文档汽车车载网络技术应用

第一章?概述?2025/5/2712025/5/2722025/5/273〔1〕Volvo汽车线束长度的增加线束的增加不但占据了车内的有效空间，增加了装配和维修的难度，提高了整车本钱，而且阻碍了整车可靠性的提高。2025/5/274〔2〕2001-2004年中国汽车电子应用比例与全球平均水平情况比照2001年2002年2003年2004全球平均每辆新车汽车电子支出〔美元〕1800185420252123全球每辆新车平均汽车电子应用比例23.10%23.9%26.2%27.5%全球每辆新车平均汽车电子应用比例的增长速度3.5%9.6%5.0%中国平均每辆新车汽车电子支出〔美元〕7547908851024中国每辆新车平均汽车电子应用比例3.40%4.2%4.8%5.8%中国每辆新车平均汽车电子应用比例的增长速度23.5%14.3%20.8%2025/5/2752025/5/276目前，在汽车上应用的数据传输形式有两种：形式1〔传统方式—不是网络传递〕每项信息均通过各自独立的数据线进行交换〔4〕数据传递的形式2025/5/277发动机

ECU变速器

ECUABS--

ECUSRS—

ECU传统式信息传递2025/5/278图1传统式信息传递在该例中，共需要5条数据线进行数据传递也就是说，每项信息都需要一个独立的数据线2025/5/279图2传统式信息传递无CAN总线：车门控制单元完成其全部控制功能需要：45根线和9个插头withoutCAN2025/5/2710随着汽车控制系统越来越复杂，所需传输的信息量也越来越大

因此数据线数量、控制单元数和控制单元的端口也会相应增加

所以传统式数据传递形式只适用于有限信息量的数据交换和传输2025/5/2711各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换——CAN数据总线形式2—网络传输2025/5/2712图4网络信息传递22025/5/2713图5网络信息传递3利用CAN总线：车门控制单元完成其全部控制功能只需：最多17根线，2个插头即可Dataexchange

withCANdatabus(lowspeedCAN)

(2datawires)withCAN2025/5/27142025/5/2715常见汽车车载网络的开发年份、采用厂家与发表年份：

2025/5/2716主要汽车车载局域网的根本情况：2025/5/2717几种车载网络的本钱比例及通信速度比较2025/5/2718汽车车载网络的分类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：面向乘员的平安系统分类依据：功能和速率2025/5/2719车载网络传输速度：2025/5/2720典型的现代汽车车载网络2025/5/2721VehicleLAN〔车载局域网〕2025/5/2722A类网络协议的特点A类网络主要面向传感器、执行器控制；位速率一般小于10Kbps；适用于对实时性要求不高的场合，主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。2025/5/2723名称主要用户主要应用场合注释UARTGM多种场合正被逐步淘汰SinebusGMAudio/LIN许多厂商智能连接器和传感器由LIN协会开发I2CRenaultHVAC极少使用CCDChryslerHVAC，Audio等正被逐步淘汰ACPFordAudio/BEANToyota车身控制/J1708/J1587/J1922T&B多种场合正被逐步淘汰现有A类网络协议及其应用情况2025/5/2724A类网络协议之LIN协议能提高汽车上分层、多路复用网络的性能，降低汽车电子控制装置开发、生产以及诊断效劳的本钱；预计到2003年，全世界新生产的汽车平均每辆会有3~10个LIN节点。2025/5/2725A类网络的主流协议根据这些网络协议目前开展和使用的状况，不难得出结论，将来A类网的主流协议将是LIN。尽管LIN目前正处于开展阶段，但是它已经广泛地被世界上的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，它有望成为A类网络的世界标准。2025/5/2726LIN协议的软硬件支持目前，Motorola是全球最主要的LIN协议芯片及其相关驱动程序提供商，提供硬件开发工具及相应的软件包、LIN物理层接口等。2025/5/2727车身控制A类网络总线结构图2025/5/2728图2025/5/2729B类网络协议的特点B类网络协议主要面向独立模块间的数据共享，适用于对实时性要求不高的场合，以减少冗余的电子部件；位速率一般在10~125Kbps；主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等方面的控制。2025/5/2730现有B类网络协议及其应用情况名称主要用户应用场合注释GMLAN(SWC)GM多种场合GM是唯一用户ISO11898-3(Fault-TolCAN)欧洲多种场合也称容错CANJ2248GM,Ford,DC多种场合基于ISO11898VANRenault&PSA控制应用基于ISO11519-3J1850GM,Ford,Chrysler多种场合有VPM，PWM两种调制方式2025/5/2731ISO11898-3、VAN、J1850性能比较比较内容ISO11898-3VANSAEJ1850应用场合控制、诊断控制、诊断通用、诊断传输介质双绞线双绞线、扁平线单线双绞线位编码方式NRZManchesterVPWPWM介质访问方式竞争竞争竞争位速率10K~1Mbps125Kbps10.4Kbps41.6Kbps数据长度0~8个字节28个字节0~8个字节节点成本中低低2025/5/2732B类网络的主流协议2025/5/2733C类网络协议的特点主要面向高速、实时闭环控制的多路控制多路传输网；位速率可达1Mbps，X-By-Wire系统传输速率可达10Mbps以上；主要用于动力系统等对实时控制及可靠性要求较高的场合。2025/5/2734C类网络协议及应用情况名称主要用户应用场合注释ISO11898-2(高速CAN)GM，欧洲实时控制场合TTPTM/CTTTech实时控制场合(X-By-Wire)最初由Vienna技术大学制定FlexRayBMW,Motorola,DaimlerChrysler实时控制场合(X-By-Wire)/2025/5/2735ISO11898-2、TTPTM/C、FlexRay性能比较比较内容ISO11898-2FlexRayTTPTM/C应用场合汽车，自动化领域，航空x-by-wire对实时性要求严格的系统(x-by-wire)消息传输异步异步或同步同步位编码方式NRZNRZ频率调制介质访问方式CSMA/CRTDMA和FTDMATDMA最大波特率1Mbps10Mbps25Mbps每帧的数据字节0~80~2460~2362025/5/2736X-by-Wire系统2025/5/2737C类网络协议的主流协议目前，C类网络中广泛应用于动力与传动系统控制与通讯的协议标准为：ISO11898-2未来应用于X-By-Wire系统的主要协议为：TTPTM/C(Time-TriggeredProtocol)FlexRay

2025/5/2738D类网络协议的特点及分类该类网络统称智能数据总线(IntelligentDataBus)主要面向信息、多媒体系统等。2025/5/2739根据SAE分类：IDB-C(低速)、IDB-M(高速)和IDB-Wireless(无线通讯)。D类网络协议的位速率在250Kbps~400Mbps之间。IDB-C：SAEJ2366IDB-M：D2B、MOST、IDB1394等IDB-Wireless：Bluetooth(蓝牙)2025/5/2740D类网络协议的比较比较内容IDB-CD2BMOSTIDB-1394CopperOptical应用场合通讯娱乐数据流控制数据流控制数据流控制PC设备传输介质双绞线双绞线光纤光纤屏蔽双绞线位编码方式NRZPWMBiPhaseBiPhaseNRZ位速率250Kbps29.8Kbps12Mbps25Mbps98~393Mbps成本低中高高中2025/5/2741E类网络协议及使用情况E类网络主要面向乘员的平安系统，应用于车辆被动平安性领域。名称主要开发商注释SafetyBusDelphiDelphi是唯一用户BOTEBosch-Temic/PlanetPhilips/DSIMotorola/