电控系统信息数据传输

3.2.1 电信号类型与变化规律

1.电信号变化规律

电流和电压是描述电特性的两个基本物理量，电阻是描述电路基本特性的物理量。欧姆定律中阐述了电压、电流和电阻间的关系及其变化规律。要是一条电路能正常、稳定和可靠地工作，其电路中的电压、电流及电阻之间必须维持一种平衡。如果其中的某个因素改变了，至少其余两者中的一个必须相应变化，甚至是其余两者都要相应改变，才能保持电路的平衡。

2.恒压与恒流控制

当一条电路中的电压维持不变，而电路中的电阻发生变化时，为了保证电路实现平衡，电路中的电流必然会相应改变，这就是简单电路的恒压控制原理。

同样，如果一条电路中的电流维持不变，而当电路中的电阻发生变化时，为了保持电路能维持新的平衡，电路中的电压也必然会相应变化，这就是最简单的恒流控制原理。

若一条电路中的电阻恒定不变，当电路中的电流与电压之间有一个发生变化时，则另一个必然将跟着发生相应变化，以实现新的电路平衡，此时往往同时伴有通电电路磁场强度或磁通量的变化。

汽车电控系统中，各类电信号的变化规律，正是源自上述三种电路物理的变化规则，实际就是部分电路欧姆定律的具体变通应用。

3.电信号类型

现代汽车电控系统中有直流、交流、频率调制、脉宽调制、串行数据等五种类型的基本电子信号存在。这五种类型的基本电子信号是电控系统中所有传感器、控制单元、执行元件以及汽车各种电控系统之间进行相互通信的基本语言。它们都有各自不同的特点，可用于不同的通信目的。

3.2.2 信息数据传输

1.普通传输电路

最早的汽车电路因电气元件烧损、电子化程度很低，几乎不考虑静电荷电磁干扰问题，为节约成本，利用车身、车架、发动机机体等作为公共接地或正极，采用的是单线制电路形式，传递直流或交流的电压与电流模拟信号。

在电子电控技术广泛应用，汽车控制不断向微机化、集中化、网络化控制发展的趋势下，基本电子信号也扩展到直流、交流、频率调制、脉宽调制、串行数据并存的状态，传统汽车电路已不能适应新的通信需求，这就导致了多路信息传输通信系统、can-bus系统应运而生。

2.多路传输通信

电控系统进行信息传递时，普通传输通信系统有几个信号就要有几条信号传输线，尽管信号传输线的接地端可以采用公共回路，但传递信号项目越多，则需要的信号传输线就必然越多，这样会导致ECU的脚数增加、线路设置复杂、故障率增多、线速体积变大、维修困难。而计算机中的数据传输总线可通过一组导线来同时传递许多的数字信息，它采用的是多路传输通信技术，它传输和交换的是二进制数字信息，负责计算机内部各元件间的信息数据传递。在计算机网络中，多个ECU之间的通信由串行数据通信总线来完成，大大减少了导线的数量，提高了传输时效，串行数据通信在多ECU之间，按通信协议有规律地进行。

3.通信协议

各ECU之间、ECU与诊断仪之间进行串行数据通信时，必须使用和解读相同的电子语言，这种语言统称为协议。汽车电脑网络中传输协议有数种。在计算机网络中，为使各计算机或中断间能够正确传递信息，必须有一整套关于信息传输时相关顺序、信息格式、信息内容和系统管理等技术性、安全性方面的约定，这一整套约定称为通信协议，也称网络协议。

汽车ECU采用的通信协议和标准，因生产厂家和地域标准的区别有许多种类，而且每隔几年就会出现新的协议和标准，实现通信协议的统一是未来的发展趋势。

4.串行数据

ECU使用的串行数据是由许多组二进制数据链构成的，每一组信息传递时间大致为9 ms，它编有识别区域、数据区域和故障诊断区域。

(1)识别区域中包含数据识别和通信目标识别，数据识别用于识别数据码，目标识别用于识别通信目标的身份、地址等。

(2)数据区域亦由二进制数组成，它可识别和接收每个二进制数的改变，并通过这些二进制数的转换确定实际状态。

(3)故障诊断区域用于识别串行数据通信中的故障，使多路传输通信系统具有自我诊断功能。