總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的應用研究

【文章摘要】
隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的總線技術已經(jīng)無法滿足人們對于汽車內(nèi)部空間要求以及汽車整體結構空間的要求，通信速度更快、通信質(zhì)量更高、成本更低、對周圍環(huán)境變化抵抗能力更高以及自身空間結構更為集成的總線技術已經(jīng)成為當前汽車電氣系統(tǒng)中的主流發(fā)展趨勢，汽車的電子化以及網(wǎng)絡化已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車技術整體發(fā)展實力的重要標志之一，而在當前階段，總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的應用已經(jīng)呈現(xiàn)出多種多樣的發(fā)展趨勢，為汽車電氣系統(tǒng)提供了多樣化的選擇。本文將對總線技術的主要內(nèi)容進行分析，進而對總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的多類型選擇應用進行具體的分析和討論。
【關鍵詞】
總線技術；汽車電氣系統(tǒng)；多種類型； 具體應用
從較為專業(yè)的層次來講，總線是一種描述電子信號傳輸新路的結構形式，是一類信號線的集合，是實現(xiàn)各個子系統(tǒng)設備與母系統(tǒng)設備之間良好有效的通信傳輸?shù)墓�共通道。而汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術，指的就是在汽車內(nèi)部整體電腦系統(tǒng)的結構中負責將汽車內(nèi)部各個子系統(tǒng)以及內(nèi)部車載電腦之間實現(xiàn)有效的通信通道的線路技術。當前車載電腦的出現(xiàn)，對于汽車電氣系統(tǒng)中的總線技術已經(jīng)有了更高的要求，而傳統(tǒng)的總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中采用的點對點的通信通道方式已經(jīng)無法滿足車載電腦對于汽車整體系統(tǒng)中各個結構之間的良好通信，同時傳統(tǒng)總線技術應用過程中較長的導線長度導致的導線自身結構龐大也在一定程度上已經(jīng)不適應當前汽車內(nèi)部空間越來越大的發(fā)展趨勢，新的電子網(wǎng)絡總線技術已經(jīng)悄然發(fā)展并成為汽車電氣系統(tǒng)中的主流應用結構。
1 總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的主要應用
當前階段，汽車電子控制單元已經(jīng)成為汽車內(nèi)部系統(tǒng)中的重要組成內(nèi)容，根據(jù)汽車電子控制單元對不同系統(tǒng)之間的鏈接側(cè)重以完成汽車內(nèi)部系統(tǒng)中相應的結構功能側(cè)重也成為了當前汽車內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一，例如針對汽車內(nèi)部傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)進行良好控制的總線技術大多使用控制器局域網(wǎng)絡（ACN） 來實現(xiàn)，而針對車窗升降控制以及車鏡翻轉(zhuǎn)控制這種不是較為常用的應用則通過局域互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議（LIN）來實現(xiàn)，同時對汽車系統(tǒng)中的多媒體娛樂系統(tǒng)的控制則通過MOST 總線技術來實現(xiàn)，針對汽車內(nèi)部其他系統(tǒng)的控制以及完成對所有車載系統(tǒng)結構的有效完善和補充的總線技術則通過FlexRay 總線技術來實現(xiàn)。具體來講，總線技術在汽車電氣系統(tǒng)中的應用主要包括以下內(nèi)容：
1.1 控制器局域網(wǎng)絡（CAN）總線技術
控制器局域網(wǎng)絡總線技術的英文全稱是CAN—Controller Area Network，因此也被稱之為CAN 總線技術，其最早是由德國一家Bosch 公司研究開發(fā)出來，能夠有效解決汽車內(nèi)部構造中諸多電子控制模塊之間的有效通信和數(shù)據(jù)交換的串行網(wǎng)絡通信協(xié)議技術，而其在具體的表現(xiàn)上事實上是一種現(xiàn)場總線技術。CAN 總線技術與傳統(tǒng)的總線技術相比，其最大的進步在于有效的減少了汽車汽車內(nèi)部車載電腦系統(tǒng)中的無用插件數(shù)量以及車載電腦與其他車載系統(tǒng)構造之間的連線長度。事實上，傳統(tǒng)的總線技術之所以被現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢所淘汰也正是因為傳統(tǒng)的總線技術中點對點的總線傳輸通道要求的線路過多，而隨著汽車內(nèi)部系統(tǒng)構造的更加精細以及功能更加多樣化，越來越多的通信線路必然給汽車內(nèi)部構造帶來更大的要求，例如越來越多的通信線路帶給汽車自身成本控制、內(nèi)部空間控制、信號安全穩(wěn)定控制等等方面的壓力，導致總線技術已經(jīng)無法有效的滿足現(xiàn)代汽車技術的不斷進步和發(fā)展的要求。CAN 總線技術能夠有效的減少車載系統(tǒng)中的無用插件構造和通信線路的長度，進而有效的滿足了現(xiàn)代汽車對于內(nèi)部空間構造以及投入成本和車載系統(tǒng)通信安全穩(wěn)定性的要求，事實上CAN 總線技術早已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代化的數(shù)字化通信技術，建立了相對完善和靈活的網(wǎng)絡互聯(lián)系統(tǒng)，更加有助于車載系統(tǒng)運行過程中的數(shù)據(jù)通信的速度和質(zhì)量。
1.2 局域互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議（LIN）總線技術
局域互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議總線技術的英文全稱是Local Interconnect Network，因此也被簡稱為LIN 總線技術，其是由寶馬、大眾等眾多現(xiàn)代汽車企業(yè)以及沃爾沃、摩托羅拉等電子零件供應商共同開發(fā)研究并且施行的一種為了降低車載網(wǎng)絡的運行成本的串行通訊協(xié)議，其能夠通過網(wǎng)關與CAN 網(wǎng)絡實現(xiàn)有效的連接于通信，進而有效的實現(xiàn)車載電腦系統(tǒng)對于汽車內(nèi)部構造中某一功能的有效通信和控制。LIN 總線技術最大的優(yōu)點是能夠有效的降低汽車導線的材料以及裝備成本，雖然其導線的傳輸速度較低只有20kb/s，但是其具有一定的抗干擾能力，同時連線的總量也從兩根降低到一根，因此被廣泛的應用在汽車內(nèi)部精度誤差要求不高的結構功能中， 例如雨刮器的控制、車燈的控制、車窗的控制等等。
1.3 MOST 總線技術
正如上文所述，MOST 總線技術主要是為了完成車載電腦對汽車多媒體軟件以及硬件結構的有效控制和通信功能而研發(fā)和使用的總線技術，事實上汽車多媒體軟件以及硬件結構在施行的過程中必然會耗費大量的網(wǎng)絡流量以完成音頻視頻的播放、甚至包括汽車位置的GPS 導航和信息傳輸?shù)鹊裙δ�，也會耗費大量的網(wǎng)絡流量，這就給總線技術提出了質(zhì)量更高、傳輸速度更快的要求，而MOST 總線技術能夠憑借自身總線中傳輸速度最高可以達到20Mb/s 有效的完成多媒體按軟件以及硬件結構施行的網(wǎng)絡要求，事實上MOST 總線技術本質(zhì)上是一種基于光纖的串行通信協(xié)議，才能擁有如此快的通信速度和通信質(zhì)量。當前MOST 已經(jīng)較為廣泛的應用在各大汽車企業(yè)的汽車內(nèi)部系統(tǒng)中，尤其在頂級車輛的車載系統(tǒng)中，這種總線技術已經(jīng)屢見不鮮。
1.4 Flex Ray 總線技術
Flex Ray 總線技術是一種較為靈活的通訊系統(tǒng)，其主要是為了滿足未來先進汽車高速控制車內(nèi)系統(tǒng)應用的需要而研發(fā)出來的一種分布式控制系統(tǒng)，其能夠有效的在車載電腦的運行過程中補充CAN 總線技術、LIN 總線技術以及MOST 總線技術等等車內(nèi)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的標準，能夠較為有效的完成需要高通信帶寬和決定性容錯數(shù)據(jù)傳輸能力的底盤控制、車身和動力總成等車內(nèi)結構功能中。
2 CAN 總線技術的主要結構內(nèi)容
較為常見的CAN 總線技術的主要結構內(nèi)容包括電控燃油噴射系統(tǒng)、電控傳動系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)、防滑控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、巡航查明系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)以及車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)等等諸多車載電子元件和相關模塊。
3 結語
綜上所述，本文對當前汽車技術中的總線技術在車內(nèi)系統(tǒng)中的主要類型以及應用進行了具體的分析，當前汽車總線技術相比傳統(tǒng)的總線技術已經(jīng)有了非常明顯的進步，能夠較為廣泛的適應車內(nèi)各個電子系統(tǒng)的通信和控制功能，同時能夠有效的側(cè)重各自的功能結構區(qū)域，相信隨著汽車技術的發(fā)展，總線技術也必將實現(xiàn)技術更高的進步。
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