總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

【文章摘要】
隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的總線技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)于汽車內(nèi)部空間要求以及汽車整體結(jié)構(gòu)空間的要求，通信速度更快、通信質(zhì)量更高、成本更低、對(duì)周圍環(huán)境變化抵抗能力更高以及自身空間結(jié)構(gòu)更為集成的總線技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前汽車電氣系統(tǒng)中的主流發(fā)展趨勢(shì)，汽車的電子化以及網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車技術(shù)整體發(fā)展實(shí)力的重要標(biāo)志之一，而在當(dāng)前階段，總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)呈現(xiàn)出多種多樣的發(fā)展趨勢(shì)，為汽車電氣系統(tǒng)提供了多樣化的選擇。本文將對(duì)總線技術(shù)的主要內(nèi)容進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的多類型選擇應(yīng)用進(jìn)行具體的分析和討論。
【關(guān)鍵詞】
總線技術(shù)；汽車電氣系統(tǒng)；多種類型； 具體應(yīng)用
從較為專業(yè)的層次來(lái)講，總線是一種描述電子信號(hào)傳輸新路的結(jié)構(gòu)形式，是一類信號(hào)線的集合，是實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)備與母系統(tǒng)設(shè)備之間良好有效的通信傳輸?shù)墓�共通道。而汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術(shù)，指的就是在汽車內(nèi)部整體電腦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中負(fù)責(zé)將汽車內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)以及內(nèi)部車載電腦之間實(shí)現(xiàn)有效的通信通道的線路技術(shù)。當(dāng)前車載電腦的出現(xiàn)，對(duì)于汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術(shù)已經(jīng)有了更高的要求，而傳統(tǒng)的總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中采用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信通道方式已經(jīng)無(wú)法滿足車載電腦對(duì)于汽車整體系統(tǒng)中各個(gè)結(jié)構(gòu)之間的良好通信，同時(shí)傳統(tǒng)總線技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中較長(zhǎng)的導(dǎo)線長(zhǎng)度導(dǎo)致的導(dǎo)線自身結(jié)構(gòu)龐大也在一定程度上已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前汽車內(nèi)部空間越來(lái)越大的發(fā)展趨勢(shì)，新的電子網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)已經(jīng)悄然發(fā)展并成為汽車電氣系統(tǒng)中的主流應(yīng)用結(jié)構(gòu)。
1 總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的主要應(yīng)用
當(dāng)前階段，汽車電子控制單元已經(jīng)成為汽車內(nèi)部系統(tǒng)中的重要組成內(nèi)容，根據(jù)汽車電子控制單元對(duì)不同系統(tǒng)之間的鏈接側(cè)重以完成汽車內(nèi)部系統(tǒng)中相應(yīng)的結(jié)構(gòu)功能側(cè)重也成為了當(dāng)前汽車內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一，例如針對(duì)汽車內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行良好控制的總線技術(shù)大多使用控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ACN） 來(lái)實(shí)現(xiàn)，而針對(duì)車窗升降控制以及車鏡翻轉(zhuǎn)控制這種不是較為常用的應(yīng)用則通過(guò)局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（LIN）來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)汽車系統(tǒng)中的多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)的控制則通過(guò)MOST 總線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，針對(duì)汽車內(nèi)部其他系統(tǒng)的控制以及完成對(duì)所有車載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效完善和補(bǔ)充的總線技術(shù)則通過(guò)FlexRay 總線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)講，總線技術(shù)在汽車電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容：
1.1 控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）總線技術(shù)
控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的英文全稱是CAN—Controller Area Network，因此也被稱之為CAN 總線技術(shù)，其最早是由德國(guó)一家Bosch 公司研究開發(fā)出來(lái)，能夠有效解決汽車內(nèi)部構(gòu)造中諸多電子控制模塊之間的有效通信和數(shù)據(jù)交換的串行網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議技術(shù)，而其在具體的表現(xiàn)上事實(shí)上是一種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。CAN 總線技術(shù)與傳統(tǒng)的總線技術(shù)相比，其最大的進(jìn)步在于有效的減少了汽車汽車內(nèi)部車載電腦系統(tǒng)中的無(wú)用插件數(shù)量以及車載電腦與其他車載系統(tǒng)構(gòu)造之間的連線長(zhǎng)度。事實(shí)上，傳統(tǒng)的總線技術(shù)之所以被現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢(shì)所淘汰也正是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的總線技術(shù)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的總線傳輸通道要求的線路過(guò)多，而隨著汽車內(nèi)部系統(tǒng)構(gòu)造的更加精細(xì)以及功能更加多樣化，越來(lái)越多的通信線路必然給汽車內(nèi)部構(gòu)造帶來(lái)更大的要求，例如越來(lái)越多的通信線路帶給汽車自身成本控制、內(nèi)部空間控制、信號(hào)安全穩(wěn)定控制等等方面的壓力，導(dǎo)致總線技術(shù)已經(jīng)無(wú)法有效的滿足現(xiàn)代汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展的要求。CAN 總線技術(shù)能夠有效的減少車載系統(tǒng)中的無(wú)用插件構(gòu)造和通信線路的長(zhǎng)度，進(jìn)而有效的滿足了現(xiàn)代汽車對(duì)于內(nèi)部空間構(gòu)造以及投入成本和車載系統(tǒng)通信安全穩(wěn)定性的要求，事實(shí)上CAN 總線技術(shù)早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的數(shù)字化通信技術(shù)，建立了相對(duì)完善和靈活的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)，更加有助于車載系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)通信的速度和質(zhì)量。
1.2 局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（LIN）總線技術(shù)
局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議總線技術(shù)的英文全稱是Local Interconnect Network，因此也被簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)IN 總線技術(shù)，其是由寶馬、大眾等眾多現(xiàn)代汽車企業(yè)以及沃爾沃、摩托羅拉等電子零件供應(yīng)商共同開發(fā)研究并且施行的一種為了降低車載網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本的串行通訊協(xié)議，其能夠通過(guò)網(wǎng)關(guān)與CAN 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有效的連接于通信，進(jìn)而有效的實(shí)現(xiàn)車載電腦系統(tǒng)對(duì)于汽車內(nèi)部構(gòu)造中某一功能的有效通信和控制。LIN 總線技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效的降低汽車導(dǎo)線的材料以及裝備成本，雖然其導(dǎo)線的傳輸速度較低只有20kb/s，但是其具有一定的抗干擾能力，同時(shí)連線的總量也從兩根降低到一根，因此被廣泛的應(yīng)用在汽車內(nèi)部精度誤差要求不高的結(jié)構(gòu)功能中， 例如雨刮器的控制、車燈的控制、車窗的控制等等。
1.3 MOST 總線技術(shù)
正如上文所述，MOST 總線技術(shù)主要是為了完成車載電腦對(duì)汽車多媒體軟件以及硬件結(jié)構(gòu)的有效控制和通信功能而研發(fā)和使用的總線技術(shù)，事實(shí)上汽車多媒體軟件以及硬件結(jié)構(gòu)在施行的過(guò)程中必然會(huì)耗費(fèi)大量的網(wǎng)絡(luò)流量以完成音頻視頻的播放、甚至包括汽車位置的GPS 導(dǎo)航和信息傳輸?shù)鹊裙δ埽�也�?huì)耗費(fèi)大量的網(wǎng)絡(luò)流量，這就給總線技術(shù)提出了質(zhì)量更高、傳輸速度更快的要求，而MOST 總線技術(shù)能夠憑借自身總線中傳輸速度最高可以達(dá)到20Mb/s 有效的完成多媒體按軟件以及硬件結(jié)構(gòu)施行的網(wǎng)絡(luò)要求，事實(shí)上MOST 總線技術(shù)本質(zhì)上是一種基于光纖的串行通信協(xié)議，才能擁有如此快的通信速度和通信質(zhì)量。當(dāng)前MOST 已經(jīng)較為廣泛的應(yīng)用在各大汽車企業(yè)的汽車內(nèi)部系統(tǒng)中，尤其在頂級(jí)車輛的車載系統(tǒng)中，這種總線技術(shù)已經(jīng)屢見不鮮。
1.4 Flex Ray 總線技術(shù)
Flex Ray 總線技術(shù)是一種較為靈活的通訊系統(tǒng)，其主要是為了滿足未來(lái)先進(jìn)汽車高速控制車內(nèi)系統(tǒng)應(yīng)用的需要而研發(fā)出來(lái)的一種分布式控制系統(tǒng)，其能夠有效的在車載電腦的運(yùn)行過(guò)程中補(bǔ)充CAN 總線技術(shù)、LIN 總線技術(shù)以及MOST 總線技術(shù)等等車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，能夠較為有效的完成需要高通信帶寬和決定性容錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸能力的底盤控制、車身和動(dòng)力總成等車內(nèi)結(jié)構(gòu)功能中。
2 CAN 總線技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)內(nèi)容
較為常見的CAN 總線技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括電控燃油噴射系統(tǒng)、電控傳動(dòng)系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、巡航查明系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)以及車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)等等諸多車載電子元件和相關(guān)模塊。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，本文對(duì)當(dāng)前汽車技術(shù)中的總線技術(shù)在車內(nèi)系統(tǒng)中的主要類型以及應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析，當(dāng)前汽車總線技術(shù)相比傳統(tǒng)的總線技術(shù)已經(jīng)有了非常明顯的進(jìn)步，能夠較為廣泛的適應(yīng)車內(nèi)各個(gè)電子系統(tǒng)的通信和控制功能，同時(shí)能夠有效的側(cè)重各自的功能結(jié)構(gòu)區(qū)域，相信隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，總線技術(shù)也必將實(shí)現(xiàn)技術(shù)更高的進(jìn)步。
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