|
從發動機電噴到自動變速器，從ABS到制動力分配,從GPS到自動導航,從電源管理到線傳操縱以及為提高舒適性而做的各種改進,使汽車電氣形成一個日益龐大、復雜的系統。另外，隨著近年來ITS的發展，以3G(GPS、GIS和GSM)為代表的新型電子通訊產品的出現，它對汽車的綜合布線和信息的共享交互提出了更高的要求,汽車總線技術的優勢便越來越突出。 1. 汽車總線技術的介紹 1) 概念 汽車總線系統實質上是通過某種通訊協議(如CAN)，將汽車內部的各個ECU節點聯結起來，從而形成一個汽車內部的局域網絡。節點根據自身的傳感器信息以及總線上的信息,完成預定的控制功能和動作，如燈光的開閉、電機啟停等,節點之間的通訊通過總線來實現。每個節點一般由MCU(或DSP等)、接口電路、總路線控制器、總線驅動器等構成。 2) 現狀 迄今為止，在汽車上已經出現了多種總線標準，從總線所實現的功能角度分，可分為兩類，一類是控制策略驅動的總線，如SAE的J1850、德國大眾的ABUS、博世的CAN、ISO11898和ISO11519、美國商用機器的AutoCAN、ISO的VAN、馬自達的PALMNET、以及用于低速場合的LIN等。另一類是以大量數據傳輸為目的的多媒體總線，如，IDB-C、IDB-1394、MOST、AMIC-C等。 下表匯總了汽車上的幾個主要網絡和總線的應用范圍及特點。 網絡 應用范圍 通訊速率 主要總線類型 動力總線網絡 發動機、ABS、自動變速箱等 500kbps 高速CAN 車身總線網絡 電動車窗、中控鎖、座椅、空調等 <125 kbps 低速CAN(歐)J1850(美) 多媒體總線網絡 導航、視頻等 5～100Mbps MOSTIDB-1394 由于歐美汽車有各自的總線標準，選用哪種總線成了總線開發時的第一個問題。亞洲汽車界尚在CAN和J1850之間猶豫，但傾向于CAN的趨勢已經越來越明顯。我國的汽車以歐洲車型為主，因此CAN總線和LIN總線應該是我國汽車總線發展的趨熱。 CAN總線是德國BOSCH公司在20世紀80年代初開發的一種串行數據通訊協議。它的短幀數據結構、非破壞性總線仲裁技術以及靈活的通訊方式使CAN總線具有很高的可靠性和抗干擾性，滿足了汽車對總線的實時性和可靠性的要求。 CAN遵循ISO/OSI的標準模型，但只規定了7層協議中的數據鏈路層，而應用層則留給用戶自己定義。到目前為止，在CAN的基礎上定義的高層協議有很多，其中影響較大的有：CAN Kingdom/ J1939/OSEK/ DeviceNet(AB)/ SDS(Honeywell)/ CAL/CAN Open(CiA)。 CAN總線的特點： a) 如果數據擴展以增加新的信息，只需升級軟件即可。 b) 控制單元對所傳輸的信息進行實時檢測，檢測到故障后存儲故障碼。 c) 使用小型控制單元及小型控制單元插孔可節省空間。 d) 使傳感器信號線減至最少，控制單元可做到高速數據傳輸。 e) CAN總線符合國際標準，因此可應用不同型號控制單元間的數據傳輸。 3) CAN在國內的應用情況 目前，國外的汽車總線技術已經成熟，且已在汽車上推廣。國內完全引進技術生產的奧迪A6車型已于2000年起采用總線替代原有線束，帕薩特B5、BORA、POLO、FIAT的Palio、Siena、哈飛賽馬等車型都不同程度地使用了CAN總線技術。此外，部分高檔客車、工程機械也都開始應用總線技術。 在客車行業，不少企業對總線技術非常感興趣，有些企業正在與高校或科研院所聯合開發，有些企業甚至已經搞出樣車，可以說，總線技術在客車上的應用會在近幾年內迅速展開。 4) 國內研發情況 國內在汽車總線技術上的研發剛剛起步，而且大都集中在高校和科研單位，尚沒有形成專業的技術開發公司，整體實力有待加強。汽車企業與相關研究單位聯合開展具有針對性的總線開發，以滿足國內汽車生產企業對總線技術的需求，同時培養自己的總線研發人才，是一種促進總線技術廣泛應用的雙贏策略。 2. 客車對總線技術的要求(含技術優勢、成本分析等) 轎車對總線技術的應用已較為普遍，使用總線技術的轎車是一般有2～4條總線系統，其是動力總線(發動機、自動變速箱、ABS)和舒適總線(中央控制器、四個門模塊)最為普遍，以下簡要介紹客車總線技術。 1) 客車總線系統要解決的問題 a) 由于客車車身長的特點，前后燈光線束問題是CAN總線系統首先要解決的問題； b) 大型客車中發動機后置情況較多，發動機與儀表板之間的信息傳遞造成了線束的大幅增加，因此實現儀表板節點與發動機節點之間的CAN通訊非常必要； c) 客車作為載客工具，智能化的空調管理功能非常重要； d) 電源管理和故障診斷也是客車CAN研究的重要內容。 2) 根據客車車身特點和急需解決的問題，將客車CAN系統分成以下幾個節點： 前燈光節點、后燈光節點、發動機節點、空調管理節點、儀表板節點。 結束語 汽車總線技術的推廣與應用，記錄儀標準的頒布與實施，必將促進我國汽車電子技術的發展，汽車生產企業應抓住這次機會，通過自主研發或與科研單位合作等方式，盡快掌握這兩項技術，提升產品的技術含量。隨著技術不斷成熟和成本不斷降低，它們的應用范圍將會越來越廣。 |
