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1、汽车工程2004年(第26卷)第4期AutomotiveEngineering2004(Vol.26)No.42004104有线载波技术在汽车数据传输中的应用研究彭东林潘远亮涂治河石永福(重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆400044)[摘要]研究了有线载波技术在汽车数据传输中的应用,通过汽车内的电力线同时实现了供电以及数据的安全传输。叙词:汽车电子,数据传输方式,载波AStudyontheApplicationofPowerLineCarrierTechnologytoAutomotiveDataTransmissionPengDong
2、lin,PanYuanliang,TuZhihe&ShiYongfuChongqingUniversity,StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,Chongqing400044[Abstract]Inthispaper,theapplicationofpowerlinecarriertechnologytoautomotivedatatransmissionisstudied,whichusespowerwiretotransmitboththepowerandcontrolsignalsimu
3、ltaneously1Keywords:Automotiveelectronics,Datatransmissionmode,Carrier燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统1前言(ABS)、防滑制动系统(ASR)、废气再循环系统等。为了达到各系统智能控制的要求,必须对车内公共随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应数据进行共享。但是每个ECU对实时性的要求因数用,汽车上应用的ECU(电子控制单元)越来越多。据更新速率和控制周期不同而不同,见表1。电子设备的大量应用必然导致车身布线量大而且复从表1中可以看出,汽表1典型参数允杂,安装空
4、间紧缺,运行可靠性降低,故障维修难度车内各个ECU对控制系统许响应时间增大。据统计,一辆采用传统布线方式的高档汽车,要求的反应时间各不相同,参数响应时间/s其导线总长度可达2km,电气接点高达1500个,并有的相差还很大。因此,可以发动机喷油量0101且该数字大约每10年增长1倍,从而加剧了粗大的对不同的ECU采取不同的发动机转速013车轮转速1~100线束与有限的车内空间之间的矛盾。为了实现车内数据传输方式,如对反应速进气温度20各ECU协同动作,达到智能控制的目的,要求大量度有特殊要求的ECU,应该冷却温度60的数据信息能在不同的电子单元
5、中共享,同时汽车采用如CAN(控制器局域燃油温度600综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换。网)总线等高速数据传输方传统电器系统采用的点到点的单一通信方式已远不式,而对反应速度要求不高的ECU,完全可以采用能满足这种需求。因此,改变汽车传统的数据传输方一些简单的数据传输方式,如LIN(局部互联网)总式已经成为汽车技术发展的必然趋势。线。这样既可以节约成本,同时也减少了CAN总线上挂接的ECU,提高了CAN总线的反应速度以及2汽车数据传输方式综述该总线的稳定、安全性等。211CAN总线数据传输方式在现代汽车中已经有很多典型的ECU,如电控
6、CAN是由欧洲大部分汽车制造商(如奥迪、宝原稿收到日期为2003年5月6日,修改稿收到日期为2003年7月21日。·436·汽车工程2004年(第26卷)第4期马、雷诺、大众、沃尔沃等)提出并已经广泛使用的其表现方式多为正弦波,但其频率、幅值以及组合方一种数据传输方式。由于我国中高级轿车主要以欧式因具体的芯片不同而不同。载波传输方式是通过洲车型为主,因此CAN技术将是国产轿车引进的技特殊的载波电路将此信号加载于电源线上。与此相术项目,CAN总线的使用也将是一种趋势。对应的是,在信号接收点,也是通过同样的电路将加CAN总线的数据传输是通过根据待
7、发送数据载于电源线上的信号卸载下来,然后通过解码芯片每位的‘0’、‘1’状态在数据总线上相应产生‘显就得到了由传输点传输过来的数据信息。载波信号性’‘、隐性’电平来实现的。这些电平的产生是由专的加载、传输以及卸载过程的原理如图1所示。为了用的芯片来完成的,并且CAN总线协议有解决总线便于理解,这里将电源信号表示为U(t),而控制信冲突、数据出错校验等功能。完全能够保证数据传输号(载波信号)则用正弦交流信号f(t)表示,经过加的高速、安全性等。载后,电源线上的信号为CAN总线的出现解决了汽车对总线的需求,提U′(t)=U(t)+f(t)(1)高
8、了汽车的性能。但是,CAN总线的成本过高,与传统布线方式供电系统相比导线长度、体积质量、导线根数、电气接点方面只减少了30%左右,但成本却增加5倍以上。212LIN