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從發(fā)動(dòng)機(jī)電噴到自動(dòng)變速器，從ABS到制動(dòng)力分配,從GPS到自動(dòng)導(dǎo)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(jìn),使汽車電氣形成一個(gè)日益龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)。另外，隨著近年來(lái)ITS的發(fā)展，以3G(GPS、GIS和GSM)為代表的新型電子通訊產(chǎn)品的出現(xiàn)，它對(duì)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(shù)的優(yōu)勢(shì)便越來(lái)越突出。 1. 汽車總線技術(shù)的介紹 1) 概念 汽車總線系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)某種通訊協(xié)議(如CAN)，將汽車內(nèi)部的各個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)，從而形成一個(gè)汽車內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的傳感器信息以及總線上的信息,完成預(yù)定的控制功能和動(dòng)作，如燈光的開閉、電機(jī)啟停等,節(jié)點(diǎn)之間的通訊通過(guò)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)一般由MCU(或DSP等)、接口電路、總路線控制器、總線驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)成。 2) 現(xiàn)狀 迄今為止，在汽車上已經(jīng)出現(xiàn)了多種總線標(biāo)準(zhǔn)，從總線所實(shí)現(xiàn)的功能角度分，可分為兩類，一類是控制策略驅(qū)動(dòng)的總線，如SAE的J1850、德國(guó)大眾的ABUS、博世的CAN、ISO11898和ISO11519、美國(guó)商用機(jī)器的AutoCAN、ISO的VAN、馬自達(dá)的PALMNET、以及用于低速場(chǎng)合的LIN等。另一類是以大量數(shù)據(jù)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(gè)主要網(wǎng)絡(luò)和總線的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)。 網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用范圍 通訊速率 主要總線類型 動(dòng)力總線網(wǎng)絡(luò) 發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS、自動(dòng)變速箱等 500kbps 高速CAN 車身總線網(wǎng)絡(luò) 電動(dòng)車窗、中控鎖、座椅、空調(diào)等 <125 kbps 低速CAN(歐)J1850(美) 多媒體總線網(wǎng)絡(luò) 導(dǎo)航、視頻等 5～100Mbps MOSTIDB-1394 由于歐美汽車有各自的總線標(biāo)準(zhǔn)，選用哪種總線成了總線開發(fā)時(shí)的第一個(gè)問(wèn)題。亞洲汽車界尚在CAN和J1850之間猶豫，但傾向于CAN的趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯。我國(guó)的汽車以歐洲車型為主，因此CAN總線和LIN總線應(yīng)該是我國(guó)汽車總線發(fā)展的趨熱。 CAN總線是德國(guó)BOSCH公司在20世紀(jì)80年代初開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。它的短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、非破壞性總線仲裁技術(shù)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(duì)總線的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。 CAN遵循ISO/OSI的標(biāo)準(zhǔn)模型，但只規(guī)定了7層協(xié)議中的數(shù)據(jù)鏈路層，而應(yīng)用層則留給用戶自己定義。到目前為止，在CAN的基礎(chǔ)上定義的高層協(xié)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(diǎn)： a) 如果數(shù)據(jù)擴(kuò)展以增加新的信息，只需升級(jí)軟件即可。 b) 控制單元對(duì)所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)到故障后存儲(chǔ)故障碼。 c) 使用小型控制單元及小型控制單元插孔可節(jié)省空間。 d) 使傳感器信號(hào)線減至最少，控制單元可做到高速數(shù)據(jù)傳輸。 e) CAN總線符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此可應(yīng)用不同型號(hào)控制單元間的數(shù)據(jù)傳輸。 3) CAN在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況 目前，國(guó)外的汽車總線技術(shù)已經(jīng)成熟，且已在汽車上推廣。國(guó)內(nèi)完全引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)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(shù)。此外，部分高檔客車、工程機(jī)械也都開始應(yīng)用總線技術(shù)。 在客車行業(yè)，不少企業(yè)對(duì)總線技術(shù)非常感興趣，有些企業(yè)正在與高校或科研院所聯(lián)合開發(fā)，有些企業(yè)甚至已經(jīng)搞出樣車，可以說(shuō)，總線技術(shù)在客車上的應(yīng)用會(huì)在近幾年內(nèi)迅速展開。 4) 國(guó)內(nèi)研發(fā)情況 國(guó)內(nèi)在汽車總線技術(shù)上的研發(fā)剛剛起步，而且大都集中在高校和科研單位，尚沒(méi)有形成專業(yè)的技術(shù)開發(fā)公司，整體實(shí)力有待加強(qiáng)。汽車企業(yè)與相關(guān)研究單位聯(lián)合開展具有針對(duì)性的總線開發(fā)，以滿足國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)總線技術(shù)的需求，同時(shí)培養(yǎng)自己的總線研發(fā)人才，是一種促進(jìn)總線技術(shù)廣泛應(yīng)用的雙贏策略。 2. 客車對(duì)總線技術(shù)的要求(含技術(shù)優(yōu)勢(shì)、成本分析等) 轎車對(duì)總線技術(shù)的應(yīng)用已較為普遍，使用總線技術(shù)的轎車是一般有2～4條總線系統(tǒng)，其是動(dòng)力總線(發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速箱、ABS)和舒適總線(中央控制器、四個(gè)門模塊)最為普遍，以下簡(jiǎn)要介紹客車總線技術(shù)。 1) 客車總線系統(tǒng)要解決的問(wèn)題 a) 由于客車車身長(zhǎng)的特點(diǎn)，前后燈光線束問(wèn)題是CAN總線系統(tǒng)首先要解決的問(wèn)題； b) 大型客車中發(fā)動(dòng)機(jī)后置情況較多，發(fā)動(dòng)機(jī)與儀表板之間的信息傳遞造成了線束的大幅增加，因此實(shí)現(xiàn)儀表板節(jié)點(diǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)點(diǎn)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(diào)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(nèi)容。 2) 根據(jù)客車車身特點(diǎn)和急需解決的問(wèn)題，將客車CAN系統(tǒng)分成以下幾個(gè)節(jié)點(diǎn)： 前燈光節(jié)點(diǎn)、后燈光節(jié)點(diǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)點(diǎn)、空調(diào)管理節(jié)點(diǎn)、儀表板節(jié)點(diǎn)。 結(jié)束語(yǔ) 汽車總線技術(shù)的推廣與應(yīng)用，記錄儀標(biāo)準(zhǔn)的頒布與實(shí)施，必將促進(jìn)我國(guó)汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)抓住這次機(jī)會(huì)，通過(guò)自主研發(fā)或與科研單位合作等方式，盡快掌握這兩項(xiàng)技術(shù)，提升產(chǎn)品的技術(shù)含量。隨著技術(shù)不斷成熟和成本不斷降低，它們的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越廣。 |
