汽车总线通信网络技术

1.社会责任与用户的需要

无论是从政府立法机关要求降低废气排放和燃油消耗的角度，还是从客户希望不断改善驾驶舒适性和安全性的角度，都要求车辆使用大量的电子模块。

当今的汽车从发动机、变速器、车身稳定到防盗及音响等各个部分都已使用电子模块进行控制，大多数电子模块都需要相同的输入信息来进行有效操作。例如，变速器和防抱死制动器似乎是互不相关的系统，但它们都需要车速信息；车门的开/闭锁和发动机的油泵继电器控制也属于互不相关的系统，但都需要遥控器发出的认证信息。如果这些系统能从同一输入得到相同的信息，就可以减少汽车上传感器和接线的数量了。

以动力系统为例。如果汽车不用总线通信网络，而是使用发动机转速信号、制动信号和加速踏板信号的电子模块，则需要使用大量的导线连接每个电子模块与相应的传感器和执行器，此时的通信方式是点对点通信。使用总线系统后，该电子模块检测信号可与其他电子模块共享数据，这样只需设置1条或2条通信线路。

电子模块之间的导线连接与电子模块之间的总线连接对比如图1-4所示。

图1-4　电子模块之间的导线连接与电子模块之间的总线连接对比

（a）导线连接；（b）总线连接(www.xing528.com)

2.汽车电子化智能化需要

随着汽车电子化和智能化的深入，以网络通信为基础的线控技术（Control by Wire，CBW）已在汽车上普遍应用。

线控是指用电子信息的传输取代过去由机械、液压或气动的系统连接的传动部分，如换挡连杆、油门拉线、转向机传动机构、制动油路系统等。线控技术不仅仅是这些连接方式的变化，还包括操纵机构和操纵方式的变化以及执行机构的变化（电气化）。线控技术的广泛应用将形成一种全新的汽车结构。线控系统的基本结构原理框图如图1-5所示，驾驶人员通过人机接口，将操控动作转换为电信号传到执行机构，由执行机构控制功能装置。传感机构感知功能装置状态，通过电信号将状态传给人机接口，反馈给驾驶人员。线控系统的人机接口、执行机构、传感机构和其他系统之间要进行大量的信息传输，显然，基于串行通信的网络技术是实现这种通信功能的最佳结构。

图1-5　线控系统的基本结构原理框图

线控技术要求网络的实时性好、可靠性高，而且一些线控部分要求具有冗余的功能，以保证在故障时仍可实现这个装置（总成）的基本功能，如ABS和动力转向在线路故障时仍具有制动和转向的基本功能。这就要求用于线控的网络数据传输速率高、时间特性好、可靠性高和具有必要的冗余技术。

汽车上使用总线通信网络技术得益于计算机网络在生活中的广泛应用和智能交通系统的应用，这使汽车成为互联网上的一个（或多个）终端。

目前，在汽车上应用的汽车联网技术，可以为汽车提供办公室或家庭中的网络信息服务。在智能交通体系中，一方面无人驾驶技术已纳入国家的发展战略，另一方面一辆汽车应当具有接收和提供相关信息的功能，如接收定位信号、提供地理信息服务、接收管理信息、发送本车状态信息、进行安全服务请求等。要完成这些任务，需要很强的通信能力和数据共享功能。