文档介绍：汽车上的电气线束
随着人们对汽车安全性、舒适性、经济性以及排放清洁性等要求的日益严格,汽车的功
能越来越多,汽车上的电气线束也越来越复杂,例如,一辆轿车的线束中会有几百个线束插
件,导线总长度能达到1千多米。
由于汽车上控制单元的数量不断增加,线束正在向网络化的方向发展,而且线束由传递
普通信号的功能扩展到大量数据信息的传递。汽车制造技术的发展也促进了汽车线束的发展,
各种先进材料不断被引入到线束的制造中,例如光纤以其传输速度快、体积小以及抗干扰能
力强等优点,已经被宝马公司等一些汽车制造商作为传统线束的替代品。
传统电气线束
电气线束是汽车电路的主体,传统的汽车线束是由金属线、绝缘外皮、连接插件以及包
裹胶带等组成。汽车线束内的导线有不同的截面积,它们允许负载的电流值不同,分别用于
不同功率的用电设备。一般来讲,,,
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导线多用于转向灯, 导线多用于前大灯,主电源线多为 ~ 导线。
整车线束分为主线束和分支线束。主线束按照汽车各大系统或总成分类,分为发动机线
束、照明线束和仪表线束等。主线束又有多条分支线束,例如发动机线束可以分为点火系统
线束和喷油系统线束等,照明线束可以分为前大灯线束和后尾灯线束等,线束与线束之间以
及线束与电气元件之间一般采用塑料插件连接。
整车主线束大多以仪表板为中心,向车身前后延伸,这样线束又可以按照布置位置分为
车头线束(发动机、前大灯等)、车尾线束(后尾灯、牌照灯等)、顶棚线束(车门、顶灯等)
以及地板线束(座椅电脑、燃油箱传感器等)。线束多孔连接插头上大多有数字或字母,以标
明导线连接的对象,单根导线也有不同的颜色,维修人员可以根据这些标志并参考电路图进
行检修。导线根据绝缘外皮的颜色分为单色线和双色线,双色线上的颜色分为主色和辅色,
不同颜色的导线用于不同的用途,例如单黑色导线多用于搭铁,单红色导线多用于电源线。
CAN总线数据传输系统
随着汽车上电气元件越来越多,线束也越来越复杂,线束出现故障的几率也随之提高。
为了解决这个问题,汽车设计人员在不断进行线束简化,很多汽车引入了CAN总线数据传
输系统。
(1)CAN总线汽车行驶时,各系统控制单元之间需要不断进行数据交换(图3),
这就需要一个良好的数据传递方式。目前CAN总线系统广泛用于控制单元之间的数据传输,
例如发动机控制单元、变速器控制单元以及巡航系统控制单元之间的数据传输。
按照传统线束设计,2个控制单元之间有几个信号传递就需要几条信号传输线,这样就
会使控制单元针脚数增加和线路复杂。CAN总线是控制单元区域网络(Controll
er work)系统,属于多路传输系统。与传统线束相比,多路传输系
统大大减少了导线和插件数目,使线束布置更加简化。
使用了CAN总线的汽车,无论各控制单元之间传递的信息量有多大,每个控制单元都
只需要引出2条双向数据线共同接在2个节点上,这2条双向数据线就称为CAN总线。
(2)CAN协议为了使各控制单元能够从CAN总线中识别出自己需要的信息,并
提供信息到CAN总线,各控制单元必须遵守相同的通讯协议,这就是CAN协议。在CA
N协议的规范下,大量的信息在双绞线、同轴电缆或光导纤维等介质的CAN总线内高速传
递。
(3)CAN总线的特点数据总线与其他部件组合在一起就成了数据传输系统,CA
N总线的特点如下。①CAN总线符合国际标准,便于不同的控制单元间进行数据高速
传输,即使控制单元是不同厂家生产。②利用最少的传感器信号线来传递多用途的传感器信
号。③控制单元和控制单元插脚最小化应用,从而节省更多的有限空间。④如果系统需要增
加新的功能,仅需升级软件即可。⑤通过控制单元和辅助安全措施对传递信息的持续检查,
可以达到最低的故障率。⑥各控制单元对所连接的CAN总线进行实时监测,如出现故障该
控制单元会存储故障码。
(4)CAN总线传输系统的构成在CAN总线传输系统中,每个控制单元内部都增
加了一个CAN控制器,一个CAN收发器,每个控制单元外部都连接了2条CAN总线,
在系统中还有2个控制单元分别附加有1个数据传输终端。
①CAN控制器。接收控制单元中微处理器发出的数据,处理数据并传给CAN收发器。
同时CAN控制器也接收收发器的数据,处理并传给微处理器。
②CAN收发器。是一个发送器和接收器的组合,它将CAN控制器提供的数据转化为
电信号并通过数据总线发送出去,同时它也接收总线数据,并将数据传到CAN控制器。
③数据传输终端。它是一个电阻器,作用是避免数