車用線束與CAN總線控制車內(nèi)通信技術(shù)動向

　　迄今，有關(guān)42V的研究開發(fā)的世界團(tuán)體是麻省理工學(xué)院(MIT)的咨詢機(jī)構(gòu)。日本Fujikura在1999年開始加入該組織，并且參與活動。目前，日本、歐洲與美國通過合作正在制定42V標(biāo)準(zhǔn)?？梢云诖捎谥贫?2V標(biāo)準(zhǔn)，將降低部件成本，以加速42V電源的普及。

　　實施42V電氣系統(tǒng)將從雙電壓(14V、42V)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)起步，逐步過渡到單一42V電氣系統(tǒng)，需要多長時間才能完成由14V向42V轉(zhuǎn)變，取決于汽車電子技術(shù)的發(fā)展和消費(fèi)者承受能力。

　　車內(nèi)局域網(wǎng)(LAN)通信協(xié)議的現(xiàn)狀與發(fā)展動向

　　隨著電子技術(shù)在汽車上廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致車身布線龐大而復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計,一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高級轎車中，其導(dǎo)線長度可達(dá)2km，電氣接點(diǎn)可達(dá)1500個，因而汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為汽車技術(shù)發(fā)展的一個方向。

　　很早以來，多路通信技術(shù)被看成解決車用線束不斷增加的方法。世界各大汽車制造公司都制定專用標(biāo)準(zhǔn)?？墒?，多路通信技術(shù)由于價格昂貴只用于高級車上。近年來，車用電子系統(tǒng)不斷增加，數(shù)據(jù)輸送速度不足，并且小型經(jīng)濟(jì)型車也要求向高功能方向發(fā)展，再加上線束不斷增加，形成“肥大化”，因此，以此為背景，自2000年開始，在國外轎車上開始使用控制器局域網(wǎng)(CAN)的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。

　　現(xiàn)在,最多使用的通信協(xié)議就是高速CAN，其中最重要的局域網(wǎng)應(yīng)用于動力傳動系統(tǒng)與部件車身系通信。控制器局域網(wǎng)(CAN)的特點(diǎn)是，事件觸發(fā)器(Event trigger)、CSMA/CA方式(如果總線空載，則所有電控單元均能發(fā)出信號，而當(dāng)信號沖突時，讓高優(yōu)先度信號先發(fā)出，然后再是其他信號發(fā)出)。當(dāng)網(wǎng)上信息量增加時，就很難保證響應(yīng)時間和預(yù)測性。在現(xiàn)代高級轎車上設(shè)有70個以上電控單元，由于網(wǎng)絡(luò)上信息量有不斷增加的趨勢，所以網(wǎng)絡(luò)加以分割，在每一個車身系或動力傳動系分別設(shè)有網(wǎng)絡(luò)，只有必需的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)間連接器(gateway)進(jìn)行轉(zhuǎn)接(在車輛內(nèi)應(yīng)用二個通信協(xié)議)。

　　以下概要介紹車身系、動力傳動系、多媒體系統(tǒng)及用于安全系統(tǒng)的車內(nèi)局域網(wǎng)(附表)。

　　1.車身系

　　(1)低速控制器局域網(wǎng)CAN(Controller Area Network.～125kbps)這是CAN的低速版本。其構(gòu)成與高速CAN基本相同，但是在雙線式總線中，即使單側(cè)發(fā)生故障(短路、斷線)仍然繼續(xù)通信。導(dǎo)線介質(zhì)是銅線，使用單線或雙絞電線。

　　(2)LIN(Local Interconnect Network,～20kbps)

　　LIN是局部互聯(lián)網(wǎng)，這是車身系統(tǒng)低速通信專用的通信協(xié)議，使用成本低(I/F為通用型的UART)，主/從方式(采用單個主控制器/多個從設(shè)備的方式)。Rev.2.0規(guī)格已經(jīng)公布(2003年9月)，導(dǎo)線采用銅線(單線)。

　　2.動力傳動系

　　(1)高速控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network,～1Mbps)

　　這是現(xiàn)在最廣泛使用的車內(nèi)局域網(wǎng)通信協(xié)議。其特點(diǎn)是，事件觸發(fā)器，CSMA/CA方式。預(yù)計在北美自2007年開始，高速CAN(500kbps)作為診斷用通信協(xié)議將制定標(biāo)準(zhǔn)并成為法規(guī)。導(dǎo)線為銅線，一般使用雙絞線。

　　(2)FlexRay(～10Mbps)

　　FlexRay是高速容錯網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是新一代的車內(nèi)局域網(wǎng)通信協(xié)議。以歐洲為中心，正在開發(fā)中。Ver.2.0規(guī)格已公布(2004年9月)，其特點(diǎn)是高速性，采用TDMA方式(采用同步方式，以通信程序進(jìn)行管理)，高可靠性(設(shè)有雙線束驅(qū)動器，具有信號發(fā)送定時監(jiān)視功能)，可考慮應(yīng)用于汽車安全系統(tǒng)中，搭載Flex Ray的汽車預(yù)計在2008年問世。在Ver.2.0上使用銅線。