奔驰车系总线通信网络技术应用→汽车总线通信网络技术

下面以2019年生产的奔驰205型汽车为例，介绍总线通信网络技术。

（一）205型汽车的总线通信网络架构

为了满足车辆在安全性、舒适性、通信、诊断等方面的要求，205型汽车总线网络拓扑如图4-72～图4-74所示。

图4-72　205型汽车总线网络拓扑-1

图4-73　205型汽车总线网络拓扑-2

（二）控制器区域网络（CAN）

在205型汽车整车网络中包括以下控制器区域网络（CAN）。

1.车载智能信息系统（CAN A）

车载智能信息系统控制器区域网络用于在连接的音频设备之间进行数据交换，传输速率为250 kbit/s，网络拓扑如图4-75所示。

图4-74　205型汽车总线网络拓扑-3

图4-75　车载智能信息系统控制器区域网络拓扑

A26/17—主机；A40/8—音频/驾驶室管理及数据系统（COMAND）显示屏；A40/9—音频/驾驶室管理及数据系统（COMAND）控制面板；A105—触摸板；N72/1—上部控制面板控制单元；N72/4—左侧低位控制面板；N72/5—右侧低位控制面板。

1）网关控制单元

A26/17（主机）构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

2)LIN

在车载智能信息系统控制器区域网络中，有1组以A40/9为主控制器，N72/1、N72/4和N72/5等为从控制器的LIN E2局域互联网络。

2.车内控制器区域网络（CAN B）

车内控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为250 kbit/s，网络拓扑如图4-76所示。

1）网关控制单元

车内控制器区域网络通过N73网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

2)LIN

在车内控制器区域网络中，共有3组LIN局域互联网，具体如下：

（1）以N10/8为主控制器，N25/4、N25/5、N25/6、N25/17、N32/1及N32/2等为从控制器的LIN B28局域互联网；

图4-76　车内控制器区域网络拓扑

N73—电子点火开关控制单元；A98n1—全景式滑动天窗控制单元；A98/1—滑动天窗控制模块；N10/6前信号采集及促动控制模组（SAM）控制单元；N10/8—后信号采集及促动控制模组（SAM）控制单元；N22/1—智能气候控制控制单元；N26/3—防盗警报系统（ATA）/防拖车保护系统；N26/6—防盗警报系统（ATA）/防拖车保护系统；N28/1—挂车识别控制单元；N32/1—驾驶员座椅控制单元；N32/2—前排乘客座椅控制单元；N69/1—左前车门控制单元；N69/2右前车门控制单元；N69/3—左后车门控制单元；N69/5—无钥匙启动（KEYLESS-GO）控制单元；N121—行李箱盖控制（KDS）控制单元；N121/1—掀开式尾门控制单元；N22/6—后排控制单元；N26/9—专用车辆多功能控制单元；B38/2—带附加功能的雨量/光线感测器；N70—上方控制面板控制单元；N58/1—智能气候控制系统操作单元；A6n1—泊车加热器控制单元；N22/4—后排空调系统操作单元；A9/5—电动制冷剂压缩机；N25/4—前排乘客座椅加热器控制单元；N25/6—后排乘客座椅加热器控制单元；N25/17—前排座椅加热器控制单元；N32/1—驾驶员座椅控制单元；N32/2—前排乘客座椅控制单元。

（2）以N10/6为主控制器，B38/2和N70等为从控制器的LIN B13、LIN B16局域互联网；

（3）以N22/1为主控制器，N58/1、A6n1、N22/4及A9/5等为从控制器的LIN B8-2、LIN B8-3局域互联网络。

3.发动机控制器区域网络（CAN C）

发动机控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-77所示。发动机控制器区域网络通过N127、N3/9、N3/10等网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

图4-77　发动机控制器区域网络拓扑

N127—传动系统控制单元；N3/9—柴油共轨直接喷射系统（CDI）控制单元；N3/10—电控多端顺序燃料喷注/点火系统（ME-SFI[ME]）控制单元。

4.传动系控制器区域网络（CAN C1）

传动系控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-78所示。传动系控制器区域网络通过N127、N3/9或N3/10及N3/43等网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

图4-78　传动系控制器区域网络拓扑

N127—传动系统控制单元；N3/9—柴油共轨直接喷射系统（CDI）控制单元（柴油发动机）；N3/10—电控多端顺序燃料喷注/点火系统控制单元（汽油发动机）；N3/43—AMG悬挂控制单元；N40/1—发动机声音控制单元；A80—直接选挡智能伺服模块（变速箱722）；N89—自动变速箱油辅助机油泵控制单元；N118—燃油泵控制单元；Y3/8n4—全集成化变速箱控制单元；

5.诊断控制器区域网络（CAN D）

诊断控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-79所示。

图4-79　诊断控制器区域网络拓扑

N73—电子点火开关控制单元；N112/1—车载智能信息服务通信模块；N112/9—重量传感系统（WSS）控制单元；N123/4—紧急呼叫系统控制单元。

1）网关控制单元

诊断控制器区域网络通过N73网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

2)LIN

在诊断控制器区域网络中，有1组以N112/9为主控制器，N123/4为从控制器的LIN E2局域互联网络。

6.动态行驶控制器区域网络（CAN H）

动态行驶控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-80所示。动态行驶控制器区域网络通过N3/43与N30/4网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

图4-80　动态行驶控制器区域网络拓扑

N2/10—辅助防护系统控制单元；N3/43—AMG悬挂控制单元；N30/4—电控车辆稳定行驶系统控制单元。

7.用户界面控制器区域网络（CAN HM I）

用户界面控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-81所示。用户界面控制器区域网络通过A26/17、N73及N3/43网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

图4-81　用户界面控制器区域网络拓扑

A26/17—主机；N73—电子点火开关控制单元；N2/10—辅助防护系统控制单元；N3/43—AMG悬挂控制单元；A40/12—平视显示屏；A1—仪表盘；N66/2—后视摄像头控制单元；N88—轮胎压力监测器控制单元；A76—左前双向安全带紧急拉紧器；N148—360°摄像头控制单元；A76/1—右前双向安全带紧急拉紧器。

8.传动系感测器控制器区域网络（CAN I）

传动系感测器控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-82所示。传动系感测器控制器区域网络通过N3/9或N3/10网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

9.混合动力控制器区域网络（CAN L）

混合动力控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-83所示。混合动力控制器区域网络通过N127网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

10.外围设备控制器区域网络（CAN PER）

外围设备控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-84所示。

图4-82　传动系感测器控制器区域网络拓扑

N3/9—柴油共轨直接喷射系统（CDI）控制单元；N3/10—电控多端顺序燃料喷注/点火系统（ME-SFI[ME]）控制单元；N33/3—三元催化器加热器控制单元；N74—烟灰颗粒物感测器控制单元；N118/5—AdBlue®控制单元；N37/4—氮氧化物感测器控制单元；N37/7—柴油微粒滤清器下游的氮氧化物感测器控制单元；N37/8—选择性催化还原（SCR）催化转化器下游的氮氧化物感测器控制单元。

图4-83　混合动力控制器区域网络拓扑

N127—传动系统控制单元；N112/1—车载智能信息服务通信模块；N112/9 HERMES—控制单元；N123/4—紧急呼叫系统控制单元；N82/2—蓄电池管理系统控制单元；N83/5—充电器；N129/1—功率电子装置控制单元；H4/16—发声器；N83/1—直流/直流转换器控制单元。

图4-84　外围设备控制器区域网络拓扑

N73—电子点火开关控制单元；N127—传动系统控制单元；A40/11—平面探测多功能摄像头；B92/6—后保险杠右侧外部集成式雷达感测器；E1n9—左侧大灯控制单元；E2n9—右侧大灯控制单元；N128—电动泊车制动器控制单元；B92/11—后保险杠左侧外部集成式雷达感测器；A90—碰撞预防辅助系统；E1n7—左前LED外车灯促动模块；E2n7—右前LED车外照明促动模块。

1）网关控制单元

外围设备控制器区域网络通过N73、N127网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

2)LIN

外围设备控制器区域网络中，共有2组LIN局域互联网，具体如下：

（1）以E1n9为主控制器，E1n7为从控制器的LIN G2局域互联网络；

（2）以E2n9为主控制器，E2n7为从控制器的LIN G1局域互联网络。

11.雷达控制器区域网络（CAN S1、CAN S2）

雷达控制器区域网络用于在连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为500 kbit/s，网络拓扑如图4-85所示。雷达控制器区域网络通过N62/1网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。

图4-85　雷达控制器区域网络拓扑

N62/1—雷达感测器控制单元；B92/3—前保险杠左侧雷达感测器；B92/4—前保险杠右侧雷达感测器；B92/1—后部保险杠中央雷达感测器；B92/7—后保险杠右侧外部雷达感测器；B92/10—后保险杠左侧外部雷达感测器。

（三）拓展总线通信网络

1.底盘FlexRay

底盘FlexRay用于在彼此连接的控制单元之间进行数据交换，传输速率为10 Mbit/s，该部分内容参考项目三。

2.多媒体传输系统（MOST）

多媒体传输系统为光纤数据总线系统，通过光纤电缆将数据发送到所连接的信息系统、导航系统和通信系统。多媒体传输系统（MOST）的数据传输速率为22 Mbit/s，网络拓扑如图4-86所示。多媒体传输系统通过A26/17网关控制单元构成与其他总线系统相连的各控制单元之间的数据交换接口。(www.xing528.com)

图4-86　多媒体传输系统网络拓扑

A26/17—主机；A90/4—调谐器装置；N40/3—音响系统放大器控制单元。

3.以太网

车辆以太网入口用于将数据传输至主机，传输速率为100Mbit/s，具有100 Mbit/s的带宽，能够不用单独的DVD就可以对数字用户手册、主机和多媒体传输系统（MOST）部件进行设定。

（四）奔驰C200型汽车车道保持辅助系统功能介绍

1.车道保持辅助系统概述

车道保持辅助系统用于检测是否在无意中驶过车道标记，并在特定条件下通过在方向盘上触发振动向驾驶员发出触觉警告，平面探测多功能摄像头会以光学方式记录和处理跨越车道标记的行为。

2.车道保持辅助系统工作原理

1）驾驶员操作项

驾驶员可在仪表盘菜单中配置车道保持辅助系统的灵敏度，可选择以下操作模式：

（1）标准模式，系统的灵敏度增加，能够较早地发出警告，且较频繁；

（2）适中模式，系统的灵敏度降低，能够较迟地发出警告，且不是很频繁。

2）信息流

（1）仪表盘将所选操作模式信息通过CAN HMI、N73和CAN PER传输至A40/11。

（2）当车辆从虚线或实线附近或从其上驶过时，会立即通过振动方向盘向驾驶员发出警告，此后车辆由驾驶员转向返回车道，如图4-87所示。

图4-87　车道保持辅助系统工作原理

a—车辆位于车道中；b—车辆越过外侧车道标记时，会通过振动方向盘向驾驶员发出警告；c—车辆由驾驶员转向返回车道。

车道保持辅助系统根据车速工作，车速根据车轮转速信号计算得出。

如图4-88所示，ESP的控制单元N30/4通过底盘FlexRay、N73和CAN PER，将该信息传输至A40/11；N30/4控制单元还会将车轮转速信息通过底盘FlexRay、N73和CAN HMI，传输至A1。仪表盘计算要显示的车速，并将其通过CAN HMI、N73和CAN PER传输至A40/11。

3.车道保持辅助系统功能

车道保持辅助系统具有车道识别、驾驶员操作识别、控制干预识别及发出警告等功能。

1）车道识别

（1）功能要求。

①发动机运转或传动系统运行时，车道保持辅助系统综合考虑驾驶员的操作，并决定何时发出警告。

②车道保持辅助系统功能启用的“辅助”。

图4-88　车道保持辅助系统信息流

（2）信息流。

N3/10将“发动机运转”或“传动系统运行”信号通过CAN C1和CAN PER传输至A40/11。

（3）车道识别的附加功能要求。

①两侧均存在可识别的车道标记（无建筑工地标记、模糊不清的标记，无积雪，未被遮挡等）。

②存在两条分道线。

③车道识别的功能顺序。

平面探测多功能摄像头安装在挡风玻璃顶部中央，以固定的扫描率记录车道画面，并使这些画面可以被集成式控制单元使用，如图4-89所示。

图4-89　多功能摄像头进行车道识别

平面探测多功能摄像头根据两种不同的运算法则计算，并使用该数据生成安全车道。同时，计算车辆在车道中的相对位置，主动式车道保持辅助系统的所有测量都从该位置开始，当没有车道标记或标记不可见时（如由于脏污或积雪），或路面和车道标记间的对比度过低或存在高亮度的眩光时，不会发出车道信息。

如果交通车道上有多个标志，则始终以内部标志作为参考点。如果两种车道运算法则的结果匹配，且存在数个标记（如在施工现场），则车道保持辅助系统可能不会发出警告。如果路面上的柏油接缝处被识别为道路标记，则警告会受到抑制。

2）驾驶员操作识别

在以下情形中提示驾驶员操作，会抑制待定的警告。

（1）明显地主动转向（转向干预）、制动或加速。

①转向信号信息流。

转向运动由方向盘转角传感器记录。N80直接读取来自方向盘转角传感器的信号，然后将方向盘转角的相关信息通过底盘FlexRay、N73和CAN PER传输至A40/11。

②制动信息流。

ESP控制单元N30/4通过底盘FlexRay，将制动信息传输至A40/11。

③加速信息流。

N3/10将有关油门踏板位置的信息通过CAN C1、N127和CAN PER传输至A40/11；N80直接读取组合开关的开关位置，并将其通过底盘FlexRay、N73和CAN PER传输至A40/11。

（2）抄近角。

①加速度/横摆率信息流。

加速度/横摆率由集成在N2/10中的加速度传感器进行检测，N2/10将相应数值通过CAN H发送至ESP的控制单元N30/4。N30/4对数据进行评估，然后通过底盘FlexRay、N73和CAN PER将其传输至A40/11。

②抑制待定的警告域值。

如果平面探测多功能摄像头检测到车辆主动抄近角，以大于3°的角度或者大于4m/s2的横向加速度驶过车道标记，就会发出抑制待定的警告。

3）控制干预识别

位于驾驶员附近以及在操作时会影响驾驶员注意力的控制器会受到监测，检测到控制干预时，车道保持辅助系统会认为驾驶员精力分散。

（1）控制干预由平面探测多功能摄像头评估。

警告阈值根据控制的促动频率进行调节，即车道保持辅助系统会提前并可能更加频繁地发出警告。当车辆位于车道标记附近或跨越车道标记时，会立即输出主动警告。

（2）监测及控制。

①音频系统控制；

②舒适型功能控制；

③定速巡航控制杆；

④转向柱调节开关（装配记忆组件/代码275）；

⑤多功能方向盘左侧按钮组或多功能方向盘右侧按钮组；

⑥驾驶员侧电动车窗和外部后视镜调节开关组（仅监测外部后视镜调节）；

⑦车内照明控制；

⑧车内照明灯自动功能按钮；

⑨左前阅读灯按钮；

⑩右前阅读灯按钮。

4）对音频系统的控制干预

可通过COMAND控制面板操作音频系统，对COMAND控制面板的控制干预由A26/17通过CAN A接收，A26/17将有关对音频系统的控制干预信息通过CAN HMI、N73和CAN PER传输至A40/11。

5）对舒适型功能的控制干预

N80通过底盘FlexRay、N73和CAN PER，将有关定速巡航控制杆、转向柱调节开关和多功能方向盘按钮组的控制干预信息发送至A40/11。N135直接读取多功能方向盘按钮组的控制信号，并将其通过转向LIN传输至N80。N69/1通过LIN读取驾驶员侧电动车窗和外部后视镜调节开关组的控制信号，并将其通过CAN B、N73和CAN PER发送至A40/11。

6）车内照明控制干预

N70直接读取车内照明灯自动功能按钮和前部阅读灯按钮的状态，然后将其通过车顶的LIN传输至SAM的控制单元N10/6，N10/6通过CAN B、N73和CAN PER，将其发送至A40/11。

7）发出警告的附加功能要求

（1）平面探测多功能摄像头的车道识别；

（2）识别到驾驶安全系统干预，如电控车辆稳定行驶系统（ESP®）进行的干预，具体如下：

①车速为60～200 km/h；

②弯道半径大于150m；

③识别到车道偏离；

（3）发出警告的功能顺序。

集成在多功能方向盘中的方向盘振动马达发出触觉警告，A40/11将促动方向盘振动马达的请求通过CAN PER、N73和底盘FlexRay传输至N80，N80将该请求通过转向机构LIN传输至方向盘电子装置，后者随后促动方向盘振动马达，方向盘振动马达被持续促动时间为1.5 s。触觉警告的强度与车速匹配，以避免高速行驶时来自悬挂的可察觉影响。如果不再满足触发条件或检测到驾驶员操作（制动、加速、转向或发出转向信号），则警告受到抑制。在标准操作模式下，当满足以下必要条件时，触觉警告受到抑制：

①检测到转向信号（警告在一段时间内受到抑制）；

②识别到驾驶安全系统干预，如电控车辆稳定行驶系统（ESP®）进行的干预；

③剧烈加速期间（如强制降挡）；

④在强制动期间；

⑤在快速转向运动期间（如在规避操作或快速变道期间）；

⑥检测到抄近角。

抑制之后（驾驶员操作，不满足触发条件），在标准模式下约3 s后，在“自适应”（Adaptive）模式下约5 s后，发出转向信号10 s后，才能更新警告显示。

通过车道识别和当前车辆位置，平面探测多功能摄像头识别到弯道并推断出“抄近角”。在达到确定的横向加速度之前，系统不发出有关抄近角的警告，平面探测多功能摄像头通过CAN PER接收相应的警告抑制信息。如果检测到“抄近角”，警告会延迟直至达到规定的阈值（取决于车速的横向加速度），随后发出警告。