汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文范文

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　　汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文范文篇一

　　現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

　　摘 要

　　車(chē)載網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文就車(chē)載網(wǎng)絡(luò)形成的必要性及其應(yīng)用進(jìn)行了分析，并對(duì)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景做了研究，以便更好地理解新一代汽車(chē)電子控制系統(tǒng)。

　　【關(guān)鍵詞】車(chē)載網(wǎng)絡(luò) 車(chē)身系統(tǒng) 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 安全系統(tǒng) 信息系統(tǒng)

　　1 汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò)化

　　在傳統(tǒng)汽車(chē)中，開(kāi)關(guān)、繼電器、電磁儀表等與電子相關(guān)的零部件構(gòu)成了汽車(chē)電器，它們之間信息交互是建立在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電氣信號(hào)連接基礎(chǔ)上的。電氣信號(hào)的種類(lèi)也局限于模擬信號(hào)和開(kāi)關(guān)信號(hào)。實(shí)施信號(hào)連接的電線束，通常稱(chēng)為線束。

　　汽車(chē)中電器的技術(shù)含量和數(shù)量是衡量汽車(chē)性能的一個(gè)重要標(biāo)志。汽車(chē)電器技術(shù)含量和數(shù)量的增加，意味著汽車(chē)性能的提高。但汽車(chē)電器的增加，同樣使汽車(chē)電器之間的信息交互橋梁――線束和與其配套的電器接插件數(shù)量成倍上升。在1955年平均一輛汽車(chē)所用線束總長(zhǎng)度為45米;而到了2002年，一輛汽車(chē)所用的平均線束總長(zhǎng)度達(dá)到了4000米。線束的增加不但占據(jù)了車(chē)內(nèi)的有效空間，增加了裝配和維修的難度，提高了整車(chē)成本，而且妨礙了整車(chē)可靠性的提高。

　　為了在提高性能與控制線束數(shù)量之間尋求一種有效的解決途徑，在20世紀(jì)80年代初，出現(xiàn)了一種基于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的車(chē)內(nèi)信息交互方式――車(chē)載網(wǎng)絡(luò)。

　　汽車(chē)制造商根據(jù)各個(gè)地方不同速度的要求，將會(huì)制定出幾個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)。“對(duì)于所有的汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中的很多運(yùn)行都涉及到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，” 通用汽車(chē)公司的一位研究電子動(dòng)力傳輸?shù)膶?zhuān)家Dennis Bogden說(shuō)。“如果你獲得高速的數(shù)據(jù)是通過(guò)鏈接一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而低速的數(shù)據(jù)又是鏈接另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的話(huà)，我們就早已經(jīng)停止了各種各樣的技術(shù)嘗試，因?yàn)槲覀冃枰膬H僅是一個(gè)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)。”

　　2 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

　　車(chē)載網(wǎng)絡(luò)按照應(yīng)用加以劃分，大致可以分為4個(gè)系統(tǒng)：車(chē)身系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、信息系統(tǒng)。

　　在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模塊的位置比較集中，可固定在一處，利用網(wǎng)絡(luò)將發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)設(shè)置的模塊連接起來(lái)。在將汽車(chē)的主要因素―行駛、停車(chē)與轉(zhuǎn)向這些功能用網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)時(shí)，就需要高速網(wǎng)絡(luò)。

　　動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線一般連接3塊電腦，它們是發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS/EDL及自動(dòng)變速器電腦(動(dòng)力CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)際可以連接安全氣囊、四輪驅(qū)動(dòng)與組合儀表等電腦)。總線可以同時(shí)傳遞10組數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦5組、ABS/EDL電腦3組和自動(dòng)變速器電腦2組。數(shù)據(jù)總線以500Kbit/s速率傳遞數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)組傳遞大約需要0.25ms，每一電控單元7～20ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)。優(yōu)先權(quán)順序?yàn)锳BS/EDL電控單元→發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元→自動(dòng)變速器電控單元。

　　與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相比，汽車(chē)上的各處都配置有車(chē)身系統(tǒng)的部件。因此，線束變長(zhǎng)，容易受到干擾的影響。為了防干擾應(yīng)盡量降低通信速度。在車(chē)身系統(tǒng)中，因?yàn)槿藱C(jī)接口的模塊、節(jié)點(diǎn)的數(shù)量增加，通信速度控制將不是問(wèn)題，但成本相對(duì)增加，對(duì)此，人們正在摸索更廉價(jià)的解決方案，目前常常采用直連總線及輔助總線。

　　整個(gè)汽車(chē)車(chē)身系統(tǒng)電路主要有三大塊：主控單元電路、受控單元電路、門(mén)控單元電路。

　　主控單元按收開(kāi)關(guān)信號(hào)之后，先進(jìn)行分析處理，然后通過(guò)CAN總線把控制指令發(fā)送給各受控端，各受控端響應(yīng)后作出相應(yīng)的動(dòng)作。車(chē)前、車(chē)后控制端只接收主控端的指令，按主控端的要求執(zhí)行，并把執(zhí)行的結(jié)果反饋給主控端。門(mén)控單元不但通過(guò)CAN總接收主控端的指令，還接收車(chē)門(mén)上的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入。根據(jù)指令和開(kāi)關(guān)信號(hào)，門(mén)控單元會(huì)做出相應(yīng)動(dòng)作，然后把執(zhí)行結(jié)果發(fā)往主控單元。

　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用，不但增強(qiáng)了汽車(chē)的性能，而且減少了線束的用量。2003年6月在南京菲亞特下線的“派力奧・周末風(fēng)”，由于采用了汽車(chē)整體車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而減少了23%的線束，降低元件重量2.8千克。在“派力奧・周末風(fēng)”中，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)將前照燈照明、前/后窗自動(dòng)玻璃清洗控制、轉(zhuǎn)向燈控制、后風(fēng)窗雨刮器、內(nèi)部照明系統(tǒng)、單點(diǎn)觸電動(dòng)窗自動(dòng)升降、電子防盜系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連為一體。

　　3 汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

　　近兩年在中國(guó)生產(chǎn)，價(jià)格在8萬(wàn)元～20萬(wàn)元之間，采用車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的轎車(chē)、SUV情況。價(jià)格在20萬(wàn)元以下的轎車(chē)屬于普及型轎車(chē)，但車(chē)載網(wǎng)絡(luò)卻在近兩年在中國(guó)生產(chǎn)的普及型轎車(chē)中占據(jù)了相當(dāng)大的比重，說(shuō)明車(chē)載網(wǎng)絡(luò)已在轎車(chē)中進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，它不再是高檔轎車(chē)獨(dú)享的專(zhuān)用高級(jí)技術(shù)。說(shuō)明CAN總線已成為普及型轎車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的主流。

　　在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程中，通信介質(zhì)已日益引起關(guān)注，目前POF已得到大量應(yīng)用。此前德國(guó)寶馬汽車(chē)公司宣布在2002年3月上市的最高級(jí)新款轎車(chē)“BMW7”系列中采用了50米POF。它表明大量采用POF車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。

　　數(shù)據(jù)通信對(duì)速度的要求是永無(wú)止境的。在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程中，介質(zhì)的通信速度是制約車(chē)載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和發(fā)展的一個(gè)重要因素。POF在汽車(chē)上的成功應(yīng)用，不但推動(dòng)了以Byteflight、FlexRay和MOST等現(xiàn)有的以POF為介質(zhì)的高速車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，而且為下一代車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。隨著人類(lèi)生活空間的拓展，IT融合于汽車(chē)之中是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而作為IT裝置之間實(shí)施信息交互媒介的網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)有更多類(lèi)似于IEEE 1394、Bluetooth等IT領(lǐng)域應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)向汽車(chē)滲透。

　　隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，面對(duì)中國(guó)巨大的轎車(chē)市場(chǎng)，世界上各大汽車(chē)制造商紛紛與國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造廠合作生產(chǎn)轎車(chē)，并且所生產(chǎn)轎車(chē)的技術(shù)含量正逐漸與世界同步。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的轎車(chē)中，汽車(chē)電子在汽車(chē)中所占的比例及其汽車(chē)電子的技術(shù)含量已超過(guò)世界轎車(chē)的平均水平。

　　目前國(guó)際汽車(chē)工業(yè)廣泛采用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目平臺(tái)、全球采購(gòu)、模塊化供貨等運(yùn)作方式。最近上海、浙江、廣東已在不同程度上起動(dòng)了汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)。政府的支持、市場(chǎng)的需求為中國(guó)汽車(chē)電子的發(fā)展提供了良好平臺(tái)。車(chē)載網(wǎng)絡(luò)是典型的實(shí)時(shí)嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而中國(guó)擁有較多的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員，提供了大量的人才儲(chǔ)備。這是中國(guó)汽車(chē)電子的發(fā)展機(jī)遇，也是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)在中國(guó)的發(fā)展機(jī)遇。

　　車(chē)載網(wǎng)絡(luò)作為連接車(chē)內(nèi)機(jī)械、電器和電子信息的紐帶，是整車(chē)的核心技術(shù)，而國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的現(xiàn)狀將注定具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的大量運(yùn)用還需要汽車(chē)企業(yè)和相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)商付出大量的努力。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[3]中國(guó)科學(xué)研究院.汽車(chē)電子成本與車(chē)載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展[Z].弈虎在線，2011.

　　作者單位

　　中天高科特種車(chē)輛有限公司 天津市 301700

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