東風雪鐵龍C5轎車車載網絡系統控制原理分析

黃曉鵬，藺宏良

（1.陜西交通職業技術學院，西安，710018；2.陜西交通職業技術學院，西安，710018）

東風雪鐵龍C5轎車車載網絡系統控制原理分析

黃曉鵬1，藺宏良2

（1.陜西交通職業技術學院，西安，710018；2.陜西交通職業技術學院，西安，710018）

介紹全CAN網絡系統的特點及組成，分析C5轎車CAN網絡的網絡架構、控制原理，并分析了車載網絡的發展前景。

CAN網絡系統;控制原理;故障診斷;東風雪鐵龍C5

隨著社會的發展，汽車不僅僅只是人們的交通工具，人們對它的要求越來越高，因此汽車的設備及功能越來越復雜多樣，而且用戶也需要汽車本身增加更多的舒適性設備和功能，從而造成汽車本身的ECU數量、線束長度、中間插接器數量、汽車重量急劇增加。車載網絡系統能夠在多個設備之間通過公共的界面傳輸數據，可以減化線束，增加功能，并通過共享信號減少傳感器數量，因此現在很多廠商都在自己生產的車輛上使用車載網絡系統。本論文以東風雪鐵龍C5轎車全CAN網絡系統為例對車載網絡系統進行分析總結。

1 車載網絡系統概述

汽車網絡技術真正在汽車上應用始于20世紀80年代，在20世紀90年代，汽車網絡在不同車型上開始廣泛使用。由于網絡技術及生產成本的影響，在現代汽車上不同的部位一般應用著不同層次的網絡技術，傳輸數據速度及準確率也不相同，以達到最佳的性價比。

1.1網絡交流協議

車載網絡中各車載電腦在網絡中進行傳輸數據需要遵循一定網絡交流協議，而這些網絡協議由各個汽車生產廠家研發，受限于傳輸數據及準確率，應用于汽車上不同的系統，表1為一些主要的汽車車載電腦網絡交流協議。

表1 車載網絡交流協議

1.2CAN總線系統

博士公司1983年開發CAN數據總線，并應用與汽車制造業，CAN總線是采用串行總線傳輸數據信息，即將所有的信息沿兩根線路傳輸，線路數與控制單元以及所傳遞的信息量的數量是無關的，因此CAN總線具有很多優點：

（1）減少導線數量，因導線減少而降低裝配成本，并減輕線束凈質量；

（2）控制器之間的數據傳輸較快；

（3）實現多個模塊參與復雜的汽車系統操作；

（4）抗干擾能力強；

（5）使用網絡能提高診斷能力；

（6）故障率低，減少插頭連接和導線所引起的故障；

（7）控制模塊之間能共享傳感器輸入的信號。

2 C5轎車車載網絡系統

2.1C5轎車網絡架構

C5轎車是全CAN網（FULL CAN），其中連接各網絡的電腦模塊是智能伺服控制盒盒（BSI），由它集中和處理各網絡傳來的信息。圖1為全CAN網絡結構圖。

圖1 C5全CAN網絡架構圖

由圖可知，C5轎車車載網絡由一個CAN HS I/S網，一個CAN LS 車身網，一個CAN LS 舒適網組成。同時，C5轎車多路傳輸系統中還包括有CAN診斷網和CAN通訊網用于給相應電控模塊進行加載和診斷，同時還包括多個傳送速度為19.2kb/s的LIN網，用于連接中央集控式方向盤、雨刮電機、后視鏡照明/記憶盒、車窗玻璃升降器控制盒等對于網絡速率要求較低的電控單元。

2.2CAN HS I/S網網絡特性

CAN HS I/S網又稱控制區域網，網絡傳輸速度是250kb/s，主要連接動力、驅動系統，如：發動機、自動變速箱等。網絡計算機由兩根絞接在一起的銅芯導線連接，用于傳輸網絡信息。這兩根網線分別叫CAN H和CAN L，信息以數字信號方式進行傳輸。為了保證信息準確，這兩根網線同時傳輸相同的信息，但電平相反。兩根網線的理論波形如圖2所示。

圖2 CAN HS I/S網理論波形

圖3 CAN LS 車身網、舒適網理論波形

CAN HS I/S網絡中的智能控制盒BSI和發動機電控單元是兩個終端電腦，設置在網絡兩端，不能缺少。每個終端電腦中各有一個120歐的終端電阻，用于防止網線上信號的反射。兩個終端電腦串聯連接，因此，CAN HS I/S網絡電阻是60歐。

2.3CAN 車身網和CAN舒適網的網絡特性

CAN 車身網和CAN舒適網又稱為CAN低速容錯網或CAN LS網，CAN舒適網主要連接與駕乘舒適性有關的設備：如空調、收音機、組合儀表等。兩根網線分別叫CAN H和CAN L，網絡理論波形如圖3所示。CAN車身網主要連接與安全有關的設備：如報警、安全氣囊、防盜等。CAN舒適網和CAN 車身網的傳輸速度是125kb/s。網絡中電腦的電阻和網絡電阻無法測得有效值。

2.4C5轎車CAN診斷網絡系統

故障自診斷和網絡電腦的升級加載是現代汽車不可或缺的一項特殊功能，C5轎車通過CAN診斷網、CAN通訊網完成此項功能，圖4為C5轎車診斷網絡詳圖。

圖4 C5轎車診斷網

CAN I/S通訊網可以為CAN HS I/S網上電控單元加載軟件，反饋EOBD（歐洲在線診斷）標準所需的信息，用以檢查污染排放信息。而CAN診斷網可以診斷各網絡中的電控單元，為CAN車身網和CAN舒適網絡上的電控單元以及BSI加載軟件，同時編碼各電控單元。

3 車載網絡系統發展趨勢

隨著汽車電子技術、通訊技術及計算機技術的不斷發展，更多的遠程通訊及信息娛樂系統將進入汽車，為人們提供遠程故障診斷、電子交費等更多的服務，為了提高汽車的使用效率、簡化操作流程、增加安全性、提高舒適性、降低成本，在各種網絡的基礎上，各大廠商紛紛開發了自己的車載網絡操作系統，簡化車輛運行操作，在未來的網絡系統中，OSEK 開放式標準系統、MOST協議等技術將進一步應用在車載網絡中，從而增強了整個網絡系統性能，而且大大提高了駕駛員操作的便捷性。

4 結束語

汽車經過這些年快速發展，車載網絡技術已經作為一項技術已經而且必將長期應用在汽車上，C5轎車用CAN總線以及LIN網技術進行控制大大提高了整車的制造成本，同時優化了汽車的整車性能。而CAN總線技術并不是車載網絡的終點，隨著技術的進步，一些新型的網絡協議及控制技術將出現并發展，愿中國的汽車業進一步快速發展。

[1] 田寶春.大眾POLO轎車CAN網絡系統控制原理與故障診斷［J］ 裝備制造技術.2010，（2）：84-88

[2] 王欲進.車載網絡的現狀與發展［J］．車輛與動力技術, 2008，（1）：54- 57．

[3] C5轎車維修電路圖

[4] 唐楚峰 汽車網絡技術應用現狀及展望［J］．邵陽學院學報（自然科學版）2010，（6）：30-32

Analysis of control principle of in vehicle network system of Dongfeng Citroen C5

Huang Xiaopeng1，Lin Hongliang2
(1.Shaanxi College of Communication Technology Xi'an city 710018；2.Shaanxi College of Communication TechnologyXi'an 710018)

This paper introduces the characteristics and structure of CAN network system,analysis of the C5 car CANnetwork architecture,control theory,and analyzes the development foreground of vehicle network.

CAN system; control theory;fault diagnosis;Dongfeng Citroen C5

黃曉鵬（1982-），男，陜西華陰人，碩士研究生，講師，從事汽車專業的教學和研究工作。

陜西交通職業技術學院2013年科研項目