網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)中的運(yùn)用畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-29 06:30本頁(yè)面
【正文】 ，控制器局域網(wǎng)CAN是20世紀(jì)80年代初BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車(chē)中眾多控制單元、測(cè)試儀器之間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)一種串行通信協(xié)議，經(jīng)多次修訂，于1991年9月形成技術(shù)規(guī)范20版本。3類(lèi)網(wǎng)絡(luò)功能均向下涵蓋，即B類(lèi)支持A類(lèi)網(wǎng)功能；C類(lèi)網(wǎng)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)B類(lèi)和A類(lèi)網(wǎng)功能。Mb/s，主要用于懸架控制、牽引控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS等系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化分布式控制和進(jìn)一步減少車(chē)身線束。主要應(yīng)用于電子車(chē)輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)，以減少冗余傳感器和其他電子部件。B類(lèi)面向獨(dú)立模塊間資料共享中速網(wǎng)絡(luò)，位元速率一般為10～100kb/s。目前存多種汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其側(cè)重功能有所不同，為方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用，SAE車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)將汽車(chē)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為A，B，C三類(lèi)。又如Philips，Intel，Motorola等公司推出了符合網(wǎng)絡(luò)相關(guān)協(xié)議微處理器產(chǎn)品。J國(guó)外網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定以及符合網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)微處理器、通信協(xié)議等方面都已經(jīng)有了成果。汽車(chē)局域網(wǎng)研究與開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行，有已取成效。(5）大量資料交換流通，使不增加硬件情況下提高、擴(kuò)充子系統(tǒng)功能成為現(xiàn)實(shí)。所有子系統(tǒng)均使用同一資料，減少了傳感器使用，還資料同一性提高了子系統(tǒng)控制精度，解子系統(tǒng)采集、轉(zhuǎn)換資料所帶來(lái)負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。(3）資料一致性針對(duì)不同汽車(chē)電子設(shè)備配置，無(wú)需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)就可以使用，擴(kuò)展容易。(1）靈活組成結(jié)構(gòu)汽車(chē)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)除具有一般網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)外，還應(yīng)具有以下特點(diǎn)：采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，共用所有傳感器，還可以共用其他設(shè)備，如進(jìn)行了環(huán)形網(wǎng)控制，幾十個(gè)微機(jī)，個(gè)別出現(xiàn)問(wèn)題，是環(huán)形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，整車(chē)還可以正常運(yùn)行。上述各種類(lèi)型控制都有優(yōu)缺點(diǎn)，但網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)上應(yīng)用后，就可發(fā)揮各型控制優(yōu)點(diǎn)，克服了他們?nèi)秉c(diǎn)。(2)分級(jí)控制系統(tǒng)如日產(chǎn)公司分級(jí)控制系統(tǒng)，他用1臺(tái)中央控制計(jì)算器指揮4臺(tái)微機(jī)，分別控制防滑制動(dòng)、優(yōu)化點(diǎn)火、燃油噴射、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｋ^分散控制就是汽車(chē)上一個(gè)部件如點(diǎn)火或噴油，用一個(gè)微控制器進(jìn)行控制，這是微機(jī)汽車(chē)上應(yīng)用起始。 圖9 薩拉畢加索車(chē)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖薩拉畢加索汽車(chē)的中央控制計(jì)算機(jī)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)管理41 個(gè)主要的系統(tǒng)信息，例如，鑰匙防盜密碼、車(chē)門(mén)是否開(kāi)啟、前雨刮在停車(chē)時(shí)降低工作檔位、后雨刮在倒車(chē)時(shí)自動(dòng)工作、燃油量、燃油消耗量、續(xù)航里程、超速報(bào)警、低溫行車(chē)時(shí)提示以及到達(dá)保養(yǎng)里程提示等等，并且還可以監(jiān)測(cè)和記錄各個(gè)控制系統(tǒng)工作中的故障，對(duì)于重要的故障，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、ABS、安全氣囊系統(tǒng)等故障，可以用報(bào)警燈提示駕駛員注意，同時(shí)便于在車(chē)輛維修時(shí)維修人員利用故障診斷儀讀取車(chē)輛所發(fā)生的故障，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)排除故障。該車(chē)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（VAN 總線）示意圖如圖9 所示。然而，該車(chē)的最大的特點(diǎn)是在電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用在汽車(chē)上的這些優(yōu)越性使得汽車(chē)電器系統(tǒng)的可靠性大幅度提高。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用在汽車(chē)上除了可以減少布置空間、降低成本外，另外一個(gè)最大的優(yōu)越性就是，可以最大限度的降低外界電磁輻射的影響，抗干擾能力強(qiáng)，而且可以補(bǔ)償接地不良等問(wèn)題，從而保證所傳遞的信息具有較高的可信度。 汽車(chē)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)總線一般為雙線，二根線上傳遞的是大小相等、相位相反的數(shù)字化信號(hào)（圖8）。而模擬量信號(hào)在傳遞過(guò)程中容易受到外界的干擾。汽車(chē)的中央控制計(jì)算機(jī)可以對(duì)所有控制系統(tǒng)的各種信息進(jìn)行管理，并通過(guò)多功能顯示屏向駕駛員提供盡可能多的信息，例如汽車(chē)的百公里燃油油耗、瞬時(shí)燃油消耗、續(xù)航里程、平均車(chē)速等，此外，還可以對(duì)汽車(chē)局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄各個(gè)控制系統(tǒng)所發(fā)生的故障等。 圖6 傳統(tǒng)的模擬量信息傳遞 圖7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化信息傳遞汽車(chē)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用了計(jì)算機(jī)總線控制技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)總線傳遞的信息是數(shù)字化的信息流，發(fā)出信息的計(jì)算機(jī)根據(jù)通信協(xié)議對(duì)本控制系統(tǒng)中的各種信息進(jìn)行編碼后將信息發(fā)出，其他需要利用該信息的計(jì)算機(jī)根據(jù)通信協(xié)議對(duì)信息進(jìn)行解碼后即可獲得信息（圖7）。 圖4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)方案 圖5 某車(chē)型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用在汽車(chē)上可以管理更多的信息 傳統(tǒng)的汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間的信息是通過(guò)線束傳遞，傳遞的是模擬量的信息，如代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速、溫度或壓力等物理量變化的電壓、電流等（圖6）。隨著汽車(chē)上的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的不斷增加，如圖5 中給出的某車(chē)型上的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種優(yōu)越性就顯得更為突出。隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間傳遞信息量的增加，傳統(tǒng)汽車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的線束和接插件急劇增加，而運(yùn)用計(jì)
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