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Grobe Einführung der Fahrzeugelektronik und Vernetzungssystem
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Technische Gemeinschaft der Chinesisch-Deutschen Automobilindustrie
Grobe Einführung der Fahrzeugelektronik und VernetzungssystemJiafei Peng
Braunschweig, 06.12.2009
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TG-CDA
Inhaltsverzeichnis
1. Fahraufgabe-Funktionen-Fahrzeugelektronik
2. Bus-Topologie
3. Bus Typen (CAN, LIN, FlexRay, MOST, Bluetooth)
4. Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
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Fahraufgabe-Funktionen-Fahrzeugelektronik
Seit Einzug der Mikroelektronik nimmt die Anzahl der Funktionen im Fahrzeug immer mehr zu.
Elektronik ist auch durch Einführung vielfältiger Funktionen ein wesentlicher Innovationstreiber im Fahrzeugbau geworden.
Insbesondere: Kommunikations- und InformationssystemenKomfort- und Fahrerassistenzsystemen
Für die Aufgabe sind 3 wesentliche Bereiche definiert:
a) Primäre FunktionenMotormanagement, Automatikgetriebe
b) Sekundäre FunktionenTemperatureinstellung, Radio
c) KomfortfunktionenTelematik- und Kommunikationsfunktionen (Navigation und Telefon)
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Übersicht 1
1 Steuergerät für Zusatzheizung2 Steuergerät für ABS mit EDS3 Steuergerät für Abstandsregelung4 Sendeeinheit im Radkasten für ReifendruckÜberwachung vorn links5 Steuergerät für Bordnetz6 Türsteuergerät Fahrerseite7 Steuergerät für Zugang und Startberechtigung8 Steuergerät im Schalttafeleinsatz9 Steuergerät für Lenksäulenelektronik10 Steuergerät für Telefon, TelematikSende- und Empfangsgerät für Telefon11 Motorsteuergerät12 Steuergerät für Climatronic13 Steuergerät für Sitzverstellung mit MemoryLenksäulenverstellung14 Steuergerät für NiveauregelungSteuergerät für LeuchtweitenregelungSteuergerät für ReifendrucküberwachungSteuergerät 2 für BordnetzSteuergerät Anzeige- und Bedieneinheit fürInformation vornDiagnose-Interface für DatenbusAntennen-Einlese-Einheit für schlüsselloseZugangsberechtigung
15 CD-Wechsler R41 CD-Rom-Laufwerk16 Türsteuergerät hinten links17 Steuergerät für Airbag18 Geber für Drehrate19 Türsteuergerät Beifahrerseite20 Steuergerät für Sitzverstellung mit Memory Beifahrer
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Übersicht 2
21 Türsteuergerät hinten rechts22 Sendeeinheit im Radkasten für ReifendruckÜberwachunghinten links23 Funkempfänger Standheizung24 Steuergerät für Navigation mit CD-LaufwerkSteuergerät für SpracheingabeSteuergerät für Digitales SoundpaketRadioTV-TunerDigital-Radio25 Sendeeinheit im Radkasten für ReifendruckÜberwachunghinten rechts26 Steuergerät für EinparkhilfeSteuergerät für Anhängererkennung27 Zentralsteuergerät für Komfortsystem28 Steuergerät für elektrische Park- und Handbremse29 Steuergerät für Energiemanagement
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Inhaltsverzeichnis
1. Fahraufgabe-Funktionen-Fahrzeugelektronik
2. Bus-Topologie
3. Bus Typen (CAN, LIN, FlexRay, MOST, Bluetooth)
4. Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
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Bus-Topologie Audi A6/05
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Bus-Topologie Audi Q7
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Inhaltsverzeichnis
1. Fahraufgabe-Funktionen-Fahrzeugelektronik
2. Bus-Topologie
3. Bus Typen (CAN, LIN, FlexRay, MOST, Bluetooth)
4. Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
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CAN
ungeschirmte verdrillte Zweidrahtleitung, Querschnitt 0,35 mm2.bis zu 1Mkbit/sCAN-Low: 100 kbit/sCAN-High: 500kbit/s CAN High
CAN Low
Aufbau eines CAN Data Frame’s
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CAN
CAN-KombiCAN-AntriebCAN-KomfortCAN-Abstandsregelung
MOST
Diagnose-CAN
Diagnose-Interface für Datenbus (Gateway)
Pin-Belegung am Diagnosestecker1 Klemme 154 Masse5 Masse6 CAN-Diagnose (High)7 K-Leitung14 CAN-Diagnose (Low)15 L-Leitung16 Klemme 30
CAN-Datenbus Diagnose dient dem Datenaustausch zwischen dem Diagnosegerät und der im Fahrzeug verbauten Steuergeräte.
Auslesen der Fehlerspeicherinhalte
Für die Diagnose ist weiterhin ein aktuellerStand der Basissoftware erforderlich
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LIN
Local Interconnect NetworkLIN-Master 1Steuergerät für Klimaanlage
LIN-Slave 1Frontscheibenheizung
LIN-Slave 3PTC-Zusatzheizerrechts
LIN-Slave 2Frischluftgebläse
LIN-Slave 4PTC-Zusatzheizerlinks
LIN-Slave 1Schiebedachmotor
– Dachmodul
LIN-Master 2Dachmodul vorn
1. Eindraht-Bus, 0,35 mm2, Abschirmung nicht notwendig, 1 - 20 Kbit/s
2. 1 LIN-Master und bis zu 16 LIN-Slave. 3. Schedule Table4. Die Diagnose der LIN-Slave erfolgt über
das LIN-Master.
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FlexRay
-. BMW und DaimlerChrysler-. konfigurierbare synchrone und asynchrone Übertragung mit hoher Bandbreite bis zu 10 Mbit/s.-. arbitrierungsfrei, unabhängig von der Buslast.-. FlexRay spezifiziert keinen konkreten Physical Layer, es sollen sowohl elektrische als auch optische
Übertragungsmedien unterstützt werden.
Anforderungen von FlexRay, CAN, LIN und MOST
Aufbau einer Nachricht in Flexray
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MOSTMedia Oriented Systems Transport
adressorientierte Botschaften an einen bestimmten Empfänger.Infotainment-Systembis zu 21,2 Mbit/sMOST-Transceiver: Transmitter und ReceiverLWL: von - 40 °C bis 85 °C GewährleistungTaktfrequenz: 44,1 KHz
4,4 Mbit/s
Ultraviolett Infrarot400 nm 650 nm
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Die Datenübertragungsrate beträgt bis zu 1 Mbit/s.Reichweite von zehn bis 100 Metern.Jedes Gerät hat eine weltweit einmalige 48-Bit-lange Adresse. bis zu 281 Billionen Geräten.Funkwellen Frequenzbereich von 2,40 bis 2,48 GHz.
Schnurloser Telefonhörer
Mobiltelefon
zukünftigeNutzungen
Notebook
Steuergerätfür Telefon
Aufnahme fürSchnurlos-Telefonhörer
Ein Piconet bietet Platz für maximal 8 aktive BluetoothTM-Geräte 256 nicht aktive Geräte.Jedes Gerät kann jedoch gleichzeitig mehreren Picozellen angehören.In jedem Piconet übernimmt ein Gerät die Master-Funktion:– Der Master baut die Verbindung auf.– Die anderen Geräte synchronisieren sich auf den Master.– Nur das Gerät, welches ein Datenpaket vom Master erhalten hat, darf eine Antwort senden.
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Inhaltsverzeichnis
1. Fahraufgabe-Funktionen-Fahrzeugelektronik
2. Bus-Topologie
3. Bus Typen (CAN, LIN, FlexRay, MOST, Bluetooth)
4. Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
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Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
1. Erfolgsdeterminanten der Entwicklung2. Handlungsoptionen3. Fraktale Spezifikation4. Spezifikationswerkzeuge
Bild: Wirkungsweise der Handlungsoptionen
Zur Beherrschung der aus vielfältiger Funktionen resultierenden Komplexität werden die fraktale Spezifikation und die methodische Grundlagen eingesetzt.
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Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
2. Handlungsoptionen
Wiederverwendung: • Vollständige Spezifikation• Modularisierte Spezifikation
Parallelisierung: • Modularisierte Spezifikation• Separierbare Arbeitspakete
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Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
3. Fraktale Spezifikation
Fraktale Spezifikationsstrukturen
Regel 1: Überschaubarkeit
Kolmogorov Theorie: Die wahrscheinlichste Erklärung von komplexen Systemen ist deren einfachste Beschreibung.
Regel 2: Wertigkeit
Regel 3: Separierbarkeit
Regel 4: Nachvollziehbarkeit
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Methodik zur Spezifikation von Elektronik im Fahrzeug
4. Spezifikationswerkzeuge
Die konsequente Einführung einer anforderungsgetriebenen Spezifikationsumgebung kann schon viele Schwierigkeiten bei der Spezifizierung elektronischer Systeme im Ansatz beheben. Entscheidend sind jedoch nicht die Werkzeuge, sondern die zugrunde gelegte Struktur.
Zur Umsetzung des fraktalen Spezifikationsgedankens ist eine geeignete Toolkette erforderlich.
NachvollziehbarkeitEinfrieren
