智能线束系统在东南系列轿车上的应用

[摘 要]随着汽车电子设备的增加,汽车线束也越来越庞大,智能线束等网络控制技术也应运而生.本文概要介绍东南汽车常用的4种汽车网络通讯技术,主要介绍其中的智能线束系统的组成、通讯协议、结构原理、信号传输与控制以及信号波形检测等.

[关 键 词]智能线束系统；通讯框架；通讯协议；原理与应用

1概述

随着消费者对汽车功能的需求越来越多,车用各种电气电子设备应用而生,其电控系统也变得日益复杂.新型汽车采用智能化的通讯技术可以让这些电子设备控制器之间的大量信息毫无阻挡地传输,并确保系统能协调地工作.

目前东南汽车采用SWS(SmartWiringSystem智能线束系统)、LIN-BUS（LocalInterconnectNetwork本地互联网络）、CAN-BUSB和CAN-BUSC（ControllerAreaNetwork-BUS控制局域网/总线技术）4种汽车网络通讯技术.CAN-BUS主要运用在动力系统、ABS系统等,要求传输速度快、实时性强；而LIN-BUS或SWS主要运用在一些辅助电气设备上（如表1）.汽车内各电控单元之间的通讯可根据通讯宽带和通讯速度的要求选择不同的通讯网络.基于整车成本与各系统通讯数据量及传输速度等实际需要考虑,东南汽车系列车型多采用多个通讯网络并存的方式来实现网络通讯.

2SWS的组成

2.1通讯框架（如图1）

注：ETACS：电子时间与警报控制系统

图1通讯框架

SWS利用通讯连接了ETACS-ECU、柱开关-ECU(在柱开关内)、前-ECU与天窗-ECU.

CAN利用通讯连接了ETACS-ECU、PCM、A/C-ECU、SRS-ECU、综合仪表、ABS-ECU、多用途显示器等.这2个通讯群组彼此连接,形成一个用于传送复合资料的专用网络.SWS是用单线连接各ECU的,而CAN是用双绞线连接各ECU.

2.2SWS的ECU功能与控制

车内各电子控制器接受汽车驾驶者的各种操作信号,再由ETACS-ECU通过总线与各电子控制器进行信息交互通讯与控制,从而使整个汽车所有设备系统进行智能管理与诊断报告（见表2）.

3SWS的工作原理

当需要控制一个或多个用电器时,可通过操作开关给对应的电子控制器一个或多个指令,经电子控制器内部电路处理后,调制出相应的一个或多个数据信号（即脉冲数据信号）,通过节点以资料框架的方式,在SWS数据线上进行传输、交换,各终端电子控制器接收数据,并检测识别,看与自身设定的控制信号是否相同,如相同,则立即触发内部电子开关操控用电器工作,否则不予理睬.每一笔资料框架都包含资料的开始码、顺位码、地址码、讯息码、信息控制长度码、检验码、结束码等,使得资料能准确无误地传输至需求的ECU上.

图5前大灯控制电路框图

SWS前大灯控制（如图5）：点火钥匙处于ON位置,前大灯开关ON或OFF信号经由柱开关-ECU调制成脉冲信号,以资料框架形式发送给前-ECU和ETACS-ECU,前-ECU接收到指令后控制前大灯点亮或关闭.如果前大灯在ON状态,当点火钥匙从ON转到ACC或LOCK位置,ETACS-ECU会发出信号让前大灯会持续点亮3min分钟后自动关闭,以避免电瓶放电.如在这3min之内驾驶侧车门被打开,灯光会在1s之后熄灭.

如果点火开关处于OFF状态,柱开关-ECU就会进入睡眠状态,此时ETACS-ECU向柱开关-ECU发出数据请求信号（DataREGSignal）以随时唤醒柱开关-ECU,使前大灯继续点亮.如果断了数据请求信号（DataREGSignal）,就无法唤醒柱开关-ECU,前大灯就会随着柱开关的ON/OFF而点亮/关闭.

如果点火开关在OFF状态时,数据请求信号线断了,此时打开前大灯开关,前大灯亮后即灭,是因为打开灯开关时,柱开关-ECU发现没有ETACS或KEY-ON的唤醒信号,因而继续睡眠,所有灯开关就无法维持ON的状态而熄灭.

如果点火开关处于LOCK,关闭所有用电设备并关上车门,约30s后ETACS-ECU也进入睡眠状态,SWS系统就没有的数据传输与交流,只有当某一开关被打开时ETACS-ECU立即被激活.

4SWS的检测与波形分析

（1）利用MUT-III专用诊断仪可以读取SWS系统的故障代码,也可利用MUT-III中的监测功能来监测各开关信号的ON/OFF状态,以方便SWS的检修.

（2）利用示波器可检测SWS数据线和数据请求信号线的波形,从波形上可以看出各ECU的信号传输波形,它们是以ETACS中设定的固定的顺序传送与接收,依次为柱开关―ECU―显示器ECU―ETACS-ECU―前ECU―天窗ECU.从波形上也可以分析出各ECU是否处于正常的工作状态.

a．SWS的正常波形：

b．柱开关-ECU失效时的SWS的波形：

c．DATAREGSIGNAL线失效时的SWS线波形：

d．前-ECU失效时的SWS线波形：

5SWS的优点

SWS的成本远低于CAN-BUS和LIN-BUS,而与传统的整车布线与信号传输控制方式相比,整车成本也有明显下降,同时SWS还具有以下突出的优点：

5.1大大地简化了整车线束

在SWS中,一根总线上传输的信号可以被多个设备共享,从而大大地提高系统整体效率,减少车上的电线数量,缩小了线束的线径,大大地简化了整车线束.

5.2提高了整车电气线路的可靠性和安全性

该系统使整车电气线路基本实现电子化,大部分无触点化,从技术上讲,无触点化、电子化的线路其寿命是相当长的,而且各类操作开关同电子控制器间的工作电流为毫安级的,这有利于延长各类操作开关的使用寿命.电子控制器均有过载保护的功能,不会出现由于电气线路短路而烧毁电气设备或引起线束起火的现象.这样使得整车电气线路的可靠性与安全性得到很大的提高.

5.3提高了维修性

由于整车的可靠性和安全性得到很大的提高,而且SWS系统中还有差错诊断功能.且可利用汽车专用诊断仪MUT-III对SWS的数据进行测试与诊断,大大方便了驾乘人员与维修人员对电气系统的维护和故障检修.