車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與維修論文
隨著汽車功能的不斷豐富和發(fā)展,各種電子控制系統(tǒng)在車輛上的應(yīng)用與日俱增,傳統(tǒng)的線路連接方式已經(jīng)無(wú)法滿足電氣系統(tǒng)日益豐富的要求,由此,車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與維修論文，供大家參考。
車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與維修論文范文一：現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探析
在傳統(tǒng)汽車中,控制信息的交換是依靠開(kāi)關(guān)、繼電器等電子器件之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)?點(diǎn)與點(diǎn)傳輸需要使用電線束,電氣信號(hào)的種類也僅限于模擬信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)。隨著汽車自動(dòng)化程度的提高,使用的電子器件數(shù)量也在快速的增加,這種依靠電線束帶來(lái)的最大問(wèn)題是電器接插件數(shù)量的激增,電器接插件容易存在接觸不良等問(wèn)題,使整個(gè)汽車的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅降低,不僅增大了裝配和維修的難度,同時(shí)也加大了汽車的整車成本[1]。為了解決汽車自動(dòng)化程度提高和控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的矛盾,20世紀(jì)80年代,業(yè)界引入了車載網(wǎng)絡(luò),使用車載網(wǎng)絡(luò)降低線束的使用量,能提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對(duì)于控制整車的成本也具有積極的作用[2]。筆者結(jié)合自身的工作實(shí)踐,對(duì)現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了分析和探討,以期推動(dòng)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。
1常見(jiàn)的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
車載網(wǎng)路技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用大幅的簡(jiǎn)化了汽車線路,降低了線束的用量,同時(shí)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也提高了信息傳輸?shù)乃俣?增強(qiáng)了汽車控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性[3]。不同的汽車制造商發(fā)展了很多的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù),不同類型的車載網(wǎng)絡(luò)需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信號(hào)的解析交換,使不同的網(wǎng)絡(luò)類型能夠相互協(xié)調(diào),保證車輛各系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)[4]?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(CAN)是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)總線之一,其數(shù)據(jù)信息傳輸速度最大可達(dá)1Mbit/s,采用雙絞線作為傳輸介質(zhì),屬于中速網(wǎng)絡(luò),在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中能向控制器局域網(wǎng)中接入很多的電子器件,大幅降低線束用量,目前控制器局域網(wǎng)主要應(yīng)用于汽車電子信息中心、故障診斷等,具有較高的抗電磁干擾特性,在汽車整車中多應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元、ABS電控單元、組合儀表電控單元等[5]。局部連接網(wǎng)絡(luò)(LIN)信息傳輸速度較低為20Kbit/s,它屬于低速網(wǎng)絡(luò),在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中常作為一種輔助總線,輔助CAN總線工作,其訪問(wèn)方式為單主多從,目前主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向盤、車門、座椅、空調(diào)系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等。局部聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)之處在于數(shù)字信號(hào)代替了之前的模擬信號(hào),滿足了汽車對(duì)低速網(wǎng)絡(luò)的需求。多媒體定向系統(tǒng)傳輸具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速度,在低成本的條件下棋數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)24.8Mbit/s,采用塑料光纜作為傳輸介質(zhì),屬于高速網(wǎng)絡(luò),主要應(yīng)用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度較高的汽車多媒體系統(tǒng),例如連接車載導(dǎo)航器、無(wú)線設(shè)備、車載電話等。由于使用的是塑料光纖,其信號(hào)比較可靠,維護(hù)也比較簡(jiǎn)單。線控技術(shù)最初源于航空航天領(lǐng)域,線控技術(shù)使用電子器件將控制單元和執(zhí)行器連接起來(lái),大大減少了機(jī)械連接裝置和液壓連接裝置的使用。線控技術(shù)屬于高速網(wǎng)絡(luò),在汽車的安全性系統(tǒng)中有重要應(yīng)用,線控系統(tǒng)能通過(guò)傳感器感知車輪的轉(zhuǎn)向角度,通過(guò)ECU判斷并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,提高了車輪轉(zhuǎn)向的安全性。線控制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)線也能對(duì)汽車制動(dòng)情況進(jìn)行感知,使汽車制動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)的速度和感知靈敏度得到大幅度提高。D2B總線技術(shù)是針對(duì)汽車多媒體和通信需求開(kāi)發(fā)的一種車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù),采用光纖為傳輸介質(zhì),傳輸速度快,屬于高速網(wǎng)絡(luò),可連接多媒體設(shè)備、語(yǔ)音電控單元等。D2B總線技術(shù)使用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,應(yīng)用范圍廣,傳輸信號(hào)穩(wěn)定性強(qiáng),不受電磁、廣播、輻射等干擾。
2車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
車身系統(tǒng)的部件分布在汽車裝置的各處,如果使用線束則線束較長(zhǎng),容易受到廣播、電磁等其他信號(hào)的干擾,為了避免其他信號(hào)的干擾,在工程實(shí)踐應(yīng)用中通常采用降低通信速度來(lái)解決,由于車身系統(tǒng)組成復(fù)雜,使用了大量的人機(jī)接口的模塊,相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量也比較大,通信速度控制難度不大,但是會(huì)提高汽車整車的組裝成本,目前車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在車身系統(tǒng)的應(yīng)用主要是利用直連總線和輔助總線來(lái)完成信號(hào)的傳遞。控制器局域網(wǎng)(CAN)的數(shù)據(jù)總線上一般連接有中央控制單元、四個(gè)車門的控制單元和車前車后各有一個(gè)控制單元等七個(gè)控制單元,實(shí)現(xiàn)對(duì)中控門鎖、電動(dòng)車窗、照明、空調(diào)系統(tǒng)等部件的控制。其網(wǎng)絡(luò)形式為星狀形式,單一控制單元的故障不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用,其他控制單元仍能夠收發(fā)數(shù)據(jù),提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)作為汽車控制系統(tǒng)的核心,需要對(duì)汽車的啟動(dòng)、運(yùn)行、停止、拐彎等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度有較高的要求,需要使用高速網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代汽車的動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線一般連接發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL和自動(dòng)變速器三塊電腦,CAN數(shù)據(jù)總線能同時(shí)傳輸10組數(shù)據(jù),在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中要求數(shù)據(jù)傳遞盡可能的快,所以常使用高性能的發(fā)送器,以便于點(diǎn)火系統(tǒng)間數(shù)據(jù)高速度傳輸。安全系統(tǒng)是指汽車的安全氣囊啟動(dòng)系統(tǒng),目前已成為小型汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置,安全系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)駕乘人員的有效保護(hù),必須要多外界的碰撞等突發(fā)情況做出快速的反應(yīng),由于汽車的安全氣囊設(shè)置較多,感知外界碰撞強(qiáng)度的碰撞傳感器也較多,所以對(duì)通信速度和傳輸可靠性要求較高。信息系統(tǒng)是近年來(lái)在汽車上應(yīng)用較多的新技術(shù),主要是為了滿足駕乘人員的車載電話、音響、倒車?yán)走_(dá)、多媒體等功能的使用,由于需要的通信容量大、速度快,所以一般使用光纖,其傳輸速度能有效滿足汽車信息系統(tǒng)的要求。
3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1汽車線控技術(shù)的發(fā)展
汽車線控技術(shù)的應(yīng)用有效解決了傳統(tǒng)的機(jī)械連接和液壓連接反饋時(shí)間長(zhǎng),裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn),使用線控技術(shù)可以有效的減少液壓和機(jī)械控制裝置,提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈敏度,有利于為汽車的重新設(shè)計(jì)和布局優(yōu)化提供空間。目前線控技術(shù)在汽車控制和汽車制動(dòng)系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛使用,未來(lái)在汽車的遠(yuǎn)程控制、防抱死等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮積極的作用。
3.2汽車光纖技術(shù)的發(fā)展
汽車光纖技術(shù)具有通信容量大、傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),能有效滿足動(dòng)力傳輸系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸高速度的要求,能滿足信息系統(tǒng)傳輸容量大的需要,必將在未來(lái)的汽車控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用。同時(shí),光纖傳輸技術(shù)允許有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較高的信噪比,在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)控制、車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)和通斷負(fù)載的開(kāi)關(guān)控制等方面有重要的應(yīng)用。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用符合汽車自動(dòng)化、智能化和節(jié)能化的發(fā)展方向,提高了汽車控制系統(tǒng)的靈敏度和穩(wěn)定性,為汽車的布局優(yōu)化和重新設(shè)計(jì)提高了空間,并且大大降低了整車制造成本,提升了現(xiàn)代汽車的技術(shù)水平。
車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與維修論文范文二：汽車車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
摘 要：車載網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代汽車電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分：一是通訊部分，二是網(wǎng)絡(luò)管理部分。自20世紀(jì)80年代末以來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，并在此特定的應(yīng)用領(lǐng)域顯示出其影響和優(yōu)勢(shì)，如：控制器局域網(wǎng)(CAN)、車載局域網(wǎng)(VAN)、局域網(wǎng)互聯(lián)(LIN)、過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線(PROFIBOS)等，其中CAN總線和LIN總線是汽車電子控制中應(yīng)用最廣泛的總線。按照汽車網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)屬于局域網(wǎng)、總線型結(jié)構(gòu)。由于它要傳輸?shù)男畔级绦。髮?shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高，因而要求網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次小，以有利于提高實(shí)時(shí)性和降低受干擾的概率。本文就車載網(wǎng)絡(luò)形成的必要性及其應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)地分析，以便更好地理解新一代汽車電子控制系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：車載網(wǎng)絡(luò) 車身系統(tǒng) 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 安全系統(tǒng) 信息系統(tǒng)
一 CAN總線簡(jiǎn)介
CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是由ISO定義的串行通訊總線，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)車載各電控單元之間的信息交換，形成車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， CAN數(shù)據(jù)總線又稱為CAN—BUS總線。它具有信息共享，減少了導(dǎo)線數(shù)量，大大減輕配線束的重量，控制單元和控制單元插腳最小化，提高可靠性和可維修性等優(yōu)點(diǎn)。
CAN總線是由德國(guó)BOSCH公司為了解決汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)出的一種串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、非破壞性總線仲裁技術(shù)以及靈活的通信方式適應(yīng)了汽車實(shí)時(shí)性和可靠性的要求，己經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898)，其應(yīng)用范圍也從最初的汽車電控逐步擴(kuò)展到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，成為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。
CAN被設(shè)計(jì)作為汽車環(huán)境中的微控制器通信，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。其工作采用單片機(jī)作為直接控制單元，用于對(duì)傳感器和執(zhí)行部件的直接控制。每個(gè)單片機(jī)都是控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一輛汽車不管有多少塊電控單元，不管信息容量有多大，每塊電控單元都只需引出兩條導(dǎo)線共同接在節(jié)點(diǎn)上，這兩條導(dǎo)線就稱作數(shù)據(jù)總線(Bus)。CAN數(shù)據(jù)總線中數(shù)據(jù)傳遞就像一個(gè)電話會(huì)議，一個(gè)電話用戶就相當(dāng)于控制單元，它將數(shù)據(jù)“講入”網(wǎng)絡(luò)中，其他用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)“接聽(tīng)”數(shù)據(jù)，對(duì)這組數(shù)據(jù)感興趣的用戶就會(huì)利用數(shù)據(jù)，不感興趣的用戶可以忽略該數(shù)據(jù)。
一個(gè)由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)，但實(shí)際應(yīng)用中，所掛接的節(jié)點(diǎn)數(shù)目會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性或延遲時(shí)間的限制。使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的前提是，各電控單元必須使用和解讀相同的“電子語(yǔ)言”，這種語(yǔ)言稱“協(xié)議”。汽車電腦網(wǎng)絡(luò)常見(jiàn)的傳輸協(xié)議有多種，為了并實(shí)現(xiàn)與眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換，就必須制定標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。隨著CAN在各種領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，1991年9月Philips Semiconductors制定并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范(Version 2.0)。該技術(shù)包括A和B兩部分。2.0A給出了CAN報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)格式，而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種格式。1993年11月ISO頒布了道路交通運(yùn)輸工具—數(shù)據(jù)信息交換—高速通信局域網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898，為控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化鋪平了道路。美國(guó)的汽車工程學(xué)會(huì)SAE 2000年提出的J 1939，成為貨車和客車中控制器局域網(wǎng)的通用標(biāo)準(zhǔn)。
二 LIN 車用總線的介紹
局域網(wǎng)互聯(lián)(LIN)是用于汽車分布式電控系統(tǒng)的一種新型低成本串行通信系統(tǒng)，它是一種基于UART的數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)的單線12V的總線通信系統(tǒng)，主要用于智能、傳感器和執(zhí)行器的串行通信，而這正是CAN總線的帶寬和功能所不要求的部分。由于目前尚未建立低端多路通信的汽車標(biāo)準(zhǔn)，因此LIN正試圖發(fā)展成為低成本的串行通信的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。LIN的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的基于多路解決方案的低端SCI，同時(shí)將降低汽車電子裝置的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費(fèi)用。LIN采用低成本的單線連接，傳輸速度最高可達(dá)20kb/s，對(duì)于低端的大多數(shù)應(yīng)用對(duì)象來(lái)說(shuō)，這個(gè)速度是可以接受的，它的媒體訪問(wèn)采用單主、多從的機(jī)制，不需要進(jìn)行仲裁。從節(jié)點(diǎn)中不需要晶體震蕩器而能進(jìn)行自同步，這極大地減少了硬件平臺(tái)的成本。
三 MOST 車用總線的介紹
面向媒體的系統(tǒng)傳輸(Media Oriented Systems Transport，MOST)是在汽車制造商和供應(yīng)商中越來(lái)越受推崇的一種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它提供了一個(gè)可以管理所有多媒體設(shè)備的單個(gè)界面，能夠處理針對(duì)不同目標(biāo)的多個(gè)數(shù)據(jù)流，而不失和諧。
MOST 系統(tǒng)是利用光導(dǎo)纖維作為信息傳導(dǎo)媒介，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的傳輸。首先各控制元件將電磁脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為光脈沖信號(hào)，傳送到光纖上，而后相應(yīng)的接收電腦又將光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換回電磁脈沖信號(hào)，從而完成相應(yīng)的控制功能。由于MOST 系統(tǒng)的高傳輸速率，因此它可以做到只用兩根光纖即可同時(shí)傳遞多路信號(hào)。
MOST網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)：高速 靈活 抗干擾 成本低
四 FlexRay 車用總線的介紹
FlexRay是一個(gè)為車載應(yīng)用系統(tǒng)高層網(wǎng)絡(luò)和“線控”系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的通信標(biāo)準(zhǔn)。它的最大特點(diǎn)就是在提高數(shù)據(jù)傳輸率的條件下，能夠滿足汽車安全要求的可靠性指標(biāo)。FlexRay利用兩條獨(dú)立的物理線路進(jìn)行通信，每條線路的數(shù)據(jù)速率為10Mb/s。兩條通信線路主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余，因此消息傳輸具有容錯(cuò)能力，也可以利用兩條線路來(lái)傳輸不同的消息，以使數(shù)據(jù)吞吐量可以加倍。
TTP/C和FlexRay比較：
在總線訪問(wèn)方式上，TTP/C和FlexRay都提供了時(shí)間觸發(fā)和事件觸發(fā)方式，它們都能滿足未來(lái)的“線控”(X-by-wire)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求，但FlexRay在事件觸發(fā)方面，其節(jié)點(diǎn)共享決定了其靈活性更好。
從成本方面來(lái)考慮，初始價(jià)格FlexRay不占優(yōu)勢(shì)，但是生產(chǎn)商在后期組裝線上節(jié)約的時(shí)間和金錢以及用戶維護(hù)成本的下降，將使得FlexRay在TTP/C的競(jìng)爭(zhēng)上具有優(yōu)勢(shì)。
FlexRay具有以下特點(diǎn)：
1.最大數(shù)據(jù)傳輸率為10Mb/s，還可更高一些。FlexRay網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以有四種形式，即：總線式星形網(wǎng)、星形總線混合式及多個(gè)星形串接式。
2. 一個(gè)有故障耐受能力的系統(tǒng)必須保證網(wǎng)上成員不能將系統(tǒng)阻斷。網(wǎng)絡(luò)上的物理故障，例如：短路，可以將出問(wèn)題的網(wǎng)絡(luò)分支封閉，故障的封閉由獨(dú)立事件控制。
3.整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)總體時(shí)鐘，每一個(gè)控制單元有一個(gè)局部時(shí)鐘，F(xiàn)lexRay系統(tǒng)有一個(gè)特定的控制算法，使網(wǎng)絡(luò)中每一單個(gè)節(jié)點(diǎn)的局部時(shí)鐘與總體時(shí)鐘同步，利用偏移修正和時(shí)間修正這兩種方法與總體時(shí)鐘同步。
FlexRay的車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
FlexRay的重要應(yīng)用之一是線控操作(如線控轉(zhuǎn)向、線控剎車等)，即利用容錯(cuò)的電氣/電子系統(tǒng)取代機(jī)械/液壓部分。線控操作包括從轉(zhuǎn)向到剎車和加速等所有汽車控制應(yīng)用互連技術(shù)，它可以補(bǔ)充并將最終代替目前的機(jī)械和液壓解決方案。就總體器件和組裝來(lái)說(shuō)，采用電子系統(tǒng)比采用機(jī)械和液壓部件成本更低。另外，F(xiàn)lexRay的高數(shù)據(jù)速率使它非常適合于汽車骨干網(wǎng)絡(luò)。
五 車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分類
車載網(wǎng)絡(luò)按照應(yīng)用加以劃分，大致可以分為4個(gè)系統(tǒng)：車身系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、信息系統(tǒng)。
1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)
在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模塊的位置比較集中，可固定在一處，利用網(wǎng)絡(luò)將發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)設(shè)置的模塊連接起來(lái)。在將汽車的主要因素—跑、停止與拐彎這些功能用網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)時(shí)，就需要高速網(wǎng)絡(luò)。
動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線一般連接3塊電腦，它們是發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL及自動(dòng)變速器電腦(動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表等電腦)。總線可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7~20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS/EDL電控單元→發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元→自動(dòng)變速器電控單元。
在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)盡可能快速，以便及時(shí)利用數(shù)據(jù)，所以需要一個(gè)高性能的發(fā)送器，高速發(fā)送器會(huì)加快點(diǎn)火系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞，這樣使接收到的數(shù)據(jù)立即應(yīng)用到下一個(gè)點(diǎn)火脈沖中去。CAN數(shù)據(jù)總線連接點(diǎn)通常置于控制單元外部的線束中，在特殊情況下，連接點(diǎn)也可能設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元內(nèi)部。
2.車身系統(tǒng)
與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相比，汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件。因此，線束變長(zhǎng)，容易受到干擾的影響。為了防干擾應(yīng)盡量降低通信速度。在車身系統(tǒng)中，因?yàn)槿藱C(jī)接口的模塊、節(jié)點(diǎn)的數(shù)量增加，通信速度控制將不是問(wèn)題，但成本相對(duì)增加，對(duì)此，人們正在摸索更廉價(jià)的解決方案，目前常常采用直連總線及輔助總線。
舒適CAN數(shù)據(jù)總線連接一般連接七個(gè)控制單元，包括中央控制單元、車前車后各一個(gè)受控單元及四個(gè)車門的控制單元。舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞有七大功能：中控門鎖、電動(dòng)窗、照明開(kāi)關(guān)、空調(diào)、組合儀表、后視境加熱及自診斷功能?？刂茊卧母鳁l傳輸線以星狀形式匯聚一點(diǎn)。這樣做的好處是：如果一個(gè)控制單元發(fā)生故障，其他控制單元仍可發(fā)送各自的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使經(jīng)過(guò)車門的導(dǎo)線數(shù)量減少，線路變得簡(jiǎn)單。如果線路中某處出現(xiàn)對(duì)地短路，對(duì)正極短路或線路間短路，CAN系統(tǒng)會(huì)立即轉(zhuǎn)為應(yīng)急模式運(yùn)行或轉(zhuǎn)為單線模式運(yùn)行。
數(shù)據(jù)總線以62.5Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)傳遞大約需要1ms，每個(gè)電控單元20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)椋褐醒肟刂茊卧?rarr;駕駛員側(cè)車門控制單元→前排乘客側(cè)車門控制單元→左后車門控制單元→右后車門控制單元。由于舒適系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以用較低的速率傳遞，所以發(fā)送器性能比動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送器的性能低。
整個(gè)汽車車身系統(tǒng)電路主要有三大塊：主控單元電路、受控單元電路、門控單元電路。
主控單元按收開(kāi)關(guān)信號(hào)之后，先進(jìn)行分析處理，然后通過(guò)CAN總線把控制指令發(fā)送給各受控端，各受控端響應(yīng)后作出相應(yīng)的動(dòng)作。車前、車后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求執(zhí)行，并把執(zhí)行的結(jié)果反饋給主控端。門控單元不但通過(guò)CAN總接收主控端的指令，還接收車門上的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入。根據(jù)指令和開(kāi)關(guān)信號(hào)，門控單元會(huì)做出相應(yīng)動(dòng)作，然后把執(zhí)行結(jié)果發(fā)往主控單元。
(1)安全系統(tǒng)
這是指根據(jù)多個(gè)傳感器的信息使安全氣囊啟動(dòng)的系統(tǒng)，由于安全系統(tǒng)涉及到人的生命安全，加之在汽車中氣囊數(shù)目很多，碰撞傳感器多等原因，要求安全系統(tǒng)必須具備通信速度快、通信可靠性高等特點(diǎn)。
(2)信息系統(tǒng)
信息系統(tǒng)在車上的應(yīng)用很廣泛，例如車載電話、音響等系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)信息系統(tǒng)通信總線的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒體一般采用光纖或銅線，因?yàn)榇藘煞N介質(zhì)傳輸?shù)乃俣确浅？?，能滿足信息系統(tǒng)的高速化需求。
五、CAN總線技術(shù)在汽車中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)
利用CAN總線構(gòu)建一個(gè)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有：
(1)總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級(jí)、節(jié)點(diǎn)容量等技術(shù)問(wèn)題
(2)高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸
(3)確定最大傳輸時(shí)的延時(shí)大小
(4)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)技術(shù)
(5)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和故障診斷功能
(6)實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間特性
(7)安裝與維護(hù)中的布線
(8)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加與軟硬件更新(可擴(kuò)展性)
采用車載網(wǎng)絡(luò)可減少線束尺寸和質(zhì)量、降低成本、減少連接器的數(shù)量，同一款車同等配置下，可以大大簡(jiǎn)化汽車線束;可以進(jìn)行設(shè)備之間的通信，豐富功能;通過(guò)信息共享，減少傳感器信號(hào)的重復(fù)數(shù)量。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車上得到了廣泛應(yīng)用，預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，該技術(shù)將在汽車上得到普及。
參考文獻(xiàn)
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