2 LIN
LIN 总线与CAN 总线一起构成目前汽车界最广泛采用的两种总线形式。LIN 是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN 通过网关与CAN 网络相联。
LIN 的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能。在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯,使用LIN 总线可大大节省成本。LIN 防干扰性强,主要应用在精度误差不是很苛求的部件的控制上,例如转向定时速度控制、雨刮器控制、车灯控制、后视镜控制、电动车窗、电动座椅调整、发电系统、空调机控制等。
这种低成本的串行通讯模式和相应的开发环境已经由LIN 协会制定成标准。LIN 的标准化将为汽车制造商以及供应商降低成本。虽然LIN 最初的设计目的是用于汽车电子控制系统,但在工业自动化传感器总线、大众消费电子产品中也有着广泛的应用市场。
3 FlexRay
在未来数年的汽车设计中,最令人激动的创新也许来自线控系统的发展。今天的汽车刹车和转向系统都借助于物理连接和液压传动,来将驾驶者的意图传递到车轮和引擎。未来线控系统是将指令发送到刹车,或通过微处理器及电子启动装置来进行制动。线控新技术还能简化某些功能的实现,如自适应巡航控制、自动车道保持、防碰撞,并为汽车最终实现自动驾驶打下基础。 这些创新功能的基础是一种能够满足严格的容错要求的宽带总线结构(比如FlexRay总线)。对安全性至关重要的部件,如转向和刹车系统,必须能够进行可靠的、无缝配合。汽车线控系统实际上也是一种局域网。这种系统是从飞机控制系统引来的。飞机控制系统Fly-by-Wire 是一种电线控制系统,它将飞机驾驶员的操纵、操作命令转换成电信号,利用计算机控制飞机飞行。这种控制方式引入到汽车驾驶上,就成为Drive-by-Wire,引入到制动上就产生了Brake-by-Wire,引入到控制上就有Steering-by-Wire,因此统称为X-by-Wire。
采用X-by-Wire 可以降低部件的复杂性,减少液压与机械控制装置,可以减少杠杆、轴承等金属连接件,减轻重量,降低油耗和制造成本,相应也提高了可靠性和安全性。还有重要的一点,由于电线走向布置的灵活性,使汽车操纵部件的布置也增加了灵活性,扩展了汽车设计的自由空间。例如汽车方向机采用X-by-Wire 技术,左置或右置就可以随意变动。美国通用汽车公司研制的“自主魔力”概念车,操纵系统、制动系统、动力系统就采用了X-by-Wire形式,使其整车控制采用电子而不是传统的机械方式进行。
高速通信标准FlexRay 的主要驱动力量来自多种线控和复杂汽车电子系统的实时访问需求,以及部分汽车制造商占据新兴市场的动机。FlexRay 是时间触发型总线结构。通过将传递信息的重要性进行区分,FlexRay 的数据速率达到10Mbits/s,并能提供汽车制造商以前采用液压系统时所配置的余量。许多汽车厂商准备采用FlexRay 代替CAN,用在汽车传动和底盘上。FlexRay 总线可以实现以一套独立的总线来控制各种由时间触发或事件触发的任务。
FlexRay成为汽车高速通信系统事实上的标准。一些线控技术,如线控驾驶、线控刹车、线控油门、线控减震等都会更快地成为现实。FlexRay最终可能成为动力传动系、底盘、气囊等的控制架构以及把所有汽车总线汇拢在一起的主要电缆。FlexRay芯片的样品已经生产出来,预计2004年年末Philips和Motorola可以提供预生产芯片。