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            汽车电气数据总线概述                   

1 引言
  随着汽车燃油电喷、电动门窗、电动座椅等电控系统的增加,如果仍采用常规的布线方式,即电线一端与开关相接,另一端与用电设备相通,将导致汽车上电线数目急剧增加。目前,一根线束包裹着几十根电线的现象很普通。在一些高级轿车上,电线的质量占到整车质量的4%左右。电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性,增加了维修的难度。尤其是在追求汽车小型化及实用化的今天,粗大的线束不但占用了汽车上宝贵的空间资源,而且也越来越难以安装它的隐蔽位置。目前,汽车新技术的发展应用与汽车线束根数及线径急剧增加的矛盾相当突出。
  2 汽车电气数据总线简介
  什么是数据总线呢?所谓数据总线,就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享,从而最大限度地提高系统整体效率,充分利用有限的资源。例如,常见的电脑键盘有104位键,可以发出百多个不同的指令,但键盘与主机之间的数据连接线却只有7根,键盘正是依靠这7根数据连接线上不同的电平组合(编码信号)来传递信号的。如果把这种方式应用在汽车电气系统上,就可以大大简化目前的汽车电路。可以通过不同的编码信号来表示不同的开关动作、信号解码后,根据指令接通或断开对应的用电设备(前照灯、刮水器、电动座椅等)。这样,就能将过去一线一用的专线制改为一线多用制,大大减少了汽车上电线的数目,缩小了线束的直径。当然,数据总线还将使计算机技术融入整个汽车系统之中,加速汽车智能化的发展。
  20世纪90年代以来,汽车上的电控装置越来越多,例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电动门窗装置、主动悬架等。随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,汽车上的电子控制器的数量越来越多。因此,一种新的概念——汽车上电子控制器局域网络CAN的概念也就应运而生。为使不同厂家生产的零部件能在同一辆汽车上协调工作,必须制定标准。按照ISO有关标准,CAN的拓朴结构为总线式,因此为称为CAN总线。
  正如公路运输需要交通规则来维持正常的动作一样,数据总线也需要信号传递规范。其中,一种基本的规则是分时。在这种规则下,数据总线在每一时刻只能被2个部件占用,在2个部件之间传递信号。由于电信号传播的速度极快,因此数据总线完全可以满足许多部件进行分时信号传递的需要。
  在现代轿车的设计中,CAN已经成为必须采用的装置,奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将CAN作为电子控制器联网的手段。由于我国中高级轿车主要以欧洲车型为主,因此欧洲车型应用最广泛的CAN技术,也将是国产轿车引起的技术项目。目前汽车上的网络连接方式主要采用2根CAN总线,一根是用于驱动系统的高速CAN总线,速率达到500kb/s,另一根是用于车身系统的低速CAN总线,速率是100kb/s。
  驱动系统用CAN总线主要连接对象是发动机ECU、ASR及ABSECU、SRSECU、组合仪表等。它们的基本特征相同,都是控制与汽车行驶直接相关的系统。车身系统用CAN总线主要连接对象是4门以上的集控锁、电动门窗、后视镜和厢内照明灯等。有些先进的轿车除了上述2根CAN总线外,还有第3根CAN总线,它主要负责卫星导航及智能通讯系统。
  目前,驱动系统用CAN总线和车身系统用CAN总线这2根总线之间是独立的,彼此之间没有关系。今后工程技术人员将逐步克服技术障碍,设置“网关”,在各根CAN总线之间搭桥实现资源共享,将各个数据总线上的信号反馈到仪表板总成上的显示屏上。驾驶员只要看看显示屏,就可以知道各个电控装置是否正常工作。
  数据总线技术引入汽车,对汽车电子技术的发展必将起到积极的推进作用。


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