先进的车载网络系统.ppt

0,目录,先进的车载网络技术概述,主流车载网络技术,车载网络应用案例分析,车载网络对产品各价值链环节的影响,1,1.1车载网络技术产生的背景,1.车载网络技术概述,汽车电子技术的快速发展，使得电控系统数量激增，且功能日趋复杂,2,S:传感器A:执行器,1.车载网络技术概述,传统点对点通信方式，将电控单元及负载设备连接，势必引入大量线束,3,线束飞速增加，有限的汽车空间布线愈加困难，限制功能扩展；大量线束增加重量，影响整车经济性；简单线束连接不能完成电控单元的功能；电控单元激增，而信息资源无法共享，整车成本增加；大量传感器和连接器的引入，导致可靠性降低；,1.车载网络技术概述,由此带来以下问题：,4,1.车载网络技术概述,面对挑战，产生一种全新理念：重新设计和组织电控单元,将电控单元功能更加集成化，以减少电控单元、传感器数量。如：EMS单元囊括喷油、点火、排放、冷却管理等功能，ESP集合ABS、ASR等众多功能；应用成熟的多路传输技术将众多电控单元连成车载网络，减少线束，达到资源共享目的。如:CAN网络、LIN网络、FlexRay网络、VAN网络等；,5,布线简化，降低成本；各电控单元数据共享，交流简单快捷；便于整车功能扩展；提高系统故障诊断水平；提高汽车总体运行可靠性；,1.2车载网络技术的优势,1.车载网络技术概述,车载网络与普通线束在成本、扩展性、开发周期等方面的对比分析,6,1.3对车载网络技术的要求,1.车载网络技术概述,配置灵活性：表示了节点在网络上的增减的可行性以及对网络的影响程度。可扩展性：表示了网络中网段拓展的可行性；可靠性：表示了整车网络系统的稳定性与可维护性；平台化：表示了CAN系统在不同车型以及车型拓展的可适用性；简洁性：表示了网络系统的复杂程度；成本性：表示了CAN网络系统对整车成本的影响；,更快的信息传输速度；更挑剔的用电环境；更复杂的电磁兼容性；更严格的信息交流安全性；,计算机局域网技术应用到汽车上，需要考虑以下因素：,根据汽车复杂的使用要求和环境，车载网络系统须具备以下特性：,7,按照网络的功能和速率等因素，可分为如下5类：,A类：面向执行器、传感器的低速网络；B类：面向模块间数据共享的中速网络；C类：面向多路、实时闭环的高速网络；D类：面向信息、多媒体系统的网络；E类：面向乘员的安全系统；,在不同的技术基础和需求下，产生了很多不同类型的网络：,1.4车载网络的类型,1.车载网络技术概述,8,A类网络协议,A类网络的定义与SAE的相同,它主要是面向传感器、执行器的低速网络.该类网络对实时性要求不高,位传输速率一般在110kbits-1,主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。,1.车载网络技术概述,9,B类网络协议,1.车载网络技术概述,B类网络主要面向独立模块间的数据共享,是中速网络,该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合,以减少冗余传感器和其他电子部件.B类网络的位传输速率一般在10100kbits-1,主要应用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等系统.,10,C类网络协议,1.车载网络技术概述,C类网络主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。,11,D类网络主要面向多媒体、导航系统等,网络协议的位传输速率在250kbits-1400Mbits-1之间.在过去10年中,ITS(in2telligenttransportationsystems)产品悄然崛起,ITS相关设备的出现、ITS应用技术的普及,开创了远程信息处理这一新的领域.为促进ITS和车载多媒体系统的应用,有关方面已经制定了许多规范,IDB(intelligentdatabus)是其中一个重要内容.IDB首次确定了汽车行业用于信息、通信和娱乐系统的接口标准,该标准支持即插即用,这样一来,普通电子产品可搭配所有汽车使用.目前SAE已将各种IDB设备分为3类:低速(IDBOC)、高速(IDBOM)和无线通讯(IDBOWireless).,1.车载网络技术概述,D类网络协议,12,E类网络协议,1.车载网络技术概述,E类网络主要是面向乘员的安全系统,主要应用于车辆被动安全领域.在E类网络的应用场合中可能存在2条或多条总线.,13,1.车载网络技术概述,1.5车载网络的典型应用,奥迪A8L车载网络结构,14,2.主流车载网络技术,2.1CAN总线网络介绍,CAN总线发展史,15,2.主流车载网络技术,CAN的特性,采用双线差分信号协议本身对节点的数量没有限制，总线上节点的数量可以动态改变广播发送报文，报文可以被所有节点同时接收,16,2.主流车载网络技术,CAN的特性,多主站结构每个报文的内容通过标识符识别，标识符在网络中是唯一的根据需要可进行相关性报文过滤,17,2.主流车载网络技术,保证系统数据一致性，CAN提供了一套复杂的错误检测与错误处理机制，比如CRC检测、接口的抗电磁干扰能力、错误报文的自动重发、临时错误的恢复以及永久错误的关闭使用双绞线作为总线介质时，总线长度150MBit/s。,2.主流车载网络技术,30,MOST=MediaOrientedSystemTransport多媒体通信需要很高的数据更新速率和总线速度最高传输速度22.5MBit/s由光纤构成的环状拓扑结构目前最多可容纳64个多媒体设备,MOST网络特点,2.主流车载网络技术,31,2.主流车载网络技术,2.5主流车载网络技术对比,32,验证,测试,开发,设计,3.车载网络开发案例分析,3.1案例分析思路,开发乘用车总线网络平台中高档乘用车网络平台基于CAN总线技术,需求,拓扑结构,总线协议,硬件软件,测试试验,33,3.车载网络开发案例分析,3.1拓扑结构,34,3.车载网络应用案例分析,3.2总线协议,CAN通信协议网络协议的体系结构网络协议的详细描述物理层数据链路层网关故障诊断网络管理CAN诊断协议物理层（诊断接口）网络层（或传输层）应用层,35,3.车载网络应用案例分析,3.3硬件软件开发,硬件开发,软件开发,36,3.车载网络应用案例分析,3.4测试验证,单元/集成测试,37,3.车载网络应用案例分析,3.4测试验证,实验验证,高温试验低温试验温热试验盐雾试验振动试验EMC试验台架实验道路试验,38,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,4.1对产品设计部门的影响,平台化、模块化的特点，便于系统、功能拓展网络开放性特点，便于车型升级换代，缩短开发周期，降低成本,基于汽车网络，可以方便的引入以下针对设计部门的规划功能,39,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,车载网络开发需要相关部门协同完成,40,传统线束连接：发动机等各电控系统单独刷写/检测，进行多次连线，占用工时、工位，影响节拍。,配置车载网络：可进行整车各电控系统的集中刷写/检测,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,4.2对工艺生产部门的影响,车载网络为控制器的集中刷写、检测提供了可能,41,以车身控制器（BCM）和网关为例：同一款BCM和网关可配置多种车型（只需下线刷写不同软件），简化了零部件的存储、配送管理，降低了工人的操作难度。,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,车载网络便于软件配置，简化零部件的仓储配送管理，节省成本,下线检测及刷写设备开发，安装调试；生产线工位、节拍的调整；工人的培训。,工艺生产部门需要参与以下工作,42,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,4.3对市场营销部门的影响,车载网络的引入，提升了产品档次，增加了卖点,如：只需通过简单的软件逻辑升级，便可实现灯光跟随回家，自动寻车，自动闭窗功能。在原有系统基础上，增加一个阳光雨量传感器，便可实现自动灯光及自动雨刷功能。在原有系统基础上，增加胎压传感器，便可实现胎压监测报警功能气囊起爆后，使发动机自动关闭、中控锁开门，用户就可以在最短时间内逃生。通过总线系统，可对整车实现自检测，同时将各类车况信息及时反馈给用户，实现保养提示等功能，达到车辆智能化。,43,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,产品宣传同类产品市场调研新产品规划工作,基于车载网络，可以方便的引入针对市场营销部门的规划功能,市场营销部门需要参与以下工作,44,配置总线以后，各独立电控单元之间的协调更见紧密，提高了整车的可靠性、舒适性、安全性。使整车从功能到性能得到提升。,4.车载网络对产品各价值链环节的影响,4.4对终端用户的影响,产品性能得到提升,配置总线后，可以通过汽车网络向用户直观反映整体车况信息，使用户很容易做出判断；进入维修站后，通过诊断口，一次即可完成对整车电控单元的故障检测维修，降低费用，缩短时间。,产品维修便利,同时基于汽车网络，可以方便的引入以下针对用户的规划功能,45,如：下图所示的分别为整车总线系统和车载监控服务系统。该服务系统以整车总线系统为基础，服务中心可以远程进行诊断、刷写、维修等。服务及时高效，同时具有增值潜力（如可以扩展寻车防盗、零部