控制器局域网技术在汽车中的应用研究

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控制器局域网技术在汽车中的应用研究

1.引言

随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展,以全数字式现场总线为代表的现场控制仪表、设备大量应用,使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化。繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替,系统设计灵活,设备维护简单,信号传输质量也大大提高,为工业现场控制用户带来巨大好处。经过长时间发展,已形成Hart、Lonworks、Profibus、Bitbus及CAN等多种现场总线协议。

随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用,汽车电子化程度越来越高,特别是微控制器进入汽车控制领域后,给汽车发展带来了划时代的变化,汽车的动力性、操作稳定性、安全性、燃油经济性、对环境的友好性都得到了大幅提升。

电子设备的大量应用,必然导致车身布线愈长愈复杂、运行可靠性降低、故障维修难度增大。特别是电子控制单元的大量引入,为了提高信号的利用率,要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享,汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换,传统线柬已远远不能满足这种需求。针对上述问题,就选择了网络技术,在借鉴计算机网络技术和现场控制技术的基础上,开发出了各种适用于汽车环境的汽车网络技术。

和其它控制现场相比,汽车内温度变化范围大(-45-100℃),电磁干扰和其它电子噪声强,环境恶劣,网络在车内的运行可靠性尤为重要,这不但体现在网络结构自身的容错能力和抗干扰能力上,而且也体现在信号的编码方式和传输方式上。汽车局域网无一例外地都采用了同步串行传输方式,数据信号多采用PWM和NRZ编码,通常位速率高于100kbps采用NRZ编码,低于100kbps采用PWM编码方式。

众多国际知名汽车公司早在80年代就积极致力于汽车网络技术的研究及应用。迄今为止,已有多种网络标准,如SAE的J1850、德国大众的ABUS、博世的CAN、美国商用机器的AutoCAN、ISO的VAN、马自达的PALMNET等。

按照我国汽车电子技术发展规划,进入21世纪后轿车电子技术可达国外90年代水平,届时也将会有大量智能电子控制单元被引入。为缩短同国外轿车技术水平,提高自身的竞争力,单纯靠技术引进不利于长期发展,消化、吸收、研究和开发自己的汽车网络应用系统已势在必行。

2.汽车中的信息多路传输与控制器局域网

目前存在的多种汽车网络标准,其侧重的功能有所不同,为方便研究和设计应用,SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类。 A类

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