了解汽车通信

任务一　了解汽车通信

任务描述

本任务主要学习汽车通信技术的构成、作用和功能，教学现场应提供汽车通信技术的示教板及汽车通信部件实物。

任务实施

一、认识汽车通信技术

随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的电控装置的数量越来越多，而且功能也越来越复杂。很多汽车采用了多个电子控制单元ECU（如奔驰600SEL采用了20多个电子控制单元，即ECU），每一个电子控制单元（ECU）都需要与多个传感器、执行器之间发生通信联系，而每一个输入、输出信号又可能与多个电子控制单元（ECU）之间发生通信。如果每一个电控系统都独立配置一套相应的传感器、执行器，那么将有大量的线束、插接件密布于汽车的各个部位，这样不仅会增加汽车生产、装配的困难和车身重量，而且也增加汽车售后维修人员对故障诊断和维修的难度。

为了提高汽车综合控制的准确性，综合控制系统也迫切需要对输入、输出信号等数据的共享。当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制，提高汽车的控制性能。

在车辆上使用通信系统，能够使接线变得简单，更加容易选择电子设备的安装位置，电子设备可以由最近的ECM控制，提高了系统的可靠性。并简化接线，减少终端，减少故障的可能性，数据也能被正确地传输。通过每个ECM的通信，用扫描工具（Hi-scan）能简单地检查车的状态，使维修性能得到改善。如图6-1所示为新型汽车通信网络系统。

图6-1　新型汽车通信网络系统

二、通信的分类及性能

1．并行通信和串行通信的性能

并行通信和串行通信的性能见表6-1。

表6-1　并行通信与串行通信性能

2．同步通信和异步通信

同步通信传输带有各种起始位和停止位的数据。为了消除在传输ECM和接收ECM之间时间上的差异，安装有附加的SCK（时钟脉冲电路）电路。

异步通信是在同一时间传输带字符的数据，就是说数据在传输过程中每时每刻都有起始位和停止位。异步通信数据结构如图6-2所示。

图6-2　异步通信数据结构

异步通信有两条线，用于在线路断路或短路时，防止发生故障和破坏通信。

3．单工通信和双工通信

单工通信和双工通信的比较见表6-2。

表6-2　单、双工通信方式的比较

三、控制器区域网络（CAN）总线

CAN（Controller Area Network）即控制器区域网络的缩写，它是一种开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。用以连接控制应用系统或子系统内部的元器件、传感器和制动器的通信。这项最初由德国博士公司于1986年开发的多主通信协议，主要用于传输速率达1 Mbit/s，对数据完整性要求很高的汽车应用。今天大多数轿车制造商已经在CAN网络基础上，采用多路传输系统设计了发动机系统。 CAN应用于ECM（发动机）、TCM（自动驱动桥）、TCS（牵引力控制）通信。 CAN提供灵活的多主站总线结构和实时功能，其系统组成方框图如图6-3所示。

图6-3　CAN系统组成图

CAN协议建立在ISO/OSI模型之上，其模型结构有3层，协议分为Can2.0A、CAN2.0B、CANopen等。图6-4所示为汽车整车CAN网络管理系统结构图。

图6-4　汽车整车CAN网络管理系统结构图

图6-5所示为汽车CAN总线系统综合实训考核装置，由CAN总线通信系统把汽车的多个控制单元联系在一起，实现多路控制。

图6-5　汽车CAN总线系统综合实训考核装置

做一做

请使用计算机联网查询CAN总线通信协议的基本资料，然后回答问题：CAN总线如何启动通信？如何停止通信？

知识拓展

汽车CAN总线未来发展趋势

技术的先进性是CAN总线在汽车上应用的最大动力，也是汽车生产商竞相应用CAN总线的主要原因。在现代轿车的设计中，CAN已经成为必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺等汽车生产厂商都采用了CAN作为控制器联网的手段。据相关报道，中国首辆CAN网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司装配成功，并进行运行。上海大众的帕萨特和POLO汽车上也开始引用了CAN总线技术。 CAN总线控制技术是提高汽车性能的一条很好的途径。但总的来说，目前CAN总线技术在我国汽车工业总的应用尚处于试验和起步阶段，绝大部分的汽车还没有采用汽车总线的设计。

就像汽车电子技术在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，现在数据CAN总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。

四、任务评价表

自我测试

1．奔驰600SEL采用了________多个电子控制单元。

2.ECM是________的简称。

3．串行通信有________条数据传输线。

4．单工通信数据只能往________个方向传输。

5.CAN总线由________公司开发。