基于局域互聯(lián)網(wǎng)減少汽車線束的研究

車用電氣設(shè)備的不斷增加，使汽車電氣系統(tǒng)形成了一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)采用點(diǎn)到點(diǎn)的單一通信方式，各電氣系統(tǒng)之間很少有聯(lián)系，因而產(chǎn)生了龐大的布線系統(tǒng)，相應(yīng)的汽車線束數(shù)量也急劇增加。這種傳統(tǒng)連接方法所需的導(dǎo)線長(zhǎng)度達(dá)到2000m，電氣節(jié)點(diǎn)達(dá)到1500個(gè)。為此，德?tīng)柛Ｅ煽穗娮?電氣架構(gòu)系統(tǒng)事業(yè)部提出了一個(gè)輕量化電氣結(jié)構(gòu)原型（LEAP）項(xiàng)目，旨在通過(guò)使用局域互聯(lián)網(wǎng)，減少汽車線束的使用。

該項(xiàng)目的目標(biāo)汽車為艾瑞歐原子跑車，通過(guò)利用局域互聯(lián)網(wǎng)代替目標(biāo)汽車車身控制系統(tǒng)中的線束。局域互聯(lián)網(wǎng)由歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)，是一種低成本短距離低速網(wǎng)絡(luò)。為盡可能降低線束使用數(shù)量，采用電力線載波技術(shù)。該技術(shù)可以利用汽車現(xiàn)有的電力線，通過(guò)載波方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行高速傳輸，不需要重新架設(shè)局域互聯(lián)網(wǎng)所需的架構(gòu)。整個(gè)通信架構(gòu)包含瑞士工業(yè)公司生產(chǎn)的SIG60和SIG61兩種類型的信號(hào)

接收、發(fā)射單元。SIG60是一種通用異步接收、發(fā)射單元，作為整個(gè)架構(gòu)的主節(jié)點(diǎn)。與之相反的SIG61信號(hào)接收、發(fā)射單元?jiǎng)t作為從節(jié)點(diǎn)。整個(gè)架構(gòu)包含1個(gè)主節(jié)點(diǎn)和15個(gè)從節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)一側(cè)與整車電控單元相連，另一側(cè)與局域互聯(lián)網(wǎng)的傳輸總線相連。從節(jié)點(diǎn)一側(cè)與汽車各子系統(tǒng)的電控單元相連，另一側(cè)同樣與局域互聯(lián)網(wǎng)的傳輸總線相連。進(jìn)行汽車通信時(shí)，主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)確定何時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸以及傳遞到哪個(gè)從節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)則提供需要在局域互聯(lián)網(wǎng)總線上傳輸?shù)男盘?hào)。對(duì)設(shè)計(jì)的基于局域互聯(lián)網(wǎng)的通信方式進(jìn)行測(cè)試時(shí)，其傳輸速率為57.6Kbit/s，能夠滿足汽車控制子系統(tǒng)通信的需求。與不使用該架構(gòu)的傳統(tǒng)艾瑞歐原子跑車相比，線束質(zhì)量由原本的8.1kg減輕至1.25kg，減輕了85%。這對(duì)汽車制造商而言，除減輕線束質(zhì)量以外，還降低了整車的材料成本和減少了線束裝配時(shí)間，且很容易在現(xiàn)有汽車結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，在實(shí)際使用時(shí)，還需要設(shè)計(jì)額外的通信信道，以改善汽車關(guān)鍵子系統(tǒng)的魯棒性，保證汽車安全性。

ChristopherQuigleyetal. SAE 2016-01-0059.

編譯：王祥