汽车电子网络通信技术的应用

2016-03-28陈益庆浙江大学

数码世界 2016年4期

陈益庆浙江大学

汽车电子网络通信技术的应用

陈益庆
浙江大学

摘要：随着现代科技的发展进步，汽车已将网际网路、无线连接、个人通信电子装置、娱乐设备等整合于一身，不断满足着人们对汽车动力性、安全性、舒适性、经济性的要求。大量设备的使用、繁琐的控制布线，方便简洁、安全可靠的控制需求促使汽车电子网络技术的变革与发展，迈入电子网络时代。

传统的单路线束连接的通信方式和控制方式效率低下，成本高昂并且随着线束的增多，布十分困难，大量线束聚集在汽车内部降低了车内电子设备的稳定性。基于以上考虑，汽车公司采用串行总线实现多路传输通信，并组建汽车电子网络，提高了通信效率，降低了制造成本，也提高了车辆的稳定性。

1　汽车总线网络的定义及分类

美国机动工程协会SAE(Society of Automotive Engineers)于2O世纪9O年代根据各总线的传输速率及总线功能把车载的总线协议分为四类。

2　汽车电子的概述及电子网络通信的应用

汽车电子按照对汽车行驶性能作用可归为两类：一类是汽车电子控制装置，即电子控制部分与汽车机械协同工作，对汽车性能有至关重要的影响。另一类是车载汽车电子控制装置，其能在独立于汽车环境使用，与汽车本身性能无直接关系。汽车电子控制装置包括发动机、底盘、车身电子控制。车载汽车电子装置主要有车载通信系统、定位导航、多媒体通信娱乐等。

2.1发动机控制系统通信

发动机是汽车的动力装置，使供入其中的燃料燃烧而发出动力。发动机性能性能是评价汽车性能的重要指标。发动机新技术如电子燃油喷射系统(EFI)，电子点火系统(ESA)等大大提高了喷油正时、喷油量，点火正时等控制精度。发动机数据采集如发动机转速、点火次数、喷油次数等在一秒中都可以达到数十次，其信息量大、传输速率也要快且精度高。传统的控制通信方法是无法满足的，为了更好的实现其功能，高速CAN总线得以运用，解决了其技术要求。为发动机的信息传输控制提供技术支持和保障。

2.2底盘电子控制通信系统

汽车底盘包括有传动系统、转动系统、制动系统。传动装置将发动机输出的动力传给驱动车轮，通过行驶和控制装置来支撑全车并保证汽车正常运行。汽车电子控制系统如防抱死制动系统(ABs)、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定控制系统(ESP)、电动助力转向系统(EPS)、主动悬挂阻尼器控制系统(ADC)、主动横向稳定器(ARC)等。汽车底盘各个控制系统之间相辅相成，彼此的影响也越来越大。节约资源、提高控制系统的可靠性、优化控制效果成为其底盘控制首要目标。高速cAN总线控制网络的引入，很好的实现了其要求：将两个或多个控制系统结合起来，对底盘实现多层控制。

2.3车身电子控制系统

车身是驾驶员工作和装载乘客、货物的场所。车身电子技术包括汽车安全舒适性控制和信息通讯系统，主要用于增强汽车的安全、舒适和方便性的自动车窗、中央防盗门锁、自适应空调、座椅控制、安全带、安全气囊等。与发动机控制系统相比，车身系统的部件布置在各处，使其线束增长，易受干扰等影响。LIN(LocalInterconnect Network)总线协议作为一种低成本的串行总线协议，广泛应用于车身电子控制装置。如车门、车窗、电机、开关、传感器和车灯等控制。

2.4信息系统网络

主要是指车载的的电子技术，比如车载电话，上网设备，音响等系统。这些车载系统对信息系统的通信总线一般要求总量大，通信速度快。MOST(Media Oriented Systems Transport)作为多媒体信息系统的一种总线标准，被用于汽车多媒体娱乐和远程信息设备。MOST网络以其高速、低成本、抗干扰、质量轻、灵活等优势成为许多车载数字多媒体系统的主干网络。

3　汽车电子网络技术展望

随着电子技术和大规模的集成电路的迅速发展，汽车网络技术已在汽车上得到广泛的应用，一些汽车的电子装置已经占了整车造价的三分之一，而目前一些高档轿车上的电子控制单元已达几十个，传感器有上百个，它们通过汽车电子网络来实现信息交换和功能控制。大大提高汽车的动力性、操作稳定性、安全性，为汽车技术注入新的活力。