汽车汇流排(automotive bus)随着汽车各系统的控制逐步向自动化和智慧型化转变,汽车电气系统变得日益複杂。传统的电气系统大多採用点对点的单一通信方式,相互之间少有联繫,这样必然会形成庞大的布线系统。据统计,一辆採用传统布线方法的高档汽车中,其导线长度可达2000米,电气节点可达l5 00个,而且该数字大约每10年就将增加1倍。这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看,传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。另外,为了满足各电子系统的实时性要求,须对汽车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享,而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。因此,传统的电气网路已无法适应现代汽车电子系统的发展,于是新型汽车汇流排技术便应运而生。
基本介绍
- 中文名:汽车汇流排
- 外文名:automotive bus
- 技术:採用汇流排控制
- 种类:CAN汇流排,LIN汇流排,VAN汇流排
- 别名:汽车汇流排技术
- 作用:控制到安全保证系统以及仪表报警
- 汇流排系统:动力系统汇流排
种类
目前汽车上普遍採用的汽车汇流排有局部互联协定LIN和控制器区域网路CAN,正在发展中的汽车汇流排技术还有高速容错网路协定FlexRay、用于汽车多媒体和导航的MOST以及与计算机网路兼容的蓝牙、无线区域网路等无线网路技术。
LIN是一种低成本的串列通讯网路协定,採用单个主控制器多个从设备的模式,在主从设备之间只需要1根电压为12伏的信号线。这种主要面向“感测器/执行器控制"的低速网路,其最高传输速率可达20千比特/秒,主要套用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。典型的LIN网路的节点数可以达到12个。以门窗控制为例,在车门上有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等,只需要1个LIN网路就可以把它们连为一体。而通过CAN网关,LIN网路还可以和汽车其他系统进行信息交换,实现更丰富的功能。目前LIN已经成为国际标準,被大多数汽车製造商和零部件生产商所接受。
在当前的汽车汇流排网路市场上,占据主导地位的是CAN汇流排。CAN汇流排是德国博世有限责任公司在20世纪80年代初为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换问题而开发的一种串列数据通讯协定。它的短帧数据结构、非破坏性汇流排性仲裁技术及灵活的通讯方式适应了汽车的实时性和可靠性要求。
SAE分类汇流排
目前,绝大多数车用汇流排都被SAE(美国汽车工程师协会)下属的汽车网路委员会按照协定特性分为A、B、C、D四类。
A类汇流排
面向感测器或执行器管理的低速网路,它的位传输速率通常小于 20Kb/S。
A类汇流排以LIN(Local Interconnect Network 本地网际网路)规範最有前途。其由摩托罗拉(Motorola)与奥迪(Audi)等知名企业联手推出的一种新型低成本的开放式串列通讯协定,主要用于车内分散式电控系统,尤其是面向智慧型感测器或执行器的数位化通讯场合。
B类汇流排
面向独立控制模组间信息共享的中速网路,位速一般在10~125 Kb/S之间。
B类汇流排以CAN(Controller Area Network 控制器区域网路)最为着名。CAN网路最初是BOSCH公司为欧洲汽车市场所开发的,只用于汽车内部测量和执行部件间的数据通讯,逐渐的发展完善技术和功能,1993年ISO正式颁布了道路交通运输工具一数字信息交换一高速通讯控制器区域网路(CAN)国际标準(ISO11898-1),近几年低速容错CAN的标準ISO 11519-2 也开始在欧洲的一些车型中得到广泛的套用。B类汇流排主要套用于车身电子的舒适型模组和显示仪表等设备中。
C类汇流排
面向闭环实时控制的多路传输高速网路,位速率多在125Kb/S ~ 1Mb/S 之间。
C类汇流排主要用于车上动力系统中对通讯的实时性要求比较高的场合,主要服务于动力传递系统。在欧洲,汽车厂商大多使用“高速CAN”作为C类汇流排,它实际上就是ISO 11898-1 中位速率高于125Kb/S的那部分标準。美国则在卡车极其拖车、课程、建筑机械和农业动力设备中大量使用专门的通讯协定 SAEJ1939。
D类汇流排
面向多媒体设备、高速数据流传输的高性能网路,位速率一般在 2Mb/S 以上,主要用于CD等播放机和液晶显示设备。
D类汇流排近期才被採纳入SAE对汇流排的分类範畴之中。其频宽範畴相当大,用到的传输介质也有好几种。其又被分为低速(IDB-C为代表)、高速(IDB-M为代表)和无线(Bluetooth 蓝牙为代表)三大範畴,这里不再详细介绍。
新型专用汇流排
在汽车电子系统的网路化进程中,许多汇流排新近被研发出来。其由于各种原因未被SAE收录,但是其重要性不言而喻,姑且称为专用汇流排。 举例: 故障诊断汇流排;安全汇流排;X-by-wire汇流排。