智能线束系统在东南系列轿车上的应用
东南（福建）汽车工业有限公司曾启亮
福特mustang
[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(Smart Wiring System智能线束系统)、LIN-BUS（Local Interconnect Network本地互联网络）、CAN-BUS B和CAN-BUS C（Controller Area Network-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。
表1各种通讯网络技术特征
通讯网络
SWS LIN-BUS CAN-BUS B CAN-BUS C 通讯带宽≤10kbps≤20kbps≤100kbps≤1000kbps 实际网速5kbps19.2kbps83.3kbps500kbps
低速网络，一般性的低端通信低速网络，用于非排放诊断及数
据传输量较少的一般用途通信
中速网络，用于非关键性独
立模块间数据共享的通信
高速网络，与安全性和排放控制
有关的实时性很强的系统
适用区域如车灯/车窗/中央显
示器等如车灯/车窗/中央显示器等如空调/仪表/防盗/安全气囊
等系统
如发动机/变速器/ABS系统等
通讯协议
三菱汽车标准国际通用标准：美国汽车工程师
协会(SEA)国际通用标准：美国汽车工
程师协会（SEA）
国际通用标准：美国汽车工程师
协会（SEA）
访问形式一主多从、固定轮询一主多从、固定轮询多重主（CSMA）互询多重主（CSMA）互询单线传输单线传输双线传输双线传输
接地电压或电瓶电压接地电压或电瓶电压CAN-H0v~4v CAN-H  2.5v~3.5v
物理层
CAN-L5v~1v CAN-L  2.5v~1.5v 应用车型戈蓝、菱绅蓝瑟翼神、君阁蓝瑟翼神蓝瑟翼神、戈蓝、君阁
2SW S的组成
2.1通讯框架（如图1）
研究论文
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注：ETAC S ：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 、多用途中央显示器等。这2个通讯组彼此连接，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 。2.2SW S 的EC U 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）。
表2
SW S 的功能与系统控制
功能
控制ECU 点火钥匙提醒器音调警报器功能ETACS-ECU
灯光提醒器音调警报器功能ETACS-ECU ，转向柱开关-EC U 安全带音调警报器功能ETACS-ECU 车门未关紧警告蜂鸣器ETACS-ECU 多功能中央显示屏操作音调ETACS-ECU
音调警报器
营转非捷达方向灯蜂鸣器
ETACS-ECU ，转向柱开关-EC U
尼桑逍客报价操作驾驶侧车门上锁钥匙头来将车门解锁
操作驾驶侧或前乘客侧车门的上锁开关来将车门上锁或解锁中央车门上锁系统
避免钥匙被留置于点火开关的提醒器
ETACS-ECU
电动窗
电动窗定时器功能ETACS-ECU
遥控中控锁危险响应功能遥控中控锁喇叭响应功能行李箱解锁功能遥控中控锁系统
上锁定时器机构
ETACS-ECU
天窗
天窗定时器与防夹功能ETACS-ECU ，天窗-ECU
间歇控制除雾雨刷控制
低速雨刷，高速雨刷控制挡风玻璃雨刷与冲洗器
冲洗器控制
ETACS-ECU ，前-EC U ，转向柱开关-ECU
尾灯头灯
头灯自动切断功能远光灯指示灯头灯与尾灯
日间行车灯功能
ETACS-ECU ，前-EC U ，转向柱开关-ECU
方向灯危险警告灯闪光器定时器
方向灯指示灯
ETACS-ECU ，前-EC U ，转向柱开关-ECU
雾灯雾灯功能
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雾灯指示灯
ETACS-ECU ，前-EC U ，转向柱开关-ECU
室内灯光控制功能室内灯自动切断功能安全带指示灯室内灯光
车门未关紧指示灯
ETACS-ECU
2.3SW S 的通讯协议（表3）
表3
SW S 的通讯协议
技术参数
技术要求网络形式总线拓扑结构传输介质
CAVS 线传输速度5kbps 代码形式见图2
Manchester 代码（曼彻斯特代码）
传输方式电压信号传输物理层
最大节点数
8
数据链见图3同步方式
位同步帧结构见图4
数据链层
差错诊断
CRC(循环冗余码校验),5位帧幅差错检测
通讯周期
40ms
注:CAVS 线——半刚性氯乙烯压缩汽车导线
(Compressed conductor Aut omobile Vi nyl Semi ri gid wi
re)
图2
通讯代码
图3
多路通讯数据链
注:SOM；报文开始（Start of Message ）
EOM：报文结束(End of Message)
CRC：循环冗余码校验(Cyclic Redundancy Check)
图4控制帧结构及数位
3SW S 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（Data REG Signal ）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（Data REG Signal ），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。
4SW S 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
研究论文
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开关—ECU —中央显示器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 ．DATA REG SIGNAL 线失效时的SWS
线波形：
d ．前-ECU 失效时的SWS福特蒙迪欧
线波形：
5SW S 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。参考文献
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发,2003(2):19-21.
Th e Applicat ion of Smar t Wir ing Syst em in the Sout h East Sedan Series
Zeng Qiliang
(Sout heast(Fuj ian)Automobile Industries Co.,Ltd.,Fuzhou 350119,China)
Abstr act:As automobile electronic devices increase,the scale of automobile wiring harnesses extends with smart wiring harnesses and other network control technology being developed.Four ki nds of automobile network communication
technologies for South East automobiles are presented.The composition of the smart wiring system,communi cation protocol,structural princi ples,signal transmission and control,and s i gnal waveform detecti on are focused.
Keywor ds:
smart
wi ring
sys t em;
communication
framework;
communi cation protocol;principle and application 。