车载网络总体布局如图5-8-1所示。
1.总线系统的改进。
以各种形式参与数据通信的控制单元/传感器/执行元件的数量更多了。最引人注目的是大量的LIN总线用户,它们是连接在供电控制单元J519上的。这主要是现在空调的控制也是由J519的功能实现的。这就是说,在奥迪A8(车型4N)上不再安装单独的空调控制单元。因此,诊断地址码“00008也就不再用于空调系统。这方面的所有诊断功能均可通过供电控制单元的诊断地址码“0009”来实现。
图5-8-1中的拓扑结构并不是实际联网情形,尤其是 FlexRay总线更是如此。LIN总线用户也是这样的,图5-8-1中有时将多个LIN总线从控制器归到一起,这是为了看着更清楚。
在空调伺服电机或者车内灯模块方面,图5-8-1中仅象征性标出一个LIN总线用户,而实际上是连接有很多LIN总线从控制器。表5-8-1给出了奥迪A8(车型4N)上使用的总线系统一览。
2. LVDS。
这种数据传输的特点是采用相对很小的电平( Low Voltage)。与高速CAN总线一样，也是分析电平差。在LVDS上,这个电平大约是0.3V。LVDs的典型应用是操控液晶显示屏。在奥迪A8(车型4N)上,LVDS线用于信息电子控制单元11794、组合仪表内控制单元以及两个MMI触屏之间的图像数据传递。
LVDS线与 FlexRay线类似,也有外保护层,但与 FlexRay线不同的是,LvDs线的这个保护层不但用于对抗机械应力和潮湿,还用于屏蔽电磁干扰源。
如果损坏,必须整体更换LVDS线。
3.以太网。
以太网技术是专门为局域数据网(LANs2)而开发的,因此该技术又常被称作LAN技术。以太网的数据传送速率(带宽)根据情况在10Mbt/s~100Gbit/s之间。德国奥迪公司使用的是所谓的快速以太网,其数据传送速率是100Mbit/s,它在奥迪A8(车型4N)上用于车辆诊断仪和网关之间的通信,也用于信息电子控制单元1J794和驾驶员辅助系统控制单元J1121之间的通信。
车辆诊断仪和网关之间这种快速数据传递可大大降低控制单元的参数配置或者升级所需要的时间。信息电子控制单元11794和驾驶员辅助系统控制单元J121之间的以太网连接用于J121的快速升级,为此需要将带有所需数据的SD卡插入J794并通过以太网线来传递这些数据。这个传递过程比先将数据传至网关再通过 FlexRay总线传至Jl21要快得多。
4.FlexRay。
奥迪A8(车型4H)已经采用了 FlexRay这种新型数据总线系统,该总线也用在很多后续车型上,现在也用在了奥迪A8(车型4N)上。
采用 Flexray总线的目的,是为了满足将来车上的联网方面的高要求,特别值得提到的是:与CAN总线相比,数据传输速率要高得多,且可靠性也高很多,车辆的行驶动态控制方面和很多驾驶员辅助系统方面的各种复杂系统都要用到这些特点(图5-8-2)。
FlexRay总线的特点如下。
①电气双线式总线系统。
②数据传输速率最高为10Mbit/s。
③数据传输有三个信号状态。
a.“ldle”—空闲,两根线的电压均为2.5V。
b.“Data0”—数据0,正极线电平低,负极线电平高。
c.“Data1”—数据1,正极线电平高,负极线电平低。
④“主动”星型拓扑结构(网关)。
⑤实时能力。
⑥能实现分布式控制和使用与安全相关的系统。
FlexRay线也是双绞线,这与CAN线是一样的。根据车辆的型号和制造年份不同,FlexRay线可能有保护层,也可能没有保护层。
原则上, FlexRay线在修理时是可以分段更换的,请注意未绞接长度1和无保护层长度2(图5-8-3)。
由于在拓扑总图上无法展现出 FlexRay控制单元的实际布置情况,因此图5-8-4展示的是控制单元在各个 FlexRay支路上的分布情况。此处展示的是奥迪A8(车型4N)配备齐全时的所有控制单元。与 FlexRay总线常见的情况一样,连接在某分支末端的控制单元,都配备有一个94的电阻。中间的控制单元带有一个2.6kΩ电阻。
Flexray技术可实现在一个支路上使用两个通道,这在以前的奥迪车型上是无法实现的。这两个通道分别用字母“A”和“B”来命名。第二个通道可提供的功能:发送冗余数据,以便能更好地保证可靠性或使可传输的数据量增倍。
在奥迪A8(车型4N)上,“通道B”用于增大可传递的数据量。若同一个控制单元连接到两个通道上,那么该控制单元的诊断数据是通过“通道A”来传递的。如果支路的某个通道出现故障,比如 FlexRay线短路,那么车辆诊断仪上会显示出是哪个通道出问题,这样也就可以有针对性地去检查相应的控制单元或者导线。
由于 FlexRay总线采用的是时间控制的数据传递,因此该网络由所谓的“冷启动”控制单元来启动(图5-8-5)。
在奥迪A8(车型4N)上,下面这些就是所谓的“冷启动”控制单元:
①数据总线诊断接口J533;
②ABS控制单元J104;
③安全气囊控制单元J234。
5.光纤数据总线。
奥迪A8(车型4E)是第一款配备光纤数据总线(MOST总线)的奥迪车型,准确地说,该车配备的是MOST25。
该数据总线系统的名字源自“ Media Oriented Systems Transport(MOST) Cooperation”,该组织包括了很多汽车生产厂家及其零部件供货商以及软件公司,它们合力创造出种统一的快速数据传递系统。
Media Oriented Systems Transport”的意思是面向媒体的系统传输。这就是说:该总线系统与CAN数据总线是不同的,它是把面向地址的信息发送到特定的接收器上。
奥迪车上把这个总线系统用于信息娱乐系统内部的数据传递。MOST25的数据传输速率约为25Mbit/s。
MOST150最早是用在奥迪A3(车型8V)上,现在A8(车型4N)也受益于这种MOST技术的发展,目前的数据传输速率已达MOST25的6倍。为了应对这种技术发展形势,必须对MOST部件做各种修改。比如,发射和接收单元—光纤收发器(FOT)就必须要修改。
其他部件,比如光纤插头、光纤或者控制单元插头,都与MOST25上是相同的。
6.系统管理器。
奥迪A8(车型4N)上最多可以在MOST环形路上装有6个控制单元(第一次包括前挡风玻璃投影控制单元),顺序如下：
①信息电子控制单元11794;
②组合仪表内控制单元J285;
③前挡风玻璃投影控制单元J898;
④DVD换碟机R161;
⑤TV调谐器R78;
⑥数字音响包控制单元J525。
在奥迪A8(车型4N)上,信息电子控制单元1J794除了当MOST总线的系统管理器外,还承担诊断管理器的作用,而在奥迪A8(车型4H)上,诊断管理器是数据总线诊断接口J533、与其他奥迪车上的MOST总线一样,这些控制单元用一根断环诊断线彼此连接在一起,该线只用于出现故障时做断环诊断。
7.断环诊断。
断环诊断线,顾名思义就是仅在MOST通信出现故障时进行诊断用(图5-8-6)。
控制单元之间的数据传输与断环诊断线是无关的。
8.光纤代用控制单元VAS 6778。
断环诊断流程与以前的MOST总线系统是相同的。但是,奥迪A8(车型4N)上的检查表必须通过诊断地址码005F从车辆诊断仪中调用。
虽然断环诊断流程保持不变,但是若MOST150光纤出现故障,因控制单元内的发射和接收单元有所变化,因此使用的工具也有所变化,现在要使用光纤代用控制单元VAS6778(图5-8-7)。
