汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文范文(2)
汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文范文篇二
現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用探析
摘 要:現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用大幅降低了線束使用量,提高了汽車控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,有利于整車的裝配和后期的維護(hù)?,F(xiàn)代車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括控制器局域網(wǎng)、局部連接網(wǎng)絡(luò)、多媒體定向系統(tǒng)傳輸、線控技術(shù)、D2B總線技術(shù)等,經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)形成比較成熟的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該文探討了車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用,并對線控技術(shù)和光纖技術(shù)在現(xiàn)代汽車車載網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:汽車 車載網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用 探析
中圖分類號:U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(b)-0000-00
在傳統(tǒng)汽車中,控制信息的交換是依靠開關(guān)、繼電器等電子器件之間的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)?,點(diǎn)與點(diǎn)傳輸需要使用電線束,電氣信號的種類也僅限于模擬信號和開關(guān)信號。隨著汽車自動化程度的提高,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的最大問題是電器接插件數(shù)量的激增,電器接插件容易存在接觸不良等問題,使整個汽車的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅降低,不僅增大了裝配和維修的難度,同時也加大了汽車的整車成本[1]。為了解決汽車自動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,以期推動車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。
1 常見的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
車載網(wǎng)路技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用大幅的簡化了汽車線路,降低了線束的用量,同時車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也提高了信息傳輸?shù)乃俣?,增?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)需要通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信號的解析交換,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]。
控制器局域網(wǎng)(CAN)是國際上應(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)字信號代替了之前的模擬信號,滿足了汽車對低速網(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、無線設(shè)備、車載電話等。由于使用的是塑料光纖,其信號比較可靠,維護(hù)也比較簡單。
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,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)能通過傳感器感知車輪的轉(zhuǎn)向角度,通過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。線控制動系統(tǒng)通過導(dǎo)線也能對汽車制動情況進(jìn)行感知,使汽車制動系統(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)是針對汽車多媒體和通信需求開發(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,容易受到廣播、電磁等其他信號的干擾,為了避免其他信號的干擾,在工程實(shí)踐應(yīng)用中通常采用降低通信速度來解決,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完成信號的傳遞。
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、四個車門的控制單元和車前車后各有一個控制單元等七個控制單元,實(shí)現(xiàn)對中控門鎖、電動車窗、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。
動力傳動系統(tǒng)作為汽車控制系統(tǒng)的核心,需要對汽車的啟動、運(yùn)行、停止、拐彎等進(jìn)行監(jiān)測和控制,這對數(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)代汽車的動力CAN數(shù)據(jù)總線一般連接發(fā)動機(jī)、ABS/EDL和自動變速器三塊電腦,CAN數(shù)據(jù)總線能同時傳輸10組數(shù)據(jù),在動力傳動系統(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,所以對通信速度和傳輸可靠性要求較高。
信息系統(tǒng)是近年來在汽車上應(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
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間長,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系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛使用,未來在汽車的遠(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),能有效滿足動力傳輸系統(tǒng)對數(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,必將在未來的汽車控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用。同時,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)動機(jī)實(shí)時控制、車輛狀態(tài)監(jiān)測和通斷負(fù)載的開關(guān)控制等方面有重要的應(yīng)用。
4 結(jié)語
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。
參考文獻(xiàn)
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