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车载网络技能200问题解析

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:车载网络系统是指汽车上多个电控系统的控制单元之间相互连接、协调工作并共享信息 构成的汽车车载计算机网络系统。控制单元一般是汽车内部系统控制模块的代名词。控制单元是电控系统的核心。车载网络系统的构建能从根本上解决上述问题。目前,世界上所有汽车制造商无一例外地在车载网络系统的研发和应用上投入大量人力和物力。

车载网络技能200问题解析

车载网络系统是指汽车上多个电控系统的控制单元之间相互连接、协调工作并共享信息 构成的汽车车载计算机网络系统。控制单元(Electronic Control Unit,ECU)一般是汽车内部系统控制模块的代名词。ECU的主要部分是微机,而核心部件是CPU。ECU将输入信号转化为数字形式,根据存储的参考数据进行对比加工,计算出输出值,输出信号再经功率放大去控制若干个调节伺服元件,如继电器和开关等。因此,ECU实际上是一个“电子控制单元”,它由输入电路、微机和输出电路三部分组成。控制单元(ECU)是电控系统的核心。

传统汽车通常采用导线将控制单元及负载设备连接起来,即采用点对点通信方式。随着汽车电子技术的不断发展,车辆上的电控系统越来越多,功能也越来越复杂,采用了很多控制单元。例如,动力系统方面有发动机电控系统、自动变速器电控系统、ABS制动防抱死电控系统、牵引控制系统等;车身系统方面有车门电控系统、座椅电控系统、车灯电控系统、安全气囊电控系统、空调电控系统等;娱乐及媒体系统方面有收音机电控系统、车载电话电控系统、导航电控系统、CD播放电控系统、电视电控系统等。

每一个控制单元都需要和多个传感器、执行器之间进行信息传递,而每一个输入、输出信号又可能与多个控制单元之间发生通信。如果每个电控系统都独立配置一整套相应的传感器和执行器,势必造成导线的大量增加,从而使得在有限的汽车空间内布线越来越困难,限制了功能的扩展,也增加了汽车维修人员进行故障诊断和维修的难度。此外,汽车综合控制的准确性也要求输入、输出信号和数据能做到共享,只有这样才能对汽车实现更为复杂的控制。

因此,汽车上的控制单元并不是仅仅与负载设备简单地连接,更多的是与外围设备及其他控制单元进行信息交流,并经过复杂的控制运算,发出控制指令,简单的导线连接无法做到这一点。另外,不同的控制单元常常会同时用到相同的传感器信号,简单的导线连接势必造成传感器或导线的浪费和电路的复杂化,而导线本身是汽车电子系统中成本较高的部件。据统计,导线质量在汽车上可占整车质量的4%,导线质量每增加50kg,油耗会增加0.2L/100km。

车载网络系统的构建能从根本上解决上述问题。我们经常说到的计算机网络,简单来说,就是分布在不同地点、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,在软件和协议管理下进行信息交换,实现资源共享和协同工作。将其引申到车载网络,则是指分布在车辆上不同位置、各自独立的多个电控系统,通过数据总线和网关服务器连接在一起,通过规定的通信协议实现信息共享、共同工作和复杂功能。(www.xing528.com)

图1-1就是一个典型的车载网络系统,它将上述汽车上的各个电控系统的控制单元用数据总线(等同于网线)统统连接成了一个网络,从而实现信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体可靠性的目的。目前,世界上所有汽车制造商无一例外地在车载网络系统的研发和应用上投入大量人力和物力。同时,用户也从中获得了实际利益,这直接体现在汽车性价比的提高上。

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图1-1 典型车载网络系统

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