汽车电子控制技术.docx

车载网络技术的发展现状及趋势
在计算机网络系统中，将多种信息混合或交叉通过一个通信信道传送的方式称为多路传输。将多路传输技术应用于汽车上，可以实现：=1\*GB3①简化布线，降低成本；=2\*GB3②电控单元之间交流更加简单和快捷；=3\*GB3③传感器数目减少，实现信息资源共享；=4\*GB3④提高汽车总体运行可靠性。随着汽车电子装置和电控单元的不断增多，利用数据总线构建车载网络系统，实现多路传输已经称为必然趋势。
=1\*GB4㈠车载网络系统的特点：
汽车网络信息传输方式是利用数据总线将汽车上的各个功能模块(电控单元等)连结起来,形成汽车信息传输网络系统。发送数据和控制信号的功能模块将数据和控制信号以编码的方式发送在同一根总线上,接收数据或控制信号的功能模块通过解码获得相应的数据和控制命令(或某个开关动作)。总线每次只传送一个信息,多个信息分时逐个(串行)传输。其传输特点如下:
1)由于用一根总线替代了多根导线,减少了导线的数量和线束的体积,简化了整车线束,使线路成本和质量都有所下降。
2)由于减少线路和节点,使信号传输的可靠性得以提高,并提高了整车电气线路的工作可靠性。
3)改善了系统的灵活性,通过系统软件即可实现控制系统功能变化和系统升级。
4)网络结构将各控制系统紧密连接,达到数据共享的目的,各控制系统的协调性可进一步提高。
5)可为诊断提供通用的接口,利用多功能测试仪对数据进行测试与诊断,方便了维修人员对电子系统的维护和故障检修。
=2\*GB4㈡网络技术在汽车上的应用：
网络技术在汽车上主要用于动力传动系统、安全系统、车身系统和信息系统
1)动力传动系统
在动力传动系统内,利用网络将发动机舱内的电控单元连接起来,实现诸如车辆行驶、停车与转弯等功能时,需要高速网络。动力传动系统电控单元的固定位置比较集中,节点数量也有限制。动力CAN数据总线连接3个电控单元,即发动机电控单元、ABS电控单元及自动变速器电控单元(动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等电控单元)。总线可以同时传递10组数据,即发动机电控单元5组、ABS电控单元3组和自动变速器电控单元2组。数据总线以500kbit/s速率传递数据,每一数据组传递大约需要0.25ms,每一电控单元7~20ms发送一次数据。其顺序为ABS电控单元、发动机电控单元、自动变速器电控单元。在动力传动系统中,数据传递应尽可能快,以便及时利用数据,所以需要一个高性能的发送器,高速发送器会加快点火系统间的数据传递,使接收到的数据立即应用于下一个点火脉冲。CAN数据总线连接点通常置于电控单元外部的线束中,在特殊情况下,连接点也可能设在发动机电控单元内部。
2)安全系统
安全气囊根据多个传感器的信息进行工作,因此使用的节点数会较多。对此要求系统成本低、通信速度快,且通信可靠性高。
3)车身系统
与动力传动系统相比,车上各处都配置有车身系统的部件。因此,线束变长,易受到干扰,应尽量降低通信速度,以提高抗干扰能力。在车身系统中,与性能(通信速度)相比,更注重于成本,目前常采用直连总线及辅助总线。舒适CAN数据总线连接5个电控单元,包括中央电控单元及4个车门电控单元,实现中央门锁、电动窗、照明开关、后视镜加热及自诊断等5种控制功能。电控单元的各条传输线以星状形式汇聚一点,如果一个电控单元发生故障,其他电控单元仍可发送各自的数据。该系统使经过车门的导线数量减少,线路简单。如果线路中某处出现对搭铁短路、对正极短路或线路间短路,CAN会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行。4个车门电控单元都由中央电控单元控制,只需较少的自诊断线。数据总线以62.5kbit/s速率传递数据,每一组数据传递约需要1ms,每个电控单元20ms发送一次数据。优先权顺序为:中央电控单元、驾驶员侧车门电控单元、前排乘客侧车门电控单元、左后车门电控单元、右后车门电控单元。由于舒适系统中的数据可以用较低的速率传递,所以发送器性能比动力传动系统发送器的性能要求低。
4)信息系统
信息系统通信总线应具有容量大、通信速度高等特点。因此,通信媒体逐渐采用光纤,而取代以往使用的铜线。除上述系统外,还有面向21世纪的控制系统、高速车身系统及主干网络等。为此,将会有不同的网络并存,要求网络之间可以互相连接,也可以断开。为了实现即插即用,将各个局域网与总线相连,根据汽车的平台选择并建立所需要的网络。
国际著名汽车制造商和零部件供应商于20世纪80年代就致力于汽车网络技术的研究与应用，迄今已推出多种网络标准，如CAN、J1850、VAN、MOST等。最初车载网络只有高档汽车中才采用，而且多为各厂商自行研制的通信协议。到90年代初，协议的研发到了相对成熟的阶段，车身舒适系统、动力系统和娱乐信息