曾啟亮

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智能線束系統(tǒng)在東南系列轎車上的應(yīng)用

曾啟亮

東南（福建）汽車工業(yè)有限公司

隨著汽車電子設(shè)備的增加，汽車線束也越來越龐大，智能線束等網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。本文概要介紹東南汽車常用的4種汽車網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，主要介紹其中的智能線束系統(tǒng)的組成、通訊協(xié)議、結(jié)構(gòu)原理、信號(hào)傳輸與控制以及信號(hào)波形檢測等。

智能線束系統(tǒng)；通訊框架；通訊協(xié)議；原理與應(yīng)用

1 概述

隨著消費(fèi)者對汽車功能的需求越來越多，車用各種電氣電子設(shè)備應(yīng)用而生，其電控系統(tǒng)也變得日益復(fù)雜。新型汽車采用智能化的通訊技術(shù)可以讓這些電子設(shè)備控制器之間的大量信息毫無阻擋地傳輸，并確保系統(tǒng)能協(xié)調(diào)地工作。

目前東南汽車采用SWS(Smart Wiring System智能線束系統(tǒng))、LIN-BUS（Local Interconnect Network本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）、CAN-BUS B和CAN-BUS C（Controller Area Network-BUS控制局域網(wǎng)/總線技術(shù)）4種汽車網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。CAN-BUS主要運(yùn)用在動(dòng)力系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)等，要求傳輸速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)；而LIN-BUS或SWS主要運(yùn)用在一些輔助電氣設(shè)備上（如表1）。汽車內(nèi)各電控單元之間的通訊可根據(jù)通訊寬帶和通訊速度的要求選擇不同的通訊網(wǎng)絡(luò)?；谡嚦杀九c各系統(tǒng)通訊數(shù)據(jù)量及傳輸速度等實(shí)際需要考慮，東南汽車系列車型多采用多個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)并存的方式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。

表1 各種通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征

2 SWS的組成

2.1 通訊框架（如圖1）

注：ETACS：電子時(shí)間與警報(bào)控制系統(tǒng)

圖1 通訊框架

SWS利用通訊連接了ETACS- ECU、柱開關(guān)-ECU (在柱開關(guān)內(nèi))、前-ECU與天窗-ECU。

CAN利用通訊連接了ETACS-ECU、PCM、A/C-ECU、SRS-ECU、綜合儀表、ABS-ECU、多用途中央顯示器等。這2個(gè)通訊群組彼此連接，形成一個(gè)用于傳送復(fù)合資料的專用網(wǎng)絡(luò)。SWS是用單線連接各ECU的，而CAN是用雙絞線連接各ECU。

2.2 SWS的ECU功能與控制

車內(nèi)各電子控制器接受汽車駕駛者的各種操作信號(hào)，再由ETACS-ECU通過總線與各電子控制器進(jìn)行信息交互通訊與控制，從而使整個(gè)汽車所有設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行智能管理與診斷報(bào)告（見表2）。

表2 SWS的功能與系統(tǒng)控制

2.3 SWS的通訊協(xié)議（表3）

表3 SWS的通訊協(xié)議

注: CAVS線——半剛性氯乙烯壓縮汽車導(dǎo)線

(Compressed conductor Automobile Vinylwire)

圖2 通訊代碼

圖3 多路通訊數(shù)據(jù)鏈

注: SOM;報(bào)文開始（Start of Message）EOM:報(bào)文結(jié)束(End of Message) CRC:循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check)

3 SWS的工作原理

當(dāng)需要控制一個(gè)或多個(gè)用電器時(shí)，可通過操作開關(guān)給對應(yīng)的電子控制器一個(gè)或多個(gè)指令，經(jīng)電子控制器內(nèi)部電路處理后，調(diào)制出相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)（即脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)），通過節(jié)點(diǎn)以資料框架的方式，在SWS數(shù)據(jù)線上進(jìn)行傳輸、交換，各終端電子控制器接收數(shù)據(jù)，并檢測識(shí)別，看與自身設(shè)定的控制信號(hào)是否相同，如相同，則立即觸發(fā)內(nèi)部電子開關(guān)操控用電器工作，否則不予理睬。每一筆資料框架都包含資料的開始碼、順位碼、地址碼、訊息碼、信息控制長度碼、檢驗(yàn)碼、結(jié)束碼等，使得資料能準(zhǔn)確無誤地傳輸至需求的ECU上。

圖5 前大燈控制電路框圖

SWS前大燈控制（如圖5）：點(diǎn)火鑰匙處于ON位置，前大燈開關(guān)ON或OFF信號(hào)經(jīng)由柱開關(guān)-ECU調(diào)制成脈沖信號(hào)，以資料框架形式發(fā)送給前-ECU和ETACS-ECU，前-ECU接收到指令后控制前大燈點(diǎn)亮或關(guān)閉。如果前大燈在ON狀態(tài)，當(dāng)點(diǎn)火鑰匙從ON轉(zhuǎn)到ACC或LOCK位置，ETACS-ECU會(huì)發(fā)出信號(hào)讓前大燈會(huì)持續(xù)點(diǎn)亮3 min分鐘后自動(dòng)關(guān)閉，以避免電瓶放電。如在這3 min之內(nèi)駕駛側(cè)車門被打開，燈光會(huì)在1 s之后熄滅。

如果點(diǎn)火開關(guān)處于OFF狀態(tài)，柱開關(guān)-ECU就會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此時(shí)ETACS-ECU向柱開關(guān)-ECU發(fā)出數(shù)據(jù)請求信號(hào)（Data REG Signal）以隨時(shí)喚醒柱開關(guān)-ECU，使前大燈繼續(xù)點(diǎn)亮。如果斷了數(shù)據(jù)請求信號(hào)（Data REG Signal），就無法喚醒柱開關(guān)-ECU，前大燈就會(huì)隨著柱開關(guān)的ON/OFF而點(diǎn)亮/關(guān)閉。

如果點(diǎn)火開關(guān)在OFF狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)請求信號(hào)線斷了，此時(shí)打開前大燈開關(guān)，前大燈亮后即滅，是因?yàn)榇蜷_燈開關(guān)時(shí)，柱開關(guān)-ECU發(fā)現(xiàn)沒有ETACS或KEY-ON的喚醒信號(hào)，因而繼續(xù)睡眠，所有燈開關(guān)就無法維持ON的狀態(tài)而熄滅。

如果點(diǎn)火開關(guān)處于LOCK，關(guān)閉所有用電設(shè)備并關(guān)上車門，約30 s后ETACS-ECU也進(jìn)入睡眠狀態(tài)，SWS系統(tǒng)就沒有的數(shù)據(jù)傳輸與交流，只有當(dāng)某一開關(guān)被打開時(shí)ETACS-ECU立即被激活。

4 SWS的檢測與波形分析

（1）利用MUT-III專用診斷儀可以讀取SWS系統(tǒng)的故障代碼，也可利用MUT-III中的監(jiān)測功能來監(jiān)測各開關(guān)信號(hào)的ON/OFF狀態(tài)，以方便SWS的檢修。

（2）利用示波器可檢測SWS數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)請求信號(hào)線的波形，從波形上可以看出各ECU的信號(hào)傳輸波形，它們是以ETACS中設(shè)定的固定的順序傳送與接收，依次為柱開關(guān)—ECU—中央顯示器ECU—ETACS-ECU—前ECU—天窗ECU。從波形上也可以分析出各ECU是否處于正常的工作狀態(tài)。

a．SWS的正常波形：

b．柱開關(guān)-ECU失效時(shí)的SWS的波形：

c． DATA REG SIGNAL線失效時(shí)的SWS線波形：

d．前-ECU失效時(shí)的SWS線波形：

5 SWS的優(yōu)點(diǎn)

SWS的成本遠(yuǎn)低于CAN-BUS和LIN-BUS，而與傳統(tǒng)的整車布線與信號(hào)傳輸控制方式相比，整車成本也有明顯下降，同時(shí)SWS還具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：

5.1 大大地簡化了整車線束

在SWS中，一根總線上傳輸?shù)男盘?hào)可以被多個(gè)設(shè)備共享，從而大大地提高系統(tǒng)整體效率，減少車上的電線數(shù)量，縮小了線束的線徑，大大地簡化了整車線束。

5.2 提高了整車電氣線路的可靠性和安全性

該系統(tǒng)使整車電氣線路基本實(shí)現(xiàn)電子化，大部分無觸點(diǎn)化，從技術(shù)上講，無觸點(diǎn)化、電子化的線路其壽命是相當(dāng)長的，而且各類操作開關(guān)同電子控制器間的工作電流為毫安級(jí)的，這有利于延長各類操作開關(guān)的使用壽命。電子控制器均有過載保護(hù)的功能，不會(huì)出現(xiàn)由于電氣線路短路而燒毀電氣設(shè)備或引起線束起火的現(xiàn)象。這樣使得整車電氣線路的可靠性與安全性得到很大的提高。

5.3 提高了維修性

由于整車的可靠性和安全性得到很大的提高，而且SWS系統(tǒng)中還有差錯(cuò)診斷功能。且可利用汽車專用診斷儀MUT-III對SWS的數(shù)據(jù)進(jìn)行測試與診斷，大大方便了駕乘人員與維修人員對電氣系統(tǒng)的維護(hù)和故障檢修。

[1] 東南（福建）汽車工業(yè)有限公司.戈藍(lán)車維修手冊、菱紳車維修手冊[Z].

[2] 李紅波. 獵豹新型SUV汽車的智能線束系統(tǒng)[J].汽車電器,2003,(3): 13-15.

[3] 廣州周立功單行片機(jī)發(fā)展有限公司. CAN-bus現(xiàn)場總線應(yīng)用方案汽車電子篇[Z].

[4] 劉哲,何勇靈,衛(wèi)堯.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與汽車電子控制系統(tǒng)發(fā)展[J].汽車研究與開發(fā),2003(2):19-21.

The Application ofSmart Wiring System in the South East Sedan Series

Zeng Qiliang

(Southeast(Fujian) Automobile Industries Co., Ltd., Fuzhou 350119, China)

As automobile electronic devices increase, the scale of automobile wiring harnesses extends with smart wiring harnesses and other network control technology being developed. Four kinds of automobile network communication technologies for South East automobiles are presented. The composition of the smart wiring system, communication protocol, structural principles, signal transmission and control, and signal waveform detection are focused.

smart wiring system; communication framework; communication protocol; principle and application。