汽车典型电路分析与检测课件：车载网络的分析与检测

汽车典型电路分析与检测

车载网络的分析与检测一.车载网络在汽车电路中的作用二.车载网络的电路结构三.车载网络的特性和检测一.车载网络在电路中的作用目前为了提高汽车的动力性、经济性、安全性、操控性、舒适性、降低汽车排放污染，轿车上使用了大量的电控系统，一些中、高档轿车的电控单元多达几十甚至上百个。图2-1东风雪铁龙轿车上的电控单元和车载网络在汽车电路中，为了使这些电控系统相互配合、协调工作，高效传递信息通常用车载网络将这些电控系统联系起来，如图2-1所示。一.车载网络在电路中的作用利用导线来传递信号，一根导线只能传递一个信号。在现代轿车上各电控单元之间有大量的信息需要相互传递，汽车电路中的导线和插接器的数量将迅猛增加。利用网络传递信息，只需要二根网线就可以传递所有的信息，这样就可以大大减少导线和插接器的数量。

1.利用车载网络传递信息，可减小

汽车电路中导线和插接器的数量图2-2在二个电控单元之间用网线传递大量信息一.车载网络在电路中的作用以前在没有车载网络的车上，由于传感器的信息不能共享，四个电控单元需要冷却液温度信息，不但各自装备了一个冷却液温度传感器，而且各自需要一个处理冷却液温度的电路，如图2-3所示。2.利用车载网络可使传感器的信息高度共享，提高传递速度，减小电

控单元对数据重复处理的成本图2-3冷却液温度传感器的信息没有共享一.车载网络在电路中的作用

装备了车载网络后，只需要为发动机ECU配备一个冷却温度传感器，由发动机ECU将冷却液温度信号传递到网络上，自动变速器ECU、组合仪表ECU、自动空调ECU则可通过网络获取冷却液温度信号，如图2-4所示。信息共享后，可大大减小汽车电路中传感器的数量，简化汽车线路，降低故障率。2.车载网络可使传感器的信息高度共享，提高传递速度，减小电控

单元对数据重复处理的成本图2-4冷却液温度传感器的信息共享一.车载网络在电路中的作用影响发动机点火提前角的因素很多，以前传统点火系只能根据发动机转速和发动机负荷控制点火，因此点火控制的质量不高，点火系故障率较高，如图2-5a所示；

3.车载网络可使电控单元充分利用各传感器的信息，实行多方位控

制，提高控制质量图2-5二种控制点火的质量使用车载网络后，可以将各电控系统中对点火有影响的因素，用传感器收集信息、然后通过网络将这些信息传递给发动机ECU,发动机ECU根据多种影响点火提前角的因素，对点火提前角进行多方位控制，这样可大大提高点火控制的质量，使发动机在各种工况下都能平稳运行，如图2-5b所示。一.车载网络在电路中的作用以前的中控锁系统只有单一的锁定和解锁车门的功能。在车上装备了车载网络后，中控锁系统增加了许多新的功能，如图2-6所示。4.电控单元在不增加或少增加元件的前提下，增加新的功能，提高车

辆的舒适性和安全性特别需要指出的是,使用了车载网络后，中控锁系统在增加这些新的功能时，主要是通过增添电控单元的软件功能来实现的，并没有增加多少新的元件。使用车载网络后，为在不增加硬件或少增加硬件的前提下增加电控单元的功能，为通过软件升级来增加电控单元新的功能奠定了坚实的基础。图2-6中控锁系统的新功能一.车载网络在电路中的作用ESP电控单元对车辆的稳定性控制是一项大型的复杂的功能，需要多个电控单元相互协调和共同配合才能完成，如图2-7所示。

5.使用车载网络后，可使各电控单元相互协调和配合，共同完成大型、复杂的控制功能

ESP电控单元通过车载网络，用转向盘角度传感器检测驾驶员的意愿，用偏航率传感器来检测车辆的实际运行轨迹；当车辆的实际运行轨迹与驾驶员的意愿不一致时，ESP电控单元，一方面通过自带的液压单元对四个车轮的制动力进行合理的分配和调整，一方面通过车载网络通知发动机ECU用电子节气门等来调整发动机的驱动力；ESP与相关电控单元共同配合、协调工作，共同实现对车辆稳定性控制的复杂功能。图2-7多个电控单元共同配合完成车辆的稳定性控制一.车载网络在电路中的作用通过集成在诊断插头上的诊断网对所有连接在车载网络上电气系统进行诊断，同时利用网络是传递信息的公共通道这一特点，我们可以更快、更准确地找到电气系统的故障部位。6.车载网络应用于轿车后，汽车电控系统故障的诊断与检测发生了质的变化

如检测图2-8所示打开刮水器开关，刮水器不工作的故障，第一步操作诊断仪进入智能控制盒电控单元，对前风窗刮水器电机进行执行机构测试，测试结果为刮水器电机能正常工作，由此可判定智能控制盒、发动机舱控制盒、前风窗刮水器电机以及它们之间的线路没有故障；第二步打开灯光开关，如小灯、近光灯、远光灯中只要有一个灯能点亮，说明转向盘下转换模块、智能控制盒以及它们之间的线路也没有故障。经过这二步简单的检查，我们就可以把本故障锁定在刮水器器开关或开关与转向盘下转换模块之间的电路连接这一很小的范围之内。图2-8利用车载网络来诊断刮水器器不工作的故障二.车载网络的结构东风雪铁龙轿车上电控单元的布置如图2-1所示，各电控单元分布在CAN高速网、CAN车身网、CAN舒适网和LIN网中，车载网络的总体结构如图2-9所示。不同网络有不同的通讯协议，在东风雪铁龙轿车上，智能控制盒BSI是网关，由BSI来控制和管理不同网络之间的信息传递。图2-9东风雪铁龙轿车车载网络的总体结构图2-1东风雪铁龙轿车上的电控单元和车载网络CAN高速网（传输速度为500kb/s）用来在数据传输速度要求很高的动态电控单元（如发动机ECU、自动变速器ECU、ABS/ESP电控单元等）之间传递信息。

1.CAN高速网CAN高速网包括的电控单元有：

BSI智能控制盒（在仪表台的左下方）、1320发动机ECU（在蓄电池后方）、1630自动变速器ECU(在发动机舱左方、变速器箱体上)、7800ESP电控单元（ESP电控单元与液压单元为一体，它装在发动机舱左侧，蓄电池的前方）、7130转向盘角度传感器

(它在转向盘下方的转向柱上)、6606转向大灯系统ECU(在蓄电池的右侧)、7600轮胎气压监测ECU（在行李箱左侧）、7804偏航率传感器(它装在驾驶室变速器换挡杆附近的车辆中轴线上)等电控单元。各电控单元的外形如图2-10所示。二.车载网络的结构图2-10CAN高速网各电控单元的外形CAN高速网包括的电控单元有：BSI智能控制盒、1320发动机ECU、1630自动变速器ECU、7800ESP电控单元、7130转向盘角度传感器

、6606转向大灯系统ECU、7600轮胎气压监测ECU、7804偏航率传感器等电控单元。各电控单元的电路连接关系如图2-10所示。

1.CAN高速网图2-10CAN高速网各电控单元的连接关系二.车载网络的结构CAN高速网有二根网线，它们是：CAN-H(CAN高)，二根网线中编号小的网线，如9000；CAN-L(CAN低)，二根网线中编号大的网线，如9001。CAN车身网（传输速度为250kb/s）用来在安全性电控单元（如安全气囊、发动机舱控制盒、转向盘下转换模块等）之间传递信息。

2.CAN车身网CAN车身网包括的电控单元有：BSI智能控制盒（在仪表台左下方）、CV00转向盘下转换模块（在转向盘下方）、PSF1发动机舱控制盒（在发动机舱左侧）、5008雨水阳光传感器（在前风窗玻璃正中间）、6570安全气囊ECU(在驾驶室变速器换档杆前方)、8600防盗报警控制盒(装在发动机舱左下方)。CAN车身网各电控单元的外形如图2-11所示。二.车载网络的结构图2-11C5轿车CAN车身网各电控单元的外形CAN车身网包括的电控单元有：BSI智能控制盒、CV00转向盘下转换模块、PSF1发动机舱控制盒、5008雨水阳光传感器、6570安全气囊ECU、8600防盗报警控制盒。CAN车身网各电控单元的电路连接关系如图2-11所示。

2.CAN车身网CAN车身网有三根网线，它们是：+CAN，导线编号中以“Z”开头,如雨水阳光传感器插头1脚上的导线Z5008,+CAN是由BSI内继电器控制的、为CAN车身网和CAN舒适网电控单元提供的供电；CAN-H(CAN高)，二根网线中编号小的网线，如9017；CAN-L(CAN低)，二根网线中编号大的网线，如9018。二.车载网络的结构图2-11C5轿车CAN车身网各电控单元的外形CAN舒适网（传输速度为250kb/s）用来在舒适性电控单元（如组合仪表、双区自动空调ECU、多媒体音响等）之间传递信息。

3.CAN舒适网CAN舒适网包括的电控单元有：BSI智能控制盒、0004组合仪表（在仪表台左上方）、6036驾驶员车窗后视镜控制面板(在左前车门开关面板上)、6338驾驶员座椅记忆控制盒(在驾驶员座椅下方)、7215多功能显示屏(装在仪表台中部)、7500泊车辅助ECU(装在行李箱左侧)、自动空调ECU(装在空调控制面板上)、音响放大器(装在仪表台右下方)、汽车音响(在空调控制面板的下方)。CAN舒适网电控单元的外形如图2-12所示。二.车载网络的结构图2-12CAN舒适网各电控单元的外形CAN舒适网包括的电控单元有：BSI智能控制盒、0004组合仪表、6036驾驶员车窗后视镜控制面板、6338驾驶员座椅记忆控制盒、7215多功能显示屏、7500泊车辅助ECU、自动空调ECU、音响放大器、汽车音响。CAN舒适网电控单元在电路中的连接关系如图2-12所示。

3.CAN舒适网CAN舒适网有三根网线，它们是：+CAN，导线编号中以“Z”开头,如组合仪表插头1脚上的导线Z0004,+CAN是由BSI内继电器控制的、为CAN舒适网和CAN车身网电控单元提供的供电；CAN-H(CAN高)，二根网线中编号小的网线，如9024；CAN-L(CAN低)，二根网线中编号大的网线，如9025。二.车载网络的结构图2-12CAN舒适网各电控单元的电路连接关系

东风雪铁龙轿车上有四个LIN网:一是转向盘上控制模块VMF（在转向盘上方，上面布置有定速、巡航、音响、导航、电话、多功能显示屏调整等按键）与转向盘下转换模块CV00组成的LIN网。二是电动车窗系统组成的LIN网，包括的电控单元有：6036驾驶员车窗后视镜控制面板（装在左前车门上）、6404乘客后视镜照明控制盒（装在右前车门内饰板左上方）、6032/6031/6132/6131四个车窗控制模块（装在各车门内饰下部）。

4.LIN网三是转向前照灯系统组成的LIN网，包括的电控单元有：6606转向前照灯ECU（装在蓄电池右侧）、2010/2015左、右前照灯ECU（装在左、右大灯总成内）。四是前风窗刮水器系统组成的LIN网，包括的电控单元有：5025左刮水器ECU和右刮水器ECU（分别装在前风窗玻璃下方的左侧和右侧）。二.车载网络的结构

LIN网电控单元的外形如图2-13所示。

4.LIN网二.车载网络的结构图2-13LIN网各电控单元的外形

LIN网各电控单元的电路连接关系如图2-14所示。LIN网只有一根网线（如9040、9043、9046、5010等）。

4.LIN网二.车载网络的结构图2-14LIN网各电控单元的连接关系CAN高速网的数据传输速度为500kb/s；CAN车身网和CAN舒适网的数据传输速度为250kb/s；LIN网的据传输速度为19.2kb/s。在东风雪铁龙轿车上由智能控制盒BSI来管理和协调各个网络之间的通讯。为了防止电磁干扰，将同一网络的二根数据线绞在一起，如图2-15所示。二.车载网络的结构图2-15汽车车载网络中绞在一起的网线车载网络的主要任务是汽车运行时，在各电控单元之间传递信息。一般点火钥匙在点火挡（包括起动挡），车载网络就被唤醒进入工作状态，开始传递信息；一般发动机熄火后，关闭点火开关1min以后，CAN高速网就进入不工作的休眠状态；关闭点火开关，网络上所有电控单元不工作1.5min左右以后，CAN车身网和CAN舒适网就进入不工作的休眠状态。

1.网络的休眠与唤醒车载网络休眠的目的主要是为了在汽车各电控系统不工作时，节约蓄电池的电能。我们判断网络唤醒和休眠的简单方法是：仪表上有信息显示时，表示网络处在唤醒的工作状态；一般在组合仪表黑屏无信息显示时，表示网络处在休眠的状态，如图2-16所示。三.车载网络的特性和检测图2-16组合仪表在车载网络工作和休眠时的不同状态为了防止信号在网络上反弹，发动机ECU和智能控制盒被安排在CAN高速网的二端，它们内部各有一个120Ω的电阻，如图2-17所示，这二个电阻的作用是使信号从一端传递到另一端后被吸收掉，以防止前一个信号反弹回来后，对后一个信号造成干扰。

2.CAN高速网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-17CAN高速网上的终端电阻CAN高速网电路的部分特性见表2-1。

2.CAN高速网电路的特性三.车载网络的特性和检测表2-1CAN高速网的部分特性网线编号网线名称工作状态时对地电位休眠状态时对地电位9000与9001二根网线之间电阻网络唤醒的条件网络休眠的条件9000CAN-H2.6V0V60Ω点火开关在点火挡关闭点火开关1min以后9001CAN-L2.4V0V网络有故障时的现象9000和9001二根网线中有一根断路、搭铁、接电源正极，CAN高速瘫痪，不能传递信息，且发动机不能起动（因发动机ECU、智能控制盒等必须通过CAN高速网进行防盗对话后，发动机ECU才能解锁起动）。CAN高速网工作时和休眠时，9000(CAN-H)、9001(CAN-L)的检测波形如图2-18和图2-19所示。

2.CAN高速网电路的特性三.车载网络的特性和检测表2-18CAN高速网工作时9000的波形

图2-19CAN高速网工作时9001的波形CAN高速网休眠时，9000(CAN-H)、9001(CAN-L)的检测波形如图2-20和图2-21所示。

2.CAN高速网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-20CAN高速网休眠时9000的波形

图2-21CAN高速网休眠时9001的波形

CAN车身网主要包含智能控制盒BSI、安全气囊6570等管理车辆安全性功能的电控单元，它的传输速率为250kb/s。CAN车身网电路的部分特性见表2-2。

3.CAN车身网电路的特性三.车载网络的特性和检测网线编号网线名称工作状态时对地电位休眠状态时对地电位9017与90181二根网线之间电阻网络唤醒的条件网络休眠的条件9017CAN-H0.3V左右0V检测9017与9018二根网线的电阻无意义任意一个电控单元工作关闭点火开关，各电控单元都不工作1.5min以后9018CAN-L4.7V左右12VZ开头的导线:Z5008+CAN12～14V0V网络有故障时的现象9017和9018二根网线同时断路、搭铁、接电源正极，CAN车身瘫痪，不能传递信息；且前照灯自动点亮，雨刮器自动间隙刮扫表2-2CAN车身网的部分特性CAN车身网工作时的检测波形如图2-22和图2-23所示。

3.CAN车身网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-22CAN车身网工作时9017的波形

图2-23CAN车身网工作时9018的波形CAN车身网我是休眠时的检测波形如图2-24和图2-25所示。

3.CAN车身网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-24CAN车身网休眠时9017的波形

图2-25CAN车身网休眠时9018的波形CAN舒适网主要包含智能控制盒BSI、组合仪表0004、空调ECU等管理车辆舒适性功能的电控单元，它的传输速率为250kb/s。CAN舒适网电路的部分特性见表2-3。

4.CAN舒适网电路的特性三.车载网络的特性和检测表2-3CAN舒适网的部分特性网线编号网线名称工作状态时对地电位休眠状态时对地电位9024与9025二根网线之间电阻网络唤醒的条件网络休眠的条件9024CAN-H0.6V左右0V检测9024与9025二根网线的电阻无意义任意一个电控单元工作关闭点火开关，各电控单元都不工作1.5min以后9025CAN-L4.4V左右12VZ开头的导线:Z0004+CAN12～14V0V网络有故障时的现象9024和9025二根网线同时断路、搭铁、接电源正极，CAN舒适网瘫痪，不能传递信息；且组合仪表上所有报警灯点亮，如图2-30所示。CAN舒适网瘫痪时，组合仪表上的显示如图2-30所示：所有仪表无信息显示，所有报警灯点亮。

4.CAN舒适网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-30舒适网瘫痪时组合仪表上的显示CAN舒适网工作时的检测波形如图2-26至图2-27所示。

4.CAN舒适网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-26CAN舒适网工作时9024的波形

图2-27CAN舒适网工作时9025的波形CAN舒适网休眠时的检测波形如图2-28至图2-29所示。

4.CAN舒适网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-28CAN舒适网休眠时9024的波形

图2-29CAN舒适网休眠时9025的波形

LIN网主要包含转向盘上控制模块VMF、左刮水器ECU、右刮水器ECU等信息传递速度要求不高的电控单元，它的传输速率为19.2kb/s。LIN网电路的部分特性见表2-4。

5.LIN网电路的特性三.车载网络的特性和检测表2-4LIN网的部分特性网线编号网线名称工作状态时对地电位休眠状态时对地电位网络唤醒的条件网络休眠的条件9040、9046、9043、5010LIN线10V左右0V任意一个电控单元工作关闭点火开关，各电单元都不工作1.5min以后网络有故障时的现象LIN网线断路、搭铁、接电源正极，LIN网瘫痪，不能传递信息LIN网的工作和休眠时的波形检测如图2-31和图2-32所示。

5.LIN网电路的特性三.车载网络的特性和检测图2-31LIN网工作时9040的波形

图2-32LIN网休眠时9040的波形单元二车载网络的分析与检测小结1.目前轿车上使用了大量的发动机电控系统、底盘电控系统、车身电控系统，为了使这些电控系统相互配合、协调工作，通常用车载网络将这些电控系统联系起来。

2.车载网络的主要任务是汽车运行时，在各电控单元之间传递信息，帮助各电控单元完成各种控制任务。一般点火钥匙在点火档（包括起动档），车载网络就被唤醒进入工作状态，开始传递信息；一般发动机熄火后，关闭点火开关1min以后，CAN高速网就进入不工作的休眠状态；关闭点火开关，网络上所有电控单元不工作1.5min左