车载局域网系统的应用

    车用局域网的应用非常广泛，按照应用系统加以划分，大致可分为：车身系统、动力传动系统、安全系统和信息系统4个系统，如图2-34所示。

    图2-34    车用网络的拓扑

    一、动力传动系统

    在动力传动系统内利用网络将发动机舱内设置的控制单元连接起来。动力CAN数据总线一般连接3块控制单元，它们是发动机、ABS/EDL及自动变速器控制单元（动力CAN数据总线实际可以连接安全气囊、四轮驱动与组合仪表等控制单元）。总线可以同时传递10组数据，发动机控制单元5组，ABS/EDL控制单元3组和自动变速器控制单元2组。数据总线以500kbit/s速率传递数据，每一数据组传递大约需要0. 25ms，每一控制单元7～20ms发送一次数据。优先权顺序为ABS/EDL控制单元→发动机控制单元→自动变速器控制单元，如表2-10所示。

    表2-10    动力CAN数据总线优先权顺序

    在动力传动系统中，数据传递应尽可能快速，以便及时利用数据，所以需要一个高性能的发送器。高速发送器会加快点火系统间的数据传递，这样使接收到的数据立即应用到下一个点火脉冲中去。CAN数据总线连接点通常置于控制单元外部的线束中，在特殊情况下，连接点也可能设在发动机控制单元内部，如图2-35、图2-36所示。

    图2-35    在控制单元之外部的连接点

    图2-36    在控制单元之内部的连接点

    二、车身系统

    与动力传动系统相比，汽车车身的各处都配置有车身系统部件，线索相对变长，容易受到电磁干扰的影响，为了防干扰应尽量降低通信速度。在车身系统中，因为人机接口的模块、节点的数量增加，通信速度控制将不是问题，但成本相对增加，因此，目前常采用直连接总线及辅助总线。

    舒适CAN数据总线连接5块控制单元，包括中央控制单元及4个车门的控制单元。舒适CAN数据传递一般具有5个功能：中央门锁控制、电动车窗控制、照明开关控制、后视镜加热及自诊断功能。控制单元的各条传输线以星状式汇聚一点。这样做的好处是：如果一个控制单元发生故障，其他控制单元仍可发送各自的数据。

    该系统使经过车门的导线数量减少，线路变得简单。如果线路中某处出现对地短路、对正极短路或线路间短路，CAN系统会立即转为应急模式运行或转为单线模式运行。4个车门控制单元都是中央控制，只需较少的自诊断线。

    数据总线以62.5kbit/s速率传递数据，第一组传递大约需要1ms，每个控制单元20ms发送一次数据。优先权顺序见表2-11，舒适系统中的数据可以用较低的速率传递，所以发送器性能比动力传动系统发送器性能低。

    表2-11    舒适系统优先权

    三、安全系统

    这是指根据多个传感器的信息使安全气囊启动的系统。由于安全气系统涉及到人的生命安全，加之在汽车中安全气囊数目多、碰撞传感器多等原因，要求安全系统必须具备有通信速度快、通信可靠性高的特点。

    四、信息（媒体娱乐）系统

    信息系统（媒体娱乐）在车上的应用很广泛，例如车载电话、音响多媒体系统。对信息系统通信总线的要求是：容量大、通信速度非常高。通信媒体一般采用光纤或铜线，因为这两种介质传输的速度非常快，能满足信息系统的高度化需求。

    除上述所介绍的系统之外，还有面向21世纪的控制系统、高速车身系统及主干网络等。这就意味着将会有不同的网络并存，因此要求网络之间既可以互相连接，也可以断开。

    为了实现即插即用，都将各个局域网与总线相连，根据汽车的平台选择并建立所需要的网络。典型的车用网络平台如图2-37所示。

    图2-37    车用网络的平台

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