現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在純電動(dòng)汽車(chē)控制系統的應用研究
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低速總線(xiàn)主要用于連接車(chē)身系統，連接對象主要為汽車(chē)中的聯(lián)合裝配單元，如門(mén)窗、照明、空調、濕度傳感器、中央集控鎖等，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)作為子網(wǎng)接入高速CAN總線(xiàn)，組成一個(gè)統一的多元網(wǎng)絡(luò )。車(chē)身中位置比較近的元件連接到一個(gè)ECU，元件的狀態(tài)和控制信號可以通過(guò)與其連接的ECU與總線(xiàn)進(jìn)行通訊。每一個(gè)ECU自成系統，可以根據本地信號和總線(xiàn)上的信號，控制本地執行機構的動(dòng)作，同時(shí)將與其他節點(diǎn)共享的信號發(fā)送到低速總線(xiàn)上。目前，在汽車(chē)中應用較多的低速總線(xiàn)有兩種。一種是低速CAN總線(xiàn)，是按照ISO 11519-2、J1939以及J2284組建低速容錯CAN總線(xiàn)。另一種是LIN總線(xiàn)，即局域互連網(wǎng)絡(luò )(Local Interconnect Network)，是按照ISO 9141 標準[2]來(lái)建立，能有效的支持汽車(chē)中分布式機械電子節點(diǎn)的控制。LIN總線(xiàn)具有成本低、可靠性高的特點(diǎn)，可以很容易的將一些成分比較敏感的元件，如智能傳感器、舒適性設備等，連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )中，在汽車(chē)應用中有望成為低速網(wǎng)絡(luò )的主流。
圖1 純電動(dòng)汽車(chē)中控制網(wǎng)絡(luò )結構圖
整車(chē)控制ECU是整個(gè)汽車(chē)控制的中心。司機的鑰匙信號、加速信號、制動(dòng)信號都進(jìn)入到整車(chē)控制ECU，整車(chē)控制ECU通過(guò)對這些信號的分析并綜合檢測傳感器的狀態(tài)，產(chǎn)生各個(gè)節點(diǎn)的操作信號，并通過(guò)CAN總線(xiàn)將控制指令送到相應的節點(diǎn)。電機控制ECU和轉向、制動(dòng)ECU根據整車(chē)控制ECU的控制指令，操縱汽車(chē)按照要求行駛。高速CAN總線(xiàn)上還設置故障診斷ECU，負責整車(chē)故障信息的診斷和存儲，并控制故障信號顯示，還可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊系統和外部的故障診斷系統進(jìn)行通訊。另外高速CAN總線(xiàn)上設置了車(chē)載記錄儀，其作用類(lèi)似飛機的“黑匣子”，用于記錄行車(chē)數據，分析記錄整車(chē)系統的運行情況?？刂凭W(wǎng)絡(luò )的低速總線(xiàn)采用LIN總線(xiàn)。LIN總線(xiàn)是單主機節點(diǎn)和一組從機節點(diǎn)多點(diǎn)總線(xiàn)，主控制器為主站，其它車(chē)身系統為從站，主控制器同時(shí)作為L(cháng)IN總線(xiàn)和高速CAN總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)，將整個(gè)車(chē)身系統總線(xiàn)連成一個(gè)統一的網(wǎng)絡(luò )，這樣所有 ECU 都掛到總線(xiàn)上，極大地簡(jiǎn)化了汽車(chē)內控制系統的線(xiàn)路聯(lián)系，達到簡(jiǎn)化布線(xiàn)、提高系統可靠性和可維護性、降低成本、更好的協(xié)調各個(gè)控制子系統的目的。
隨著(zhù)車(chē)載多媒體在車(chē)輛中的廣泛應用，GPS、電話(huà)、音響、電視、DVD等系統進(jìn)入汽車(chē)內，這些裝置之間需要頻繁的通訊，而且信息量巨大，CAN總線(xiàn)或J1850總線(xiàn)無(wú)法滿(mǎn)足這些裝置間的通訊要求，因為傳輸地理信息（GI）、數字音頻信息或車(chē)輛位置信息至少需要5Mbps的網(wǎng)絡(luò )速度，這樣就出現了一種新型總線(xiàn)IDB-1394，可以支持100、200、400Mbps的通訊速度，完全可以滿(mǎn)足高速通訊的網(wǎng)絡(luò )需求。
CAN總線(xiàn)是一種控制策略總線(xiàn)，主要實(shí)現對車(chē)輛本身的控制，而IDB-1394總線(xiàn)則是以多媒體信息交互、共享為目的。為實(shí)現車(chē)身整體性能的優(yōu)化和實(shí)現CAN總線(xiàn)和IDB-1394總線(xiàn)間的信息流動(dòng)，在兩總線(xiàn)間增加網(wǎng)關(guān)就可以實(shí)現車(chē)身總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的一體化，從而實(shí)現車(chē)身的總線(xiàn)一體化控制。
5 我國在CAN總線(xiàn)研究的重點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題
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，用戶(hù)需要自己開(kāi)發(fā)應用層協(xié)議。如Rockwell公司的DeviceNet協(xié)議和Honeywell公司的SDS總線(xiàn)就是CAN協(xié)議基礎上的應用層協(xié)議。國內在這方面的應用研究則剛剛起步，為了縮短同國外轎車(chē)技術(shù)水平的差距并提高自身的競爭力，我國汽車(chē)CAN總線(xiàn)的研究重點(diǎn)應是研究和開(kāi)發(fā)自己的汽車(chē)總線(xiàn)與網(wǎng)絡(luò )應用系統，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 )。
利用CAN總線(xiàn)構建一個(gè)車(chē)內網(wǎng)絡(luò )，需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：確定總線(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；在高電磁干擾環(huán)境下的數據的可靠傳輸；確定最大傳輸時(shí)的延時(shí)大??；網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)；網(wǎng)絡(luò )的容錯和監控、故障診斷等功能。
6 結論
隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車(chē)總線(xiàn)這種有巨大應用前景的技術(shù)將得到更快的發(fā)展和更廣泛的應用。就我國的國情而言，加快對汽車(chē)總線(xiàn)技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)有自主知識產(chǎn)權的汽車(chē)總線(xiàn)技術(shù)并應用于自己的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是當務(wù)之急，也是人們工作的重點(diǎn)。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197843.htm
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