汽車(chē)總線(xiàn)系統的研究與發(fā)展

　　汽車(chē)總線(xiàn)系統的研究與發(fā)展可以分為三個(gè)階段：第一階段是研究汽車(chē)的基本控制系統(也稱(chēng)舒適總線(xiàn)系統)，如照明、電動(dòng)車(chē)窗、中央集控鎖等。第二階段是研究汽車(chē)的主要控制系統(也稱(chēng)動(dòng)力總線(xiàn)系統)，如電噴ECU控制系統、ABS系統、自動(dòng)變速箱等。第三階段是研究汽車(chē)各電子控制系統之間的綜合、實(shí)時(shí)控制和信息反饋。

　　按照我國汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展規劃，進(jìn)入21世紀后轎車(chē)電子技術(shù)可達國外90年代水平，為了縮短同國外轎車(chē)技術(shù)水平的差距，提高自身的競爭力，單純靠技術(shù)引進(jìn)不利于發(fā)展，消化、吸收、研究和開(kāi)發(fā)自己的汽車(chē)總線(xiàn)與網(wǎng)絡(luò )應用系統勢在比行。目前我國的汽車(chē)總線(xiàn)研究和應用尚處起步階段，而且汽車(chē)總線(xiàn)的應用趨勢明顯，現在介入該研究正是大好時(shí)機。歡迎轉載，本文來(lái)自電子發(fā)燒友網(wǎng)(www.elecfans.com) 。

　　汽車(chē)總線(xiàn)的研究重點(diǎn)

　　由于我國的車(chē)型以歐美車(chē)型為主，且歐美車(chē)型又以CAN總線(xiàn)為主流，目前國內使用總線(xiàn)技術(shù)的車(chē)型幾乎全部使用CAN總線(xiàn)，因此汽車(chē)總線(xiàn)的研發(fā)應該結合國內外實(shí)際情況選用CAN總線(xiàn)。

　　CAN符合ISO/OSI的參考模型，但只規定了物理層和數據鏈路層的協(xié)議，其應用層的協(xié)議需要用戶(hù)自己定義。支持CAN低層協(xié)議的芯片有許多，既有在片的MCU，也有片外的CAN控制器。用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)的應用層協(xié)議也有很多，如AB公司定義的DEVICENET協(xié)議就是CAN協(xié)議基礎上的應用層協(xié)議，Honeywell公司推出的SDS總線(xiàn)也是在CAN的基礎上定義了自己的應用層?？梢?jiàn)，汽車(chē)CAN總線(xiàn)的研究重點(diǎn)是：針對具體的車(chē)型開(kāi)發(fā)ECU的硬件和應用層的軟件，并構成車(chē)內網(wǎng)絡(luò )。

　　關(guān)鍵技術(shù)

　　利用CAN總線(xiàn)構建一個(gè)車(chē)內網(wǎng)絡(luò )，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有：

　　1)總線(xiàn)傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級、節點(diǎn)容量等技術(shù)問(wèn)題;2)高電磁干擾環(huán)境下的可靠數據傳輸;3)確定最大傳輸時(shí)的延時(shí)大小;4)網(wǎng)絡(luò )的容錯技術(shù);5)網(wǎng)絡(luò )的監控和故障診斷功能;

　　總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統概述

　　隨著(zhù)汽車(chē)電控系統性能的提升，尤其是控制器芯片和軟件性能的提升，汽車(chē)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統不僅可以共享信息、節省線(xiàn)束，還能提供更豐富的軟件功能，以提升產(chǎn)品的價(jià)值和競爭力，滿(mǎn)足汽車(chē)可靠性、舒適性等方面的需求。與這些功能相對應的總線(xiàn)技術(shù)包括：

　　網(wǎng)絡(luò )管理：控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò )管理監測網(wǎng)絡(luò )運行狀態(tài)，一旦發(fā)現通信故障，立即采取失效處理。網(wǎng)絡(luò )管理的睡眠和喚醒功能可以協(xié)調各個(gè)控制器的電源管理，從而減少車(chē)輛停放時(shí)的蓄電池電量消耗。

　　診斷：診斷不僅可以讀取故障碼，還能實(shí)現下線(xiàn)配置及檢測、程序下載兩項重要功能。自動(dòng)化的下線(xiàn)配置及檢測功能可以快速和全面地配置和檢測控制器的功能(例如車(chē)窗零位配置和防夾檢測)，從而確保汽車(chē)出廠(chǎng)質(zhì)量，加快生產(chǎn)線(xiàn)節拍。通過(guò)程序下載功能，整車(chē)廠(chǎng)可以在4S店刷新控制器的軟件，從而減少因軟件缺陷造成的召回成本。

　　測量與標定：在新車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用測量與標定技術(shù)的快速控制原型控制器，可以通過(guò)計算機和網(wǎng)絡(luò )系統，實(shí)時(shí)、便捷地調整控制參數和算法，這使得開(kāi)發(fā)周期和成本大幅度減少。歐洲、美國和日本的新能源汽車(chē)開(kāi)發(fā)，普遍采用了這項技術(shù)。

　　國外的通用、福特、大眾等，以及國內的一汽、東風(fēng)、上汽、長(cháng)安、廣汽、奇瑞等整車(chē)廠(chǎng)將總線(xiàn)技術(shù)整合為一個(gè)通用化的網(wǎng)絡(luò )平臺，應用于高、中、低各類(lèi)車(chē)型，以此減小網(wǎng)絡(luò )系統的變動(dòng)，增加軟件的復用度，降低開(kāi)發(fā)成本。整車(chē)廠(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )平臺由網(wǎng)絡(luò )標準、測試規范和協(xié)議棧(網(wǎng)絡(luò )相關(guān)的嵌入式軟件)組成。商用車(chē)的網(wǎng)絡(luò )平臺遵照SAEJ1939;乘用車(chē)的網(wǎng)絡(luò )平臺，整車(chē)廠(chǎng)各有特色，但越來(lái)越多的整車(chē)廠(chǎng)采用國際標準，從而共享供應商資源。同時(shí)，越來(lái)越多的供應商選擇由專(zhuān)業(yè)公司開(kāi)發(fā)協(xié)議棧，從而減少開(kāi)發(fā)人力和周期。歡迎轉載，本文來(lái)自電子發(fā)燒友網(wǎng)(www.elecfans.com)

　　總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統開(kāi)發(fā)流程

　　網(wǎng)絡(luò )平臺構建和網(wǎng)絡(luò )系統開(kāi)發(fā)采用V模式開(kāi)發(fā)流程，如下圖所示。V模式定義了一套清晰有效的開(kāi)發(fā)流程：整車(chē)廠(chǎng)從系統需求到部件需求，完成系統需求規范和部件需求規范的制定，并將部件需求規范下達給供應商;供應商完成部件開(kāi)發(fā)后，整車(chē)廠(chǎng)再從部件測試到系統測試，在多輪樣件和樣車(chē)上完成集成和驗證。

　　總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統拓撲結構

　　目前，乘用車(chē)的典型拓撲結構如下圖所示。商用車(chē)的典型拓撲結構與乘用車(chē)類(lèi)似，但是由于某些商用車(chē)將早期技術(shù)與最新技術(shù)同時(shí)使用，所以它們的拓撲結構存在多個(gè)網(wǎng)關(guān)，結構相對復雜。

　　此外，2008年MOST總線(xiàn)的速率上升到150Mbit/s，2009年寶馬7系列車(chē)已經(jīng)采用FlexRay總線(xiàn)?？梢灶A見(jiàn)，在不遠的將來(lái)，MOST和FlexRay將替代現在的信息娛樂(lè )CAN網(wǎng)絡(luò )和動(dòng)力CAN網(wǎng)絡(luò )。