汽车上电子控制单元及电子元件越来越多,其电子控制技术包括燃油喷射系统、自动变速器、安全气囊、动力转向、电控悬架系统等。这些通信系统之间的通信和数据的共享,如果采用传统的布线方式,会使得汽车上电线的数目急剧增加。 大多数汽车使用了网络控制技术。 1.车载网络的发展： 随着汽车三大系统(动力系统、舒适系统、信息娱乐系统)中各种电控系统的不断增加,汽车电气系统形成一个复杂的大系统,并且都集中在驾驶室控制。从布线角度分析,传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式,相互之间少有联系,这样会有庞大的布线系统。 然而,驾驶室的空间是有限的,这样必然造成庞大线束与驾驶室内可用空间之间的矛盾。20世纪80年代末的汽车工业中,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通
信越来越复杂,同时意味着需要更多的信号连接线。博世公司和英特尔公司研制了专门用于汽车电气系统的总线-控制器局域网( Controller Area Network)规范,简称CAN。
提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通信而不断增加的信号线。于是设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件都可以被挂接在该总线上。到2000年以后,随着车载网络的进一步细分,低端的LIN网络产生。
2车载网络的类型：
目前车上主要车载网络基本情况如下所示。
按照系统的信息量、响应速度、可靠性等要求将车载网络系统分为A级、B级、C级、D级四类。
A级是面向传感器/执行器控制的低速网络,数据传输速率通常小于20kb/s,主要用于天窗、雨刮、空调、照明等控制。
B级是面向独立模块间数据共享的中低速网络,速率在30~125kb/s,主要用于车身电子舒适性模块、仪表显示等系统。
C级是面向实时性控制的中高速网络。速率在125kb~1Mb/s之间,主要用于牵引控制、发动机、自动变速器、ABS等系统。
D级是面向媒体传输的高速网络,速率在1Mb/s以上,主要用于导航、车载音响、车载电话等信息娱乐系统。
A级目前首选的标准是LIN总线;B级网络的国际标准是CAN总线;C级未来使用到具有高速实时传输特性的一些总线标准和协议,包括采用时间触发通信的X-by-Wire系统总线标准和用于安全气囊控制和通信的总线协议、标准;D级主要标准是DDB和MOST。
3.对汽车车载网络系统的要求：
①对传输速度要求不高,但要求性能稳定,可靠性高。
使用方便,制造成本低。
③线路简单,与应用系统一体化,实时性好。
使用环境温度范围要广,一般要求在-40~125℃。
⑤能够承受油、水、盐雾、尘土及可能遇到的化学腐蚀物质的影响。
⑥能承受机械振动、颠簸及冲击的影响。
能承受外部电磁干扰,且不能对环境造成电磁干扰。
⑧岀现可能的故障和误操作时,如反接、线头脱落、短路、断路及摩擦等,造成的损失应尽量小。
⑨发生故障时的保护措施或对安全的影响应充分考虑。
⑩安装与维护中的布线要合理、方便。
网上节点的增加与软硬件更换要方便。
4.汽车车载网络系统的功能：
①多路传输功能:为了减少车辆电气线束的数量,汽车车载网络系统可使部分数字信号通过共用传输线路进行传输。
“唤醒”和“休眠”功能:该功能用于减少在断开点火开关时蓄电池的额外消耗。
③失效保护功能:它包括硬件失效保护和软件失效保护两种功能。
故障自诊断功能:故障自诊断功能具有两种模式,即多路传输通信系统的自诊断模式和各系统输入线路的故障诊断模式,通过这两种模式既能对自身的故障进行自诊断,同时还能对其他系统及传输线路进行故障诊断。
