劉迪，章皓，趙俊杰，李艷波，郭曉博

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中央?yún)f(xié)調(diào)器在汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究

劉迪，章皓，趙俊杰，李艷波，郭曉博

（洛陽(yáng)拖拉機(jī)研究所有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039）

在汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用中央?yún)f(xié)調(diào)器能夠避免由于單一電器故障而引發(fā)的汽車(chē)運(yùn)行停止的問(wèn)題，有著較強(qiáng)的使用優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的汽車(chē)電器系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段汽車(chē)電器系統(tǒng)的實(shí)際要求。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，基于中央?yún)f(xié)調(diào)式的汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)由于系統(tǒng)復(fù)雜程度較低，而受到了更多的關(guān)注。基于此，文章闡述了基于基本功能協(xié)調(diào)、智能化與故障協(xié)調(diào)、電源管理協(xié)調(diào)的三級(jí)串聯(lián)中央?yún)f(xié)調(diào)在汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。利用復(fù)數(shù)的中央?yún)f(xié)調(diào)器設(shè)計(jì)了基于冗余備份的中央?yún)f(xié)調(diào)器，并對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行了闡述。應(yīng)用結(jié)果顯示，基于冗余備份的中央?yún)f(xié)調(diào)器能夠提升駕駛員與乘客的駕乘體驗(yàn)，降低由于單個(gè)電器故障引發(fā)汽車(chē)整體運(yùn)行停止的概率。

中央?yún)f(xié)調(diào)器；汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)；三級(jí)串聯(lián)中央?yún)f(xié)調(diào)

前言

近幾年來(lái)，汽車(chē)電氣系統(tǒng)迅速發(fā)展，汽車(chē)中包含的電子電器設(shè)備占據(jù)了汽車(chē)生產(chǎn)總成本的三成以上。在這樣的情況下，傳統(tǒng)的汽車(chē)電器系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段汽車(chē)電器系統(tǒng)的實(shí)際要求。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)更加完善，基于中央?yún)f(xié)調(diào)式的汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)由于系統(tǒng)復(fù)雜程度較低，而受到了更多的關(guān)注。使用中央?yún)f(xié)調(diào)器對(duì)汽車(chē)電器進(jìn)行協(xié)調(diào)，能夠更好的確保汽車(chē)電器之間的獨(dú)立性。

1 三級(jí)串聯(lián)中央?yún)f(xié)調(diào)在汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

1.1 基本功能協(xié)調(diào)

在三級(jí)串聯(lián)中央?yún)f(xié)調(diào)的基本功能協(xié)調(diào)中，主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)總用開(kāi)關(guān)的控制，同時(shí)對(duì)駕駛員的直接操作命令進(jìn)行響應(yīng)，確保非駕駛員直接控制的智能電器的正常運(yùn)行。

在法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電氣間聯(lián)動(dòng)互斥中，主要包括車(chē)外照明的依賴與排斥關(guān)系、車(chē)外標(biāo)志燈的同步關(guān)系、車(chē)門(mén)開(kāi)閉對(duì)應(yīng)的門(mén)泵與照明的控制邏輯等。具體包含著遠(yuǎn)近光等的互斥關(guān)系、遠(yuǎn)近光燈與小燈的依賴關(guān)系、制動(dòng)塔板與制動(dòng)燈的同步、各轉(zhuǎn)向標(biāo)志燈的同步等等。

1.2 智能化與故障協(xié)調(diào)

汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在智能化與故障協(xié)調(diào)中，其能夠改善汽車(chē)駕駛員與乘客的駕乘體驗(yàn)。在智能化與故障協(xié)調(diào)中，主要對(duì)電控空氣懸架、車(chē)內(nèi)照明燈光與車(chē)門(mén)開(kāi)閉的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)等進(jìn)行了協(xié)調(diào)控制。同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)鑰匙開(kāi)關(guān)位置與車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)情況的聯(lián)動(dòng)與警告等等。

1.3 電源管理協(xié)調(diào)

在電源管理協(xié)調(diào)中，主要實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)電器控制與電器電源管理的協(xié)調(diào)，降低了由于電源故障造成的汽車(chē)拋問(wèn)題的發(fā)生概率[2]。電源管理協(xié)調(diào)主要實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)電器短路過(guò)流的保護(hù)關(guān)斷、蓄電池過(guò)度放電的智能協(xié)調(diào)關(guān)斷等等。在汽車(chē)電器短路過(guò)流的保護(hù)關(guān)斷中，利用了電器狀態(tài)反饋以及智能電源電流監(jiān)視信息的協(xié)調(diào)；蓄電池過(guò)度放電的智能協(xié)調(diào)關(guān)斷使用了分級(jí)禁用與關(guān)閉車(chē)身用電器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 基于冗余備份的中央?yún)f(xié)調(diào)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中，使用了全分布式的電器控制結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)支持下，當(dāng)某一智能電器產(chǎn)生故障時(shí)，汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中的其他電器運(yùn)行并不會(huì)受到影響，依舊保持正常運(yùn)行的狀態(tài)[3]。這意味著，中央?yún)f(xié)調(diào)器是汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中唯一具有中央?yún)f(xié)調(diào)功能的集中控制部件。所以，中央?yún)f(xié)調(diào)器的可靠程度直接影響著汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定。為了進(jìn)一步提升中央?yún)f(xié)調(diào)器的可靠性，避免由于其功能失效而造成的汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)停止正常運(yùn)行的后果，必須要對(duì)中央?yún)f(xié)調(diào)器進(jìn)行在線備份。

2.2 基于冗余備份的中央?yún)f(xié)調(diào)器的實(shí)現(xiàn)

在普通模式下，兩個(gè)中央?yún)f(xié)調(diào)器會(huì)以完全獨(dú)立的方式完成工作；在備份模式下，處于運(yùn)行狀態(tài)的協(xié)調(diào)器會(huì)對(duì)汽車(chē)電器網(wǎng)路上的中央?yún)f(xié)調(diào)指令進(jìn)行監(jiān)視。若是汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中存在中央?yún)f(xié)調(diào)指令，則備份協(xié)調(diào)機(jī)僅會(huì)向主協(xié)調(diào)器發(fā)出“備份協(xié)調(diào)器具有有效性”的通知，并不會(huì)參與實(shí)際的中央?yún)f(xié)調(diào)工作。當(dāng)汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)上的中央?yún)f(xié)調(diào)指令消失了一段時(shí)間后，備份協(xié)調(diào)其會(huì)進(jìn)入單協(xié)調(diào)器模式，接管中央?yún)f(xié)調(diào)的工作，同時(shí)發(fā)送“協(xié)調(diào)器失效”的警告消息。

3 結(jié)論

綜上所述，中央?yún)f(xié)調(diào)器在汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)中有著較好的使用優(yōu)勢(shì)。通過(guò)基于基本功能協(xié)調(diào)、智能化與故障協(xié)調(diào)、電源管理協(xié)調(diào)的三級(jí)串聯(lián)中央?yún)f(xié)調(diào)，結(jié)合基于冗余備份的中央?yún)f(xié)調(diào)器的使用，提升了駕駛員與乘客的駕乘體驗(yàn)，降低了由于單個(gè)電器故障引發(fā)汽車(chē)整體運(yùn)行停止的概率。

[1] 苗豐,連小珉.汽車(chē)電子電器網(wǎng)絡(luò)的全等雙余度中央?yún)f(xié)調(diào)器[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,56(10):1091-1096.

[2] 范珊珊.轎車(chē)智能電器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理[D].清華大學(xué),2013.

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Research on Application of Central Coordinator in Automotive Electrical Network

Liu Di, Zhang Hao, Zhao Junjie, Li Yanbo, Guo Xiaobo

（Luoyang tractor research institute co., ltd., Henan Luoyang 471039）

The application of the central coordinator in the automobile electrical network can avoid the problem of stopping the operation of the automobile caused by the failure of a single electrical appliance, and has strong use advantages. The traditional automotive electrical system can no longer meet the actual requirements of the current automotive electrical system. With the development of fieldbus technology, automotive electrical network based on central coordination has received more attention due to its low complexity. Based on this, this paper expounds the application of three-level series central coordination based on basic function coordination, intelligence and fault coordination, and power management coordination in automotive electrical network. A central coordinator based on redundant backup is designed by using complex central coordinators, and its operation process is described. The application results show that the central coordinator based on redundant backup can improve the driving and riding experience of drivers and passengers, and reduce the probability that the overall operation of the car stops due to a single electrical fault.

central coordinator; Automotive electrical network; Three - level series central coordination

U462

A

1671-7988(2019)07-123-02

劉迪（1990-），男 ，初級(jí)工程師，就職于洛陽(yáng)拖拉機(jī)研究所有限公司，從事整車(chē)電車(chē)電氣檢測(cè)研究工作。

U462

A

1671-7988(2019)07-123-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.041