器G79,G185制动灯开关 FGRA制动踏板开关 F47燃油压力传感器 G247 2 发动机节点发动机节点22个传感器,分别是:爆震传感器 G61,G66冷却液温度传感器 G62散热器出口温度传感器 G83ARG电位计 G212主氧传感器 G39副氧传感器 G130排气温度传感器 G235传感器 G295废气再循环阀位置传感器 G21217个执行装置,分别是:2 发动机节点发动机节点17个执行装置,分别是:4个喷油嘴N30、N31、N32、N33点火线圈N152节气门驱动器 G186(经节流阀体限制单元J338限制)EGR废
11、气再循环阀N18活性碳罐电磁阀N80双通道进气歧管变切换阀N156电动燃油泵G6二次空气喷射泵继电器 J299 氧传感器加热器 Z19,Z28,Z29,Z30发动机故障指示灯K132排气警告灯K83 本节点与动力CAN总线和K线相连,并通过网关与其它CAN总线连接。2 发动机节点发动机节点(2)发动机节点的特点由于发动机限制的高实时性,要求在一个实时周期几十s内,完成二十多个传感器信号的采集、各种困难决策以及对十几个执行器的限制,现有的CAN总线不能完成限制要求,不能接受CAN总线方式进行传感器的数据传输,因此发动机限制系统的传感器和执行器均放在同一节点中干脆相连,传感器与发动机限制单元之间接
12、受模拟信号传输数据。2 发动机节点发动机节点(3)节点工作原理1)CAN网络信息共享J220限制单元接受全部发动机节点的22个传感器信号,并将信号转化为CAN信息发送到CAN总线上,供全部CAN总线上的节点共享。2)K线故障诊断原理 由于发动机节点的重要性,须要发动机限制单元干脆与K线相连,当CAN总线故障,不能利用诊断CAN总线进行故障诊断时,利用K线对发动机节点进行故障诊断。2 发动机节点发动机节点22个传感器,分别是:爆震传感器 G61,G66冷却液温度传感器 G62散热器出口温度传感器 G83ARG电位计 G212主氧传感器 G39副氧传感器 G130排气温度传感器 G235传感器 G
13、295废气再循环阀位置传感器 G212 3)发动机限制原理)发动机限制原理 2 发动机节点发动机节点3)发动机限制原理Simos 3.3发动机限制原理也是发动机节点工作原理,Simos 3.3发动机接受先进的发动机限制原理:Simos 3.3发动机主要限制功能是发动机的扭矩限制,如图3-13所示,通过对发动机限制系统的喷油嘴、点火线圈、电控节气门和涡轮增压装置(涡轮增压发动机)等执行器装置的综合限制,实现对发动机扭矩的智能限制。发动机扭矩的期望值(指定扭矩)要考虑多种因素:主要因素:驾驶员意愿、排放限制、燃油消耗、平安内部因素:起动程序、怠速调整、lambda 限制、发动机最高限速外部因素:驾
14、驶员意愿、巡航限制、AG4 需求、ABS/ESP 须要、平安/舒适须要、自动空调。2 发动机节点发动机节点Simos 3.3发动机其它限制功能有:发动机其它限制功能有:爆震限制及自适应爆震限制及自适应怠速转速调整及自适应怠速转速调整及自适应怠速稳定怠速稳定lambda 调整及自适应调整及自适应排放限制(二次空气供应排放限制(二次空气供应/废气再循环废气再循环/催化器)催化器)油箱通风限制油箱通风限制可变进气行程限制可变进气行程限制可变配气相位可变配气相位发动机失火识别发动机失火识别这些限制功能的限制原理本书不一一叙述,可以参考相关书这些限制功能的限制原理本书不一一叙述,可以参考相关书籍和资料。
15、籍和资料。3自动变速器节点自动变速器节点 3自动变速器节点自动变速器节点(2)自动变速器节点特点自动变速器节点组成的原则是依据同一现场(区域)组成节点原则,在自动变速器(现场)上的传感器与执行器与自动变速器限制单元J217就近相连,构成自动变速器总线节点。自动变速器限制系统的大部分传感器和执行器均放在同一节点(自动变速器节点)中,部分传感器和开关信息通过CAN网络发送给J217。3自动变速器节点自动变速器节点 7个执行器,分别为:4个换挡电磁阀N90、N283、N282和N92品质电磁阀N88锁止电磁阀N89变速杆锁止电磁铁N110 本节点与动力CAN总线和K线相连,并通过网关与其它CAN总线
16、连接。(3)节点工作原理)节点工作原理 3自动变速器节点自动变速器节点 1)CAN网络信息共享J217限制单元接受自动变速器节点的7个传感器信号,将信号转化为CAN信息发送到CAN总线上,供CAN总线全部节点共享。F125自动变速器电控多功能开关信号干脆送中心电器限制单元J519,提高传送时间。自动变速器限制单元J217在CAN总线上获得刹车灯信息(经J519发送),巡航开关信息(经J527发送),P档位置开关F319信息(为组合开关F125中的一个开关经J527发送),节气门位置等发动机节点的传感器信息(经发动机限制单元J220发送)。CAN网络中,其它对自动变速器限制所需的传感器信息和限制
17、信息,均可经CAN总线,供自动变速器限制单元J217共享。2)K线故障诊断原理 由于自动变速器节点的重要性,须要自动变速器节点干脆与K总线相连,当CAN总线故障,不能利用诊断CAN总线进行故障诊断时,利用K线对自动变速器节点进行故障诊断。3自动变速器节点自动变速器节点 3)自动变速器限制原理自动变速器限制单元J217接受变速器节点内7个传感器信号并从CAN总线上获得其它信息,依据这些信号和信息进行换挡时间、锁定变矩器以及压力限制等,自动变速器主要限制功能如下:J217限制4个换挡电磁阀N90、N283、N282、N92实现 1到 6挡变换;J217限制N93在挡位变换过程中,对离合器和制动器进
18、行压力限制;J217限制N88打开可选高档4-6,改善5档升六档质量;J217限制N89调整锁止离合器压力;J217限制N88/N89同时打开B2供油及锁止离合器。具体的自动变速器限制原理可以参考相关书籍和资料。4 ABS节点节点 4 ABS节点节点(1)ABS节点的组成为大众SAGITAR轿车ABS节点,共有:1个限制单元J104。7个传感器和开关,分别为:ESP 按钮轮速传感器 G44制动压力传感器 G201传感器组合 G200、G202、G251制动油压传感器2个执行器,分别为:ABS液压单元N55ABS回油泵本节点与动力CAN总线相连,并通过网关与其它CAN总线连接。大众SAGITAR
19、 ABS节点工作原理 4 ABS节点节点(2)ABS节点特点ABS节点总线设备的组成依据同一现场原则,在ABS总成现场的传感器、限制单元(节点)、执行器构成ABS总线节点,ABS限制系统的其它传感器和开关等信息均通过CAN总线获得。(3)节点工作原理1)传感器信息共享J104限制单元接受本节点7个传感器的信号,将信号转化为CAN信息发送到CAN总线上,CAN总线上全部节点共享。ABS限制单元J104在CAN总线上获得车速传感器信息(经自动变速器限制单元J217发送)以及其它对ABS限制所需的传感器信息和限制信息。4 ABS节点节点2)ABS限制原理ABS限制单元J104接受变速器节点内各个传感
20、器信号并从CAN总线上获得其它信息,依据这些信号和信息进行制动压力限制和回油泵限制,ABS主要限制原理如下:利用车轮转速传感器,可以对0km/h以上车速进行探测,接受模糊限制法进行最佳滑移率限制(限制ABS液压单元N55),实现制动时的方向性和方向稳定性以及尽量缩短制动距离。利用传感器组合,包括横向加速度传感器G200、横摆率传感器G202、假如有四轮驱动的话,还包括纵向加速度传感器G251确定路面状况调整限制原理。利用方向盘转角传感器获得全部方向的角度运算及输出(在转向柱开关节点J527中进行)确定制动时的方向性和方向稳定性,从而修正制动原理。方向盘转角传感器不仅计算转角值,而且还计算转向速
21、度,用以给电子助力转向系统供应信息通过制动油压传感器供应的信号限制ABS回油泵工作。5 助力转向限制节点助力转向限制节点 5 助力转向限制节点助力转向限制节点(1)助力转向限制节点的组成为大众SAGITAR轿车助力转向节点,共有:1个限制单元J500。1个传感器,G269转向力矩传感器1个执行器,V187电子助力转向电机本节点与动力CAN总线相连,并通过网关与其它CAN总线连接。5 助力转向限制节点助力转向限制节点(2)助力转向节点特点助力转向限制节点总线设备的组成依据同一现场原则,传感器、节点(J500)和执行器均在同一现场(电控助力转向总成)。助力转向限制系统的其它传感器和开关等信息均通过
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