計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車中的應(yīng)用

周洪波

（上海通用（沈陽）北盛汽車有限公司，遼寧 沈陽 110044）

當(dāng)前，大多數(shù)汽車結(jié)構(gòu)都正趨向于電子化發(fā)展，無論是動(dòng)力系統(tǒng)還是管理系統(tǒng)都配備了一定的電子控制裝置，且在一些中高檔汽車上其數(shù)量甚至更多。 傳統(tǒng)的汽車結(jié)構(gòu)中，由于各結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)的設(shè)備通訊必要，往往在其內(nèi)部架構(gòu)中加入相當(dāng)多的導(dǎo)線，盡管對(duì)點(diǎn)控制的要求理應(yīng)如此，但隨著汽車各方面設(shè)備性能的不斷提高，導(dǎo)線連接中的問題也經(jīng)常性的發(fā)生，極大地造成了汽車使用的諸多不便。 這樣一種形式下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入應(yīng)用順時(shí)而生， 在汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)通訊網(wǎng)絡(luò)的妥善建設(shè)下，整個(gè)通訊系統(tǒng)逐漸達(dá)到了簡單、迅速、高效的傳輸要求，而伴隨著導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的日益精簡化，汽車內(nèi)部系統(tǒng)的穩(wěn)定性也因此保持在了較高的水平上。

1 汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分類

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的多元化發(fā)展， 各類電子系統(tǒng)也逐漸擁有了其不同的側(cè)重點(diǎn)，在汽車結(jié)構(gòu)的不同部位發(fā)揮著各自應(yīng)有的作用。 目前看來，應(yīng)用較為廣泛的主要為以下三種。

1.1 低速網(wǎng)絡(luò)

這類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要用于車門、車窗、座椅、后備箱以及燈光等一些傳輸速率要求較低的結(jié)構(gòu)上，屬于一種基本性的電子系統(tǒng)控制類型。 由于負(fù)責(zé)的工作相對(duì)簡易，因此這類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)往往對(duì)傳輸速度、 傳輸延時(shí)以及時(shí)鐘離散度等的要求都較低，而且一般情況下均以傳感器和執(zhí)行器的控制為基準(zhǔn)。 當(dāng)然，很多時(shí)候由于相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，這類系統(tǒng)也經(jīng)常性的被作為一些底層的局部網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)節(jié)而存在，為其他系統(tǒng)的高需求工作提供必要的基礎(chǔ)保障。

1.2 中速網(wǎng)絡(luò)

相較于低速網(wǎng)絡(luò)而言，這類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有一定的獨(dú)立性及針對(duì)性。在汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，其往往負(fù)責(zé)相對(duì)較為重要的儀表體系、故障診斷體系以及安全體系等多方面的信息處理工作。而在汽車的實(shí)際工作過程中， 這類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)往往針對(duì)于部分特定模塊的信息共享工作而發(fā)揮效力， 進(jìn)而保證各中層體系的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。由于相應(yīng)工作標(biāo)準(zhǔn)的提高，這中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)于傳輸?shù)乃俾实纫簿陀辛诉M(jìn)一步的要求。 當(dāng)然， 由于在一些獨(dú)立的系統(tǒng)板塊中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用效果較為明顯，因此中速網(wǎng)絡(luò)對(duì)于其相關(guān)部件的數(shù)量調(diào)整及結(jié)構(gòu)優(yōu)化也就起著至關(guān)重要的作用。

1.3 高速網(wǎng)絡(luò)

在汽車結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的過程中， 高度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用無疑是 “雪中送炭”， 其不僅進(jìn)一步減少了結(jié)構(gòu)體系中的導(dǎo)線線束， 還很好的實(shí)現(xiàn)了重要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)及管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制。 目前應(yīng)用較為廣泛的的德國CAN 網(wǎng)絡(luò)無疑就是這類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一種，而且還很大程度上引領(lǐng)了汽車行業(yè)數(shù)據(jù)通訊發(fā)展的潮流，其在實(shí)時(shí)性、傳輸距離以及抗干擾方面的一系列優(yōu)點(diǎn)也得到了最大化的直觀體現(xiàn)。

2 電子系統(tǒng)在汽車結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用

從目前電子系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)合進(jìn)程來看， 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在汽車中的應(yīng)用已深化到各個(gè)方面，就動(dòng)力系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)兩個(gè)方面而言，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 管理方面

電子系統(tǒng)在汽車控制系統(tǒng)中往往作為一種通信總線而進(jìn)行多方式工作， 并對(duì)各類數(shù)據(jù)的傳輸建立起來全面的網(wǎng)絡(luò)體系。 在實(shí)際工作中，電子系統(tǒng)通過對(duì)各節(jié)點(diǎn)信息的優(yōu)先級(jí)分類，很好滿足了各個(gè)裝置在不同時(shí)間段的需求，而在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線進(jìn)行通信時(shí)，根據(jù)其優(yōu)先級(jí)的不同，低級(jí)節(jié)點(diǎn)往往會(huì)做出讓步，以便其他重要節(jié)點(diǎn)信息的高速傳輸，這無疑大大節(jié)省了總線在處理節(jié)點(diǎn)沖突上的時(shí)間，也很大程度上實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)應(yīng)的高效數(shù)據(jù)傳輸。

當(dāng)然，在汽車控制系統(tǒng)中，由于部分裝置設(shè)備的故障，也常常出現(xiàn)信息報(bào)錯(cuò)的情況，這時(shí)候電子系統(tǒng)也往往能發(fā)揮關(guān)鍵性的功效。 由于電子系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置了出錯(cuò)檢測的功能，因此其便能及時(shí)的對(duì)錯(cuò)誤信息進(jìn)行標(biāo)注并控制相應(yīng)的裝置實(shí)時(shí)關(guān)閉其輸出功能，有效避免了故障的進(jìn)一步加大。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)用方面

現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，電子裝置的配備也越來越全面化，不僅在燃油噴射系統(tǒng)以及自動(dòng)變速系統(tǒng)中得到直觀的體現(xiàn)，更在重要的剎車制動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用。 針對(duì)于這些裝置的要求，汽車電子系統(tǒng)也利用各部位的電子控制構(gòu)件組成了全面的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，有效替換了傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)中采用直接接信號(hào)線的復(fù)雜控制模式，而通過電控系統(tǒng)很好的實(shí)現(xiàn)了重要控制裝置的大量數(shù)據(jù)檢測及交換。 而且在總線控制上，電子系統(tǒng)采用了先進(jìn)的雙線體系，即使一條控制線路出現(xiàn)問題，另一條也能馬上負(fù)擔(dān)起整個(gè)汽車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸要求。 當(dāng)然，由于電磁場經(jīng)常會(huì)無形中影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電化控制也有效加強(qiáng)了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的抗干擾性。 更重要的是，傳感器及導(dǎo)線布置的整體減少大大減少了汽車制造的成本，電子系統(tǒng)控制的方式也有效協(xié)調(diào)了各部件的通信傳輸， 且靈活性、多樣性以及實(shí)效性變得更高，因此電子系統(tǒng)在汽車結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用程度也將隨著機(jī)械設(shè)備的不斷先進(jìn)而達(dá)到一個(gè)較高的水平。

3 總結(jié)

電子系統(tǒng)已然成為汽車結(jié)構(gòu)中的必要組成部分， 其在各部分裝置中的應(yīng)用也日益全面化。 顯然，電子系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)合已經(jīng)成了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大勢，未來高科技汽車制造的方向也將逐步走向控制智能化與調(diào)節(jié)智能化。 縱觀汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程， 從內(nèi)燃機(jī)的使用到如今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的普及，無一不是經(jīng)歷了一系列的技術(shù)革新，而我們需要落實(shí)的工作要點(diǎn)也始終很多，尤其是在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體制下，降低成本，加強(qiáng)實(shí)用性與循環(huán)性，推進(jìn)技術(shù)方面的創(chuàng)新也已然成了汽車制造工作的重中之重，需要各級(jí)部門的重視和全面落實(shí)。

[1]李明峰.PC 機(jī)與CPLD 通信問題的研究.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2002，(8)：19～21