谈汽车客车的研究重点和关键技术

汽车总线系统的研发可分为三个阶段：第一阶段是研究汽车的基本控制系统（又称舒适性总线系统），如照明、电动车窗、集中控制锁等。第二阶段是研究汽车的主要控制系统（也称动力总线系统），如电子喷射 ECU 控制系统、ABS 系统、自动变速器等。第三阶段是研究汽车各电子控制系统之间的集成、实时控制和信息反馈。根据我国汽车电子技术发展规划，进入 21 世纪后，汽车电子技术可达到国外汽车 20 世纪 90 年代的水平。为了缩短与国外汽车技术的差距，提高自身的竞争力，单纯依靠技术引进是不利于发展的。自己的汽车总线和网络应用系统的研究和开发正在兴起。目前，我国汽车客车的研究和应用尚处于起步阶段，汽车客车的应用趋势明显。现在正是介入这方面研究的好时机。汽车客车的研究重点。由于我国车型以欧美车型为主，而欧美车型又以 CAN 总线为主，目前国内采用总线技术的车型几乎都采用 CAN 总线。因此，汽车总线的研发应根据国内外的实际情况进行选择。CAN 总线。CAN 符合 ISO/OSI 参考模型，但只规定了物理层和数据链路层的协议，应用层的协议需要用户自己定义。支持 CAN 底层协议的芯片很多，包括片上 MCU 和片外 CAN 控制器。此外，还有许多由用户开发的应用层协议。例如，AB 公司定义的 DEVICENET 协议就是基于 CAN 协议的应用层协议。霍尼韦尔公司推出的 SDS 总线也在 CAN 的基础上定义了自己的应用层。由此可见，汽车 CAN 总线的研究重点是针对特定车型开发 ECU 硬件和应用层软件，并形成车载网络。关键技术 利用 CAN 总线构建车载网络。需要解决的关键技术问题有 1）总线传输信息的速率、容量、优先级、节点容量等技术问题；2）高电磁干扰环境下的可靠数据传输；3）确定最大传输延迟时间；4）网络容错技术；5）网络监控和故障诊断功能； 总线网络系统概述 随着汽车电子控制系统性能的提高，特别是控制器芯片和软件性能的提高，汽车总线网络系统不仅可以共享信息、节省线束，还可以提供更丰富的软件功能，提升产品的价值和竞争力，满足汽车可靠性和舒适性的需求。与这些功能相对应的总线技术包括 网络管理： 控制器通过网络管理监控网络运行状态，一旦发现通信故障，立即进行故障处理。网络管理的休眠和唤醒功能可协调各控制器的电源管理，从而减少车辆停放时的电池电量消耗。诊断： 诊断不仅能读取故障代码，还能实现离线配置和检测、程序下载两大重要功能。自动离线配置和检测功能可快速、全面地配置和检测控制器的各项功能（如车窗零位配置和防夹检测），从而确保汽车质量，加快生产线速度。通过程序下载功能，汽车制造商可在 4S 店刷新控制器软件，从而降低因软件缺陷而导致的召回成本。测量和校准： 在新车型开发过程中，采用测量和标定技术的快速控制原型控制器可通过计算机和网络系统实时、便捷地调整控制参数和算法，大大缩短开发周期，降低开发成本。这项技术在欧洲、美国和日本的新能源汽车开发中得到了广泛应用。国外的通用、福特、大众等，以及国内的一汽、东风、上汽、长安、广汽、奇瑞等汽车厂商，都已将总线技术集成到高、中、低车型的通用网络平台中。通过这种方式，减少了网络系统的变化，提高了软件复用率，降低了开发成本。汽车制造商的网络平台由网络标准、测试规范和协议栈（与网络相关的嵌入式软件）组成。商用车的网络平台符合 SAEJ1939 标准；乘用车的网络平台对于整车厂来说有其自身的特点，但越来越多的整车厂采用国际标准，以共享供应商资源。同时，越来越多的供应商选择由专业公司开发协议栈，从而减少了开发人力和周期。总线网络系统开发流程 网络平台建设和网络系统开发采用 V 模式开发流程，如下图所示。V 模式定义了一个清晰有效的开发流程：整车厂从系统需求到组件需求，完成系统需求和组件需求的制定，并将组件需求下发给供应商；供应商完成组件开发后，从组件测试到系统测试，整车厂在多轮原型车和样车上完成集成和验证。