第八章豐田轎車車載網絡系統(tǒng).ppt.Convertor

1、第一節(jié) 豐田轎車車載網絡系統(tǒng)概述第二節(jié) 雷克薩斯（凌志）轎車網絡系統(tǒng)第三節(jié) 豐田凱美瑞轎車CAN總線系統(tǒng)第四節(jié) 豐田銳志轎車車身網絡系統(tǒng)第八章 豐田轎車車載網絡系統(tǒng)1學習要求： 了解豐田轎車車載網絡系統(tǒng)三種通信電路的特點；熟悉豐田轎車車載網絡系統(tǒng)的組成；熟悉雷克薩斯（凌志）轎車網絡系統(tǒng)的組成和特點；熟悉豐田凱美瑞轎車網絡系統(tǒng)的組成和特點；熟悉豐田銳志轎車網絡系統(tǒng)的組成和特點。 2第一節(jié) 豐田轎車車載網絡系統(tǒng)概述3一、豐田轎車車載網絡系統(tǒng)的組成 豐田車系采用多路傳輸通信系統(tǒng)MPX(Multiplex Communication System)，豐田車系在網關ECU內置了三種通信電路，即CAN、B

2、EAN、AVC-LAN。這三種電路的通信速率，見表8-1。4 CAN總線具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和糾錯能力，其通信協(xié)議在汽車電控系統(tǒng)中得到更廣泛的應用。 車身電子局域網絡BEAN(Body Electronic Area Network)是豐田汽車專利的雙向通信網絡。音響視聽局域網絡AVC-LAN（Audio Visual Communication-Local Area Network）主要用于音頻和視頻設備中的通信網絡。 5各個網絡通信協(xié)議不同，傳輸速率不同，翻譯工作由網關來完成。網關結構如圖8-1所示。網關內置CPU從不同的總線接收數據，對數據進行處理，再按照各通信協(xié)

3、議把該數據發(fā)送到總線上去。網管負責來自儀表板總線、車門和轉向柱總線、CAN總線和AVC-LAN總線數據信息的接受、轉化和傳輸。并會將相關信息存儲。其中DLC3用于故障自診斷。網關的安裝位置位于副駕駛前，如圖8-2所示。6圖8-1 網關的結構簡圖7圖8-2 網關的安裝位置8二、豐田轎車車載網絡系統(tǒng)的特點 1. CAN通信網絡 CAN通信網絡的組成如圖8-3所示。CAN通信網絡中的多個ECU連接到通信線路上，終端電阻(120)安裝在總線主線路上，連接電阻的目的是為了防止信號的反射，使提供的信號更穩(wěn)定。各控制單元模塊和相關ECU跨接于總線上，總線采用雙線傳輸。其CAN-H線稱為主線，CAN-L線稱為

4、副線。9圖8-3 CAN通信網絡組成10 2. 車身電子局域網絡BEAN 車身多路通信局域網絡是一種多總線車身電子局域網，由儀表板BEAN系統(tǒng)、轉向柱BEAN系統(tǒng)和車門BEAN系統(tǒng)組成，如圖8-4所示。BEAN通信一般采用單線傳輸（由公用地線構成回路）。BEAN通過擴展控制對象，提高了控制數據量。儀表板系統(tǒng)多路通信網絡ECU功能，見表8-2。11圖8-4 儀表板多路通信BEAN12138-5 車門和轉向柱系統(tǒng)柱總線電路14158-6 車門和轉向柱系統(tǒng)轉向控制ECU位置圖1168-7 車門和轉向柱系統(tǒng)轉向控制ECU位置圖217第二節(jié) 雷克薩斯（凌志）轎車網絡系統(tǒng)18一、雷克薩斯（凌志）轎車網絡系

5、統(tǒng)的組成 雷克薩斯LS430轎車全車電控單元以網關為中心，設置了幾個BUS（總線）系統(tǒng)，包括：儀表板BUS、門控BUS、轉向柱BUS、Back-up BUS（控制轉向信號燈、尾燈、制動燈和后霧燈）、AVC-LAN，其車身網絡通信系統(tǒng)見圖8-8,GS430/300車身網絡控制系統(tǒng)見圖8-9，各總線控制ECU見表8-4。1920圖8-9 GS430/300車身網絡控制系統(tǒng)圖2122表8-4 各總線控制ECU表網關 ECU總線類型ECUJ/C No.1帶終端電路發(fā)動機ECU(ECM)安全帶控制ECU減振器控制ECU制動控制EC橫擺率和減速度傳感器轉向角傳感器DLC3J/C No2帶終端電路EPS E

6、CUVGRS ECU距離控制ECU4輪驅動ECU攝像ECU/倒車指示監(jiān)視器ECU間隙警告ECU儀表面板總線儀表ECU空調ECU集成開關面板輪胎壓力監(jiān)測ECU氣囊傳感器總成轉向總線車身ECU駕駛員側J/B ECU后備廂J/B ECU前大燈轉彎自動調整系統(tǒng)ECU駕駛員座椅ECU方向盤位置調整ECU前端控制器組合開關車門總線車門ECU認證ECU電源控制ECU天窗ECU電動車窗控制開關雨量傳感器AVC-LAN導航ECU音響控制單元ECU多功能顯示ECU23二、雷克薩斯（凌志）轎車總線網絡系統(tǒng)特點 整車CAN總線用主BUS線路和輔助BUS線路連接各傳感器和控制單元，見圖8-10。主BUS線的終端有一個電

7、阻，防止信號反射，使提供信號更穩(wěn)定。雷克薩斯RX330轎車的CAN線路連接了防滑控制ECU、轉向傳感器、橫擺率和減速度傳感器以及DLC3（3號診斷連接器）。通過DLC3使用診斷儀可以檢測CAN通信的故障碼，DLC3通過CAN-H和CAN-L傳輸故障信息。24圖8-10 CAN接線圖25 1CAN元件布置 雷克薩斯RX330車型中，CAN包含CAN l號接頭、CAN2號接頭、防滑控制ECU、轉向角傳感器、橫擺率與減速度傳感器和DLC3等元件，安裝位置見圖8-11。圖8-11 CAN元件位置分布圖26 2通信線 CAN和AVC-LAN通信采用雙線傳輸，BEAN通信一般采用單線傳輸。 3CAN、BE

8、AN與AVC-LAN總線的區(qū)別 (1)通信協(xié)議不同 各個電控單元所采用的數據傳輸速度、傳輸線和信號不同，因此要有明確的通信協(xié)議來完成通信。 (2)傳輸速率不同 CAN的傳輸速率快，因此應用在發(fā)動機和底盤等控制系統(tǒng)。CAN、BEAN與AVC-LAN對比，見表8-5。2728第三節(jié) 豐田凱美瑞轎車CAN總線系統(tǒng)29一、豐田凱美瑞轎車網絡系統(tǒng)的組成 新型凱美瑞轎車CAN總線系統(tǒng)如圖8-12和8-13所示。該車具有兩種不同通信速度的CAN總線：高速CAN總線（HS-CAN，500kbit/s）和中速CAN總線（MS-CAN，250kbit/s）。HS-CAN由1號CAN總線和2號CAN總線組成。1號C

9、AN總線的終接電阻器置于發(fā)動機ECU和儀表ECU中，2號CAN總線的終接電阻器置于CAN網關ECU和接線器(前LH）中。 30 MS-CAN由MS總線組成MS總線的終接電阻器置于主體ECU和認證ECU中。對于無智能進入和啟動系統(tǒng)的車型，終接電阻器置于接線器RH中。 帶有網關功能的ECU用于總線之間傳輸數據。CAN網關ECU用于l號CAN總線和2號CAN總線之間的數據傳輸；主體ECU用于1號CAN總線和MS總線之間的數據傳輸。31圖8-12 豐田凱美瑞轎車多路通信系統(tǒng)32圖8-13 總線之間的數據傳輸33二、豐田凱美瑞轎車網絡系統(tǒng)主要組件分布34第四節(jié) 豐田銳志轎車車身網絡系統(tǒng)35 豐田銳志轎車

10、車身網絡系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，以下主要介紹巡航控制系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、倒車監(jiān)視系統(tǒng)、中央控制門鎖系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)。 一、巡航控制系統(tǒng) 巡航控制開關將主開關和操作開關集成在一起，安裝在方向盤右側，以確保使用方便。通過發(fā)動機ECU，對巡航系統(tǒng)的所有功能進行控制。巡航控制系統(tǒng)的主電源（ON/OFF）、系統(tǒng)的異常聲音均通過CRUISE啟動警告燈來顯示，內置于組合儀表上。 36帶有內置處理器的發(fā)動機ECU，可提供以下功能：減速控制、加速控制、取消、計算車速、馬達輸出控制、超速擋控制等，內置的微電腦可輸入各種來自不同開關和傳感器的信號，根據記憶中存儲的程序對這些信號進行加工，并控制節(jié)氣門控制馬達。

11、此外，可以用組合儀表內的CRUISE啟動警告指示燈進行系統(tǒng)故障診斷。巡航系統(tǒng)電路控制，見圖8-15。37圖8-15 銳志轎車巡航系統(tǒng)電路控制圖38二、導航系統(tǒng) 汽車導航系統(tǒng)由GPS接收機、導航電子地圖（存儲在DVD-ROM中）、陀螺傳感器、導航ECU和多功能顯示器組成。導航儀接受衛(wèi)星的定位信號，確定當前的位置（經緯度），與地圖上的經緯度比較顯示出當前的位置。導航時，輸入起點和終點，導航ECU自動在導航電子地圖中搜索，查找出最佳路徑。在汽車行駛過程中不斷把定位信息與路徑的信息比對，從而起到導航的作用。 導航ECU通過GPS接收器得到檢測本車的位置信號，通過組合儀表測出車速信號，通過陀螺傳感器判斷

12、出前進方向信號，然后將汽車行駛位置顯示在顯示器上，同時將提示語音信號輸出到左前揚聲器?？梢曊Z音導航系統(tǒng)工作過程如圖8-16。39 圖8-16 銳志轎車可視語音導航系統(tǒng)工作過程圖40三、倒車監(jiān)視系統(tǒng) 1.系統(tǒng)功能 透過多功能顯示屏的畫面顯示來輔助停車操作，倒車監(jiān)視器ECU是利用安裝在車輛后部的倒車監(jiān)視器攝像機的圖像，利用CAN通信輸入的轉向角度傳感器等接收的車輛狀態(tài)參數進行計算，得出各導向路線信息，并將該信息傳入多功能可視系統(tǒng)上。倒車監(jiān)視器ECU發(fā)出的信號通過內置的主ECU控制，在多功能顯示屏上顯示倒車監(jiān)視器畫面。倒車監(jiān)視器系統(tǒng)功能如圖8-17所示。41圖8-17 銳志轎車倒車監(jiān)視器系統(tǒng)功能42

13、 2系統(tǒng)組成 倒車監(jiān)視器系統(tǒng)由倒車監(jiān)視器攝像機、倒車監(jiān)視ECU、多功能顯示屏（與導航ECU一體）等元件組成見圖8-18。倒車監(jiān)視器攝像機安裝在后備箱外側裝飾物內，將拍攝車輛后方圖像信號輸出到倒車監(jiān)視器ECU。倒車監(jiān)視器ECU安裝在儀表板前排乘員座椅一側，它通過CAN通信收集車輛信息和多功能顯示屏發(fā)出的信號，并根據此信號自動打開/關閉倒車監(jiān)視器攝像機倒車監(jiān)視器ECU取得倒車監(jiān)視器攝像機拍攝的畫面，并利用CAN通信得到的方向盤轉向信號，制作出各導向線的圖像信號，輸出到多功能顯示屏。根據倒車監(jiān)視器ECU發(fā)出的圖像信息，在畫面上顯示出車輛后方圖像及各導向路線圖。多功能顯示屏將RGB圖像信號輸出到倒車監(jiān)

14、視器ECU，同時將車輛角速度數據輸出到倒車監(jiān)視器ECU。43圖8-18 銳志轎車倒車監(jiān)視器系統(tǒng)組成圖44四、中央控制門鎖系統(tǒng) 田銳志轎車中央控制門鎖系統(tǒng)配備“車門鑰匙聯(lián)動門鎖”，具備鑰匙鎖止功能以及碰撞感應車門鎖解除功能，門鎖采用了保護器一體式外殼，駕駛員座位車門鑰匙筒和門鎖總成直接耦合以及和車門內側手柄的拉索式連接，增強了車輛的防盜性能。 中控鎖采用無線遙控實現智能化控制。中控鎖的無線遙控功能是指不用把鑰匙鍵插入鎖孔中就可以遠距離開門和鎖門，其最大優(yōu)點是：不管白天黑夜，無需探明鎖孔，可以遠距離、方便地進行開鎖（開門）和閉鎖（鎖門）。 遙控的基本原理是：從車主身邊發(fā)出微弱的電波，由汽車天線接收

15、該電波信號，經電子控制器ECU識別信號代碼，再由該系統(tǒng)的執(zhí)行器（電動機或電磁線圈）執(zhí)行啟/閉鎖的動作。該系統(tǒng)主要由發(fā)射機和接收機兩在部分組成。 45 1系統(tǒng)組成 門鎖系統(tǒng)由MPX車身l號ECU（駕駛員側接線盒ECU）、各座位門鎖總成、MPX總開關。各座位車門控燈開關、網關ECU、中央氣囊傳感器總成、各氣囊傳感器等元件組成。電子門鎖系統(tǒng)組成元件位置，見圖8-19和圖8-20。46圖8-19 電子門鎖系統(tǒng)元件位置圖1478-20 電子門鎖系統(tǒng)元件位置圖248 2元件功能 MPX車身1號ECU（駕駛員側接線盒ECU）：根據各種開關、車速傳感器、碰撞傳感器檢測汽車的狀態(tài)，控制內置繼電器驅動所有座位門鎖

16、馬達。 各座位門鎖總成：通過內置的各座位門鎖馬達的正轉或逆轉，對各座位的車門分別鎖止或開鎖。通過內置的各座位門鎖位置開關，分別檢測各座位車門的鎖止或開鎖狀態(tài)（鎖止OFF，開鎖ON），檢測出內置的門鎖控制開關（用于鑰匙聯(lián)動）狀態(tài)，將鎖止或開鎖的要求信號輸出到MPX總開關（僅限駕駛員座位）。 MPX總開關：檢測出各門鎖控制開關（手動操作用）和駕駛員座位門鎖位置開關的狀態(tài)，用雙向車身多路通信，發(fā)送到駕駛員側接線盒ECU。 49 各座位車門控燈開關：檢測出各座位車門的開閉狀態(tài)，車門開為ON，車門關為OFF。輸出到駕駛員側接線盒ECU。 網關ECU：作為各通信網絡（雙向車身多路通信）的連接點，中轉通信數

17、據。 各氣囊傳感器：檢測到碰撞，并將其傳輸到中央氣囊傳感器總成。 中央氣囊傳感器總成：通過各安全氣囊傳感器發(fā)出的信號以及使用內置的碰撞傳感器檢測車輛受到的碰撞，并將其傳輸到駕駛員側接線盒ECU。當發(fā)生碰撞時，可使車門鎖自動開鎖，便于乘員逃生。50 3電子門鎖系統(tǒng)電路控制 (1)手動上鎖（開鎖）操作 如果將MPX總開關的門鎖控制開關（手動操作用）操作為上鎖（開鎖），MPX總開關發(fā)出的駕駛員座位手動上鎖（開鎖）開關信號，就會由雙向車身多路通信傳輸到駕駛員側J/B ECU。接收到此信號的駕駛員側J/B ECU就會打開上鎖（開鎖）繼電器，驅動各座位車門上鎖馬達，對車門上鎖（開鎖）。 (2)車門鑰匙聯(lián)動

18、上鎖（開鎖）操作 如果將機械式鑰匙插入駕駛員座位車門鑰匙筒，進行上鎖（開鎖）操作，門鎖控制開關（鑰匙聯(lián)動用）就在上鎖（開鎖）時打開，由此，MPX總開關發(fā)出的駕駛員座位車門鑰匙聯(lián)動上鎖（開鎖）開關信號就會由雙向車身多路通信輸出51到駕駛員側J/B ECU，和手動上鎖（開鎖）操作相同，對各座位車門上鎖（開鎖）。電子門鎖系統(tǒng)電路控制，如圖8-21所示。 (3) 防止鑰匙鎖入車內操作 在鑰匙開鎖提醒開關以及駕駛員座位車門控燈開關ON的信號輸入駕駛員側J/B ECU的狀態(tài)下，如果將駕駛員座位車門上鎖按鈕切換到上鎖一側，MPX主開關就會檢測到駕駛員座位上鎖位置開關的OFF狀態(tài)。接收此信號的駕駛員側J/B

19、ECU就會打開開鎖繼電器，分別驅動車門上鎖馬達，對車門開鎖。52 (4)碰撞時車門開鎖操作 根據從中央氣囊傳感器總成接收到的碰撞檢測信號，駕駛員側J/B ECU對所有座位車門開鎖。當點火開關處于0N時或者從ON到OFF的4s內，如果車輛受到的撞擊力超過了規(guī)定值，中央氣囊傳感器總成檢測到后，將碰撞檢測信號輸出到駕駛員側J/B ECU。如果駕駛員側輸入了從中央氣囊傳感器總成發(fā)出的碰撞檢測信號，在經過碰撞感應開鎖延遲時間（約10 s）后，就會打開開鎖繼電器，驅動各座位車門上鎖馬達，對車門開鎖。開鎖操作完成后駕駛員側J/B ECU禁止輸入所有車門上鎖信號，除非將點火開關從OFF打到ON，車速從約15

20、km/h提高到20 km/h，并持續(xù)5s以上，或者通過門鎖控制開關（手動操作用）進行上鎖操作，如果點火開關從ON打到OFF，駕駛員座位車門從“開”到“關”（駕駛員座位車門控好開關從ON到OFF）時可以接收。53圖8-21 電子門鎖系統(tǒng)電路控制圖54五、無線遙控系統(tǒng) 1無線車門上鎖（開鎖）操作 如果按下上鎖鍵（開鎖鍵），就會從發(fā)射器鑰匙（無線遙控）、智能鑰匙以及無線車門上鎖鑰匙發(fā)出微弱電波式的本車識別代碼和功能代碼。車門控制接收器或車內調諧器（配備智能進入和啟動系統(tǒng)的車型）接收到這些信號后，就會通過內部的高頻率電路開始對其進行認證和分辨。車門控制接收器進行識別代碼認證和功能代碼分辨，如果識別代碼

21、和本車代碼一致，并且功能代碼識別為“上鎖”（“開鎖”），這些信號就會作為代碼數據輸出到駕駛員側J/B ECU。另外，配備智能進入和啟動系統(tǒng)的車型的認證ECU如果和車門控制接收器進行同樣的分辨和識別，這些信號也會被作為代碼數據輸出到駕駛員側J/B ECU。 55駕駛員側J/B ECU接收到上鎖（開鎖）信號后，和手動上鎖（開鎖）操作相同，打開上鎖繼電器（開鎖繼電器），并對所有車門上鎖（開鎖）。 2后備箱門開啟操作 如果按下后備箱鍵，就會從發(fā)射器鑰匙（無線遙控）、智能鑰匙以及無線車門上鎖鑰匙發(fā)出微弱電波式的識別代碼和功能代碼。車門控制接收器或車內調諧器（配備智能進入和啟動系統(tǒng)的車型）接收到這些信號后，就會通過內部的高頻率電路開始對其進行認證和分辨。56 車門控制接收器進行識別代碼認證和功能代碼分辨時，如果識別代碼和本車代碼一致，并且功能代碼識別為“后備箱門開啟”，這些信號就會作為代碼數據輸出到駕駛員側J/B ECU另外，配備智能進入和啟動系統(tǒng)的車型的認證ECU，如果和車門控制接收器進行同樣的分辨和識別，這些信號也會作為代碼數據輸出到駕駛員側J/B ECU。 接收到這些信號的駕駛員側J/B ECU，在鑰匙開鎖提醒開關OFF的狀態(tài)下，如果檢測到所有座位車門控燈開關為OFF，就會驅動后備箱蓋開啟馬達，從而打開后備箱蓋。無線遙控系統(tǒng)電路控制，見圖8-22。57圖8-22 無線遙控