當(dāng)前車載網(wǎng)絡(luò)的困境與處理方案
出處:中國(guó)科學(xué)院電工研究所 發(fā)布于:2011-09-02 19:34:06
隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)在汽車中的融合,以燃油電子噴射(簡(jiǎn)稱EFI或EGI系統(tǒng))、電子防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD)、電控轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)(EPS)、自動(dòng)變速器(裝有自動(dòng)變速器的汽車能根據(jù)路面狀況自動(dòng)變速變矩)、電子行駛穩(wěn)定系統(tǒng)(EPS)......等集機(jī)械、電氣和電子一體為代表的現(xiàn)代汽車技術(shù)由價(jià)格高昂的轎車應(yīng)用逐漸滲透到面向百姓的家庭轎車之中,與這些技術(shù)密切相關(guān)的車載網(wǎng)絡(luò)也隨之進(jìn)入家庭轎車之中。據(jù)作者統(tǒng)計(jì),近兩年在中國(guó)下線,售價(jià)在6~20萬(wàn)之間的轎車中都能發(fā)現(xiàn)車載網(wǎng)絡(luò)的綜影。圖1是上海大眾汽車有限公司2002年推出的POLO轎車(上海大眾汽車有限公司經(jīng)過(guò)精心策劃和多年準(zhǔn)備,與德國(guó)大眾汽車公司同時(shí)分別向歐洲和中國(guó)用戶同步推出了全新開(kāi)發(fā)的第四代1.4L 兩廂POLO 轎車,中國(guó)老百姓在時(shí)間內(nèi)感受到了世界緊湊型轎車的驚世風(fēng)采。時(shí)隔不久,更具震撼力的1.6L 新POLO 再讓人們領(lǐng)略了駕駛的樂(lè)趣以及在速度的天地里逆風(fēng)飛揚(yáng)的瀟灑。短短一年時(shí)間," 神奇小子"POLO 的一舉一動(dòng)吸引著無(wú)數(shù)關(guān)注的目光,展現(xiàn)著同步的神奇魅力。)車載網(wǎng)絡(luò)是指通過(guò)某種通訊協(xié)議,借助雙絞線、同軸電纜或光纖等通訊介質(zhì),將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等相互連接,協(xié)同工作。上車載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
圖1中,POLO轎車中兩條獨(dú)立車載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了整車信息的共享,一條車載網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于動(dòng)力系統(tǒng),它將發(fā)動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)變速箱、ABS、安全氣囊和防盜控制等與汽車動(dòng)力系統(tǒng)密切相關(guān)的部件連到一起,實(shí)現(xiàn)了整車動(dòng)力系統(tǒng)的信息共享;另一條車載網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于舒適系統(tǒng),它將與人們舒適度相關(guān)的車身電子系統(tǒng)連接到了一起,實(shí)現(xiàn)了整車車身電子系統(tǒng)的信息共享;組合儀表集中了兩條車載網(wǎng)絡(luò)的信息,用于整車信息的人機(jī)交互;而兩條車載網(wǎng)絡(luò)中的信息共享則通過(guò)車載網(wǎng)絡(luò)控制單元實(shí)現(xiàn)。
車載網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn):
實(shí)現(xiàn)了性能、功耗以及電子控制單元(ECU)成本的優(yōu)化,惠及車身控制模塊、車內(nèi)溫度控制、座椅控制、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)、自適應(yīng)照明、雨量/ 光強(qiáng)傳感器、泊車輔助及傳輸模塊等廣泛的車載應(yīng)用。 不過(guò)一般應(yīng)用的比較少
在目前售價(jià)不到十萬(wàn)人民幣的POLO中,從整車動(dòng)力系統(tǒng)到與人們舒適相關(guān)的車身系統(tǒng)大量采用車載網(wǎng)絡(luò),這說(shuō)明車載網(wǎng)絡(luò)己由服務(wù)于奔馳、寶馬等轎車的專用技術(shù),轉(zhuǎn)化為服務(wù)于普通家庭轎車的通用技術(shù)。
二、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)己用于量產(chǎn)的自主研發(fā)產(chǎn)品
車載網(wǎng)絡(luò)主要有:CAN、Byteflight、FlexRay、LIN、MOST、IDB-1394,其中,F(xiàn)lexRay還沒(méi)有正式發(fā)布,據(jù)道Byteflight目前僅用在寶馬公司2002年3月上市的BWM-7系列轎車中,在量產(chǎn)的汽車中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)LIN蹤影;而MOST和IDB-1394是應(yīng)用于車載電子設(shè)備的多媒體應(yīng)用。在己量產(chǎn)的汽車中,只有CAN應(yīng)用廣泛。(CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡(jiǎn)稱,是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā))
如果不局限于汽車,CAN在中國(guó)的應(yīng)用己有近十年的歷史,在這十多年中,國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)都有CAN應(yīng)用成功的實(shí)例,上個(gè)世紀(jì)九十年代末至今,CAN應(yīng)用于己量產(chǎn)的自主研發(fā)產(chǎn)品有:在北京和利時(shí)公司DCS2000集散控制系統(tǒng)中,CAN用于控制站內(nèi)部I/O(輸入/輸出)模塊之間的信息交互;在清華大學(xué)電機(jī)系的TH-3變電站微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中,CAN用于變電站內(nèi)部微機(jī)保護(hù)裝置之間的通信;國(guó)家863重大電動(dòng)汽車專項(xiàng)將車載網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)子項(xiàng)目進(jìn)行研究,目前從事該項(xiàng)目的課題組己成功地研發(fā)出用于CAN車載網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和測(cè)試的一系列專用儀器設(shè)備;......。從1995年作者開(kāi)發(fā)成功CAN應(yīng)用系統(tǒng)至今,由作者親自設(shè)計(jì)的CAN應(yīng)用系統(tǒng),并投入實(shí)際應(yīng)用的不少于1萬(wàn)個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)。這些成功的實(shí)例說(shuō)明CAN在國(guó)內(nèi)己不再是高不可攀的技術(shù)難題。
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