汽車車載網絡技術論文(2)
汽車車載網絡技術論文
汽車車載網絡技術論文篇二
現(xiàn)代汽車車載網絡技術應用探析
摘 要：現(xiàn)代汽車車載網絡技術的應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?，F(xiàn)代車載網絡技術包括控制器局域網、局部連接網絡、多媒體定向系統(tǒng)傳輸、線控技術、D2B總線技術等，經過多年的發(fā)展已經形成比較成熟的工業(yè)標準。該文探討了車載網絡技術在現(xiàn)代汽車中的應用，并對線控技術和光纖技術在現(xiàn)代汽車車載網絡中的應用進行了展望。
關鍵詞：汽車 車載網絡 應用 探析
中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：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、繼電器等電子器件之間的點對點傳輸?shù)?，點與點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80年代，業(yè)界引入了車載網絡，使用車載網絡降低線束的使用量，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]。筆者結合自身的工作實踐，對現(xiàn)代汽車車載網絡技術進行了分析和探討，以期推動車載網絡技術的發(fā)展。
1 常見的車載網絡技術
車載網路技術的發(fā)展和應用大幅的簡化了汽車線路，降低了線束的用量，同時車載網絡技術也提高了信息傳輸?shù)乃俣龋鰪娏似嚳刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性[3]。不同的汽車制造商發(fā)展了很多的車載網絡技術，不同類型的車載網絡需要通過網關進行信號的解析交換，使不同的網絡類型能夠相互協(xié)調，保證車輛各系統(tǒng)正常運轉[4]。
控制器局域網(CAN)是國際上應用最廣泛的網絡總線之一，其數(shù)據(jù)信息傳輸速度最大可達1Mbit/s，采用雙絞線作為傳輸介質，屬于中速網絡，在現(xiàn)實應用中能向控制器局域網中接入很多的電子器件，大幅降低線束用量，目前控制器局域網主要應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，在汽車整車中多應用于發(fā)動機電控單元、ABS電控單元、組合儀表電控單元等[5]。
局部連接網絡(LIN)信息傳輸速度較低為20Kbit/s，它屬于低速網絡，在現(xiàn)實應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，目前主要應用于轉向盤、車門、座椅、空調系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等。局部聯(lián)結網絡的先進之處在于數(shù)字信號代替了之前的模擬信號，滿足了汽車對低速網絡的需求。
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24.8Mbit/s，采用塑料光纜作為傳輸介質，屬于高速網絡，主要應用于對數(shù)據(jù)傳輸速度較高的汽車多媒體系統(tǒng)，例如連接車載導航器、無線設備、車載電話等。由于使用的是塑料光纖，其信號比較可靠，維護也比較簡單。
線控技術最初源于航空航天領域，線控技術使用電子器件將控制單元和執(zhí)行器連接起來，大大減少了機械連接裝置和液壓連接裝置的使用。線控技術屬于高速網絡，在汽車的安全性系統(tǒng)中有重要應用，線控系統(tǒng)能通過傳感器感知車輪的轉向角度，通過ECU判斷并進行數(shù)據(jù)處理，提高了車輪轉向的安全性。線控制動系統(tǒng)通過導線也能對汽車制動情況進行感知，使汽車制動系統(tǒng)的反應的速度和感知靈敏度得到大幅度提高。
D2B總線技術是針對汽車多媒體和通信需求開發(fā)的一種車載網絡技術，采用光纖為傳輸介質，傳輸速度快，屬于高速網絡，可連接多媒體設備、語音電控單元等。D2B總線技術使用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸，應用范圍廣，傳輸信號穩(wěn)定性強，不受電磁、廣播、輻射等干擾。
2 車載網絡的應用
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，在工程實踐應用中通常采用降低通信速度來解決，由于車身系統(tǒng)組成復雜，使用了大量的人機接口的模塊，相應的節(jié)點數(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，目前車載網絡技術在車身系統(tǒng)的應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(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，實現(xiàn)對中控門鎖、電動車窗、照明、空調系統(tǒng)等部件的控制。其網絡形式為星狀形式，單一控制單元的故障不影響整個網絡的使用，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、運行、停止、拐彎等進行監(jiān)測和控制，這對數(shù)據(jù)傳輸速度有較高的要求，需要使用高速網絡?，F(xiàn)代汽車的動力CAN數(shù)據(jù)總線一般連接發(fā)動機、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準配置，安全系統(tǒng)要實現(xiàn)對駕乘人員的有效保護，必須要多外界的碰撞等突發(fā)情況做出快速的反應，由于汽車的安全氣囊設置較多，感知外界碰撞強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用較多的新技術，主要是為了滿足駕乘人員的車載電話、音響、倒車雷達、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 車載網絡技術的發(fā)展趨勢
3.1 汽車線控技術的發(fā)展
汽車線控技術的應用有效解決了傳統(tǒng)的機械連接和液壓連接反饋時間長，裝置結構復雜等缺點，使用線控技術可以有效的減少液壓和機械控制裝置，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計和布局優(yōu)化提供空間。目前線控技術在汽車控制和汽車制動系統(tǒng)中已經得到了廣泛使用，未來在汽車的遠程控制、防抱死等領域將發(fā)揮積極的作用。
3.2 汽車光纖技術的發(fā)展
汽車光纖技術具有通信容量大、傳輸速度快、抗干擾能力強等特點，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)中得到應用。同時，光纖傳輸技術允許有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較高的信噪比，在汽車發(fā)動機實時控制、車輛狀態(tài)監(jiān)測和通斷負載的開關控制等方面有重要的應用。
4 結語
綜上所述，汽車車載網絡技術的發(fā)展和應用符合汽車自動化、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)代汽車的技術水平。
參考文獻
[1] 許信冬.淺談車載網絡技術對汽車的影響[J].無線互聯(lián)科技，2015(8)：141-144.
[2] 唐維新，唐楚峰，鐘新寶.汽車車載網絡技術及其應用[J].邵陽學院學報：自然科學版)，2006，3(1)：31-34.
[3] 張卓，蓋敏慧，王剛，等.車載網絡的發(fā)展現(xiàn)狀與應用[J].車輛與動力技術，2011(2)：60-65.
[4] 楊宇.汽車車載網絡技術的應用探討[J].科技致富向導，2012(8)：328.
[5] 唐德修.現(xiàn)代汽車的車載網絡系統(tǒng)[J].四川兵工學報，2008，29(3)：56-60.
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